DE2644877C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Trennung von Feststoffen aus Flüssigkeitssuspensionen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Trennung von Feststoffen aus FlüssigkeitssuspensionenInfo
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Description
ίο von Feststoffen aus Flüssigkeitssuspensionen, bei dem
die Suspension zwischen zwei in Schräglage gegenläufig bewegten Flächen geführt und an der unteren Fläche
durch Sedimentation ein Bereich größerer und an der oberen Fläche ein Bereich geringerer Teilchenkonzentration
gebildet wird. Ferner hat es die Erfindung mit einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
zu tun, bei welcher die in Schräglage gegenläufig bewegten Flächen in einem offenen, von der Suspension
durchströmten Trog engeordnet sind und in Form endloser Bänder über Walzen laufen.
Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen dieser Art (DE-AS 19 07 045), bei denen die Trennung von
Feststoff und Flüssigkeit im wesentlichen auf Sedimentation beruht, arbeiten nur mit verhältnismäßig niedrigern
Wirkungsgrad.
Es ist Aufgabe der Erfindung, den Wirkungsgrad bei einem gattungsgemäßen Verfahren und einer Vorrichtung
zu seiner Durchführung zu verbessern.
Die Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß die Suspension sowohl
im Bereich größerer als auch im Bereich geringerer Teilchenkonzentration durch Absaugung von Klarflüssigkeit
zusätzlich filtriert und die von der unteren Fläche mitgenommene Teilchenschicht aus der Suspension
ausgetragen wird.
Hierdurch wird der zusätzliche Vorteil erzielt, daß der sedimentierte Feststoff stärker verdichtet ist und
hierdurch leichter ausgetragen werden kann.
gemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß die bewegten Flächen als Siebgewebe über schräg in einem
geringerer Druck als im Trog herrscht, und daß die durch das Siebgewebe in die Saugkästen eingesaugte
diesen Kästen ableitbar ist
Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang
mit Zeichnungen der weiteren Erläuterung. Es zeigt
F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
F i g. 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung aus Fig. 1;
F i g. 3 einen Teilquerschnitt der Vorrichtung;
F i g. 3 einen Teilquerschnitt der Vorrichtung;
F i g. 4 die schaubildliche Ansicht einer Einschubkassette mit Saugkästen.
In einen Trog 1 wird die Flüssigkeit, aus der feste, suspendierte Teilchen ausgeschieden werden sollen,
durch ein Einlaßrohr 2 eingeleitet Das Einiaßrohr 2 mündet in einem Bereich 3 des Troges, der mit
strömungssteuernden Blechen 4 versehen werden kann. In diesen Bereich können auch Chemikalien eingeführt
werden, um eine Ausfällung oder Flockung zu größeren i'r>
Teilchenaggiomeraten in der Flüssigkeit zu erzielen. Im Trog 1 sind zwei oder mehrere einzeln auswechselbare
Apparateelemente angeordnet, die im folgenden Einschubkassetten oder einfach Kassetten 5 genannt
werden. Die Kassetten 5 sind so angebracht, daß sich ihr
eines Ende jeweils unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 6 btvndet und ihr anderes Ende oberhalb dieses Spiegels
liegt In Fig. 1 sind drei solcher Kassetten dargestellt Die Zahl dieser Kassetten in ein und demselben Trog
kann jedoch auch mehrere Dutzend betragen.
Zwischen den unteren Enden der Kassetten 5 und dem Boden des Troges 1 ist über die gesamte Trogbreite
hinweg ein freier Strömungskanal 7 ausgebildet, über den die Flüssigkeit aus dem Bereich 3 zu ebenfalls über
die gesamte Trogbreite reichenden Strömungskanälen 8 fließen kann, die sich jeweils zwischen zwei übereinander
angeordneten Kassetten 5 befinden. Die Kassetten 5 sind auf Unterlagsleisten & abgestützt, die an Längsseitenwänden
des Troges 1 befestigt sind. Diese Leisten 9 verhindern auch ein Fließen der Flüssigkeit zwischen
den Längsseitenwänden und den Kassetten von einem Strömungskanal 8 zum andern. Fig.3 zeigt die
Querschnittsansicht eines Strömungskanals 8.
Obwohl die Kassetten 5 vorzugsweise als austauschbare Bauteile ausgebildet sind, ist dies nicht unbedingt
erforderlich.
Der prinzipielle Aufbau einer Kassette 5 wird anhand
der Fig. 1 und 4 beschrieben. Jede Kassette umfaßt einen zum Beispiel aus einem Rohr und einem Blech
gefertigten Rahmen 10, der an jedem Ende der Kassette der drehbaren Lagerung von Walzen 11 und 12 dient
Die Walzen 11, die jeweils an dem über den Flüssigkeitsspiegel 6 überstehenden Teil der Kassetten
angeordnet sind, werden von Motoren 13, beispielsweise Elektromotoren, angetrieben. Es könnte auch ein
gemeinsamer Antrieb für die Walzen 11 mehrerer Kassetten 5 vorgesehen sein. Die Walzen 12, die sich
unter dem Flüssigkeitsspiegel im Trog befinden, sind leerlaufende Umlenkwalzen. Über die Walzen 11, 12
läuft jeweils in Form eines endlosen Bandes ein Siebgewebe 14, zum Beispiel ein Kunststoff- oder
Metallsieb. Das Siebgewebe 14 wird von der Walze 11 auf jeder Kassette so angetrieben, daß sich das obere
Trum schräg nach oben bewegt, während das untere Trum schräg nach unten an der Kassette entlangläuft.
Das Siebgewebe 14 erstreckt sich über die ganze Breite der Kassette bis zu den Leisten 9, ohne diese zu
berühren. Eine besondere Abdichtung des Randes des Siebgewebes gegen die Kassette ist nicht erforderlich.
In den Rahmen der Kassetten sind unterhalb des Siebgewebes mindestens zwei Saugkästen 15 und 16
eingebaut In den Saugkasten 15 kann durch eine Anzahl von öffnungen (F i g. 4) Flüssigkeit durch das Siebgewebe
14 aus demjenigen Strömungskanal 8 einlaufen, der unterhalb der betreffenden Kassette verläuft. In
entsprechender Weise tritt Flüssigkeit durch das Siebgewebe und eine Anzahl von mit dem Siebgewebe
bedeckten Öffnungen in den Saugkasten 16 aus demjenigen Strömungskanal 8 ein, der sich oberhalb der
betreffenden Kassette befindet. Jeder Saugkasten 15,16
steht über öffnungen 22 mit jeweils einem Rohr 17 in Verbindung, welches auch ein Teil der Rahmenkonstruktion
der Kassette sein kann. Das Rohr 17 ist durch eine Wand des Troges 1 herausgeführt. Im übrigen sind
die Saugkasten 15, 16 durch geschlossene Wände begrenzt
Wie in Fig.2 dargestellt, ist an jedes Rohr 17 ein
Fallrohr 18 angeschlossen, das über einen siphonartigen Flüssigkeitsverschluß 19 in einen offenen Kanal 20
mündet, und zwar auf einem Niveau, welches unter dem Flüssigkeitsspiegel 6 im Trog 1 liegt. In die Rohre 18
können Ventile 21 eingebaut sein. Wahlweise können die Rohre 18 auch an eine geschlossene Rohrleitung
angeschlossen sein, in welcher die Flüssigkeit durch Selbstlauf oder Pumpen zum Fließen gebracht werden
kann. Im letzteren Fall ist das Anordnungsniveau der Rohrleitung unabhängig vom Flüssigkeitsspiegel 6 im
Trog 1.
Jede Kassette 5 ist an dem Abschnitt der sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 6 befindet mit einer
Vorrichtung zum Entfernen des aus den abgesetzten
ίο Teilchen gebildeten Schlamms vom Siebgewebe 14
versehen, beispielsweise mit einem Schaber 23 oder einer Vorrichtung zum Durchblasen von Preßluft durch
das Siebgewebe von innen nach außen. Solche besonderen Vorrichtungen können jedoch auch wegge-
is lassen werden.
Mit der beschriebenen Vorrichtung wird das erfindungsgemäße
Verfahren in folgender Weise durchgeführt: Durch das Einlaßrohr 2 wird in den Bereich 3 des
Troges 1 die Flüssigkeit eingeführt welche die suspendierten Teilchen enthält oder aus welcher die
suspendierten Teilchen mittels Chemikalienzufuhr erzeugt werden. Im letzteren Fall kann die Chemikalienzufuhr
im Bereich 3 des Troges erfolgen, der in diesem Fall mit einem Umrührer und strömungssteuernden
Blechen versehen wird. Aus dem Bereich 3 des Troges 1 strömt die Flüssigkeit mit den suspendierten Teilchen in
den Strömungskanal 7 herunter und von dort nach aufwärts durch die Strömungskanäle 8 zwischen den
Kassetten 5. Die Anzahl der Kassetten und dementsprechend der Strömungskanäle 8 im Trog 1 wird in
Abhängigkeit von der zugeführten Flüssigkeitsmenge derart angepaßt, daß die Strömungsgeschwindigkeit in
jedem Strömungskanal ausreichend niedrig bleibt und eine Sedimentierung der Feststoffe auf das jeweils
)5 untenliegende Siebgewebe 14 stattfindet Als Folge der
Sedimentierung bildet sich zunächst in der Nähe der unteren Seiten der jeweils obenliegenden Kassette eine
Schicht aus Klarflüssigkeit, die nur einen kleinen Teil des suspendierten Materials enthält Diese Klarflüssig-
4(i keit wird durch das Siebgewebe 14 der darüberbefindlichen
Kassette 5 in deren Saugkasten 15 filtriert wobei die Druckdifferenz am Siebgewebe
dadurch erzielt wird, daß das den Flüssigkeitsauslauf aus dem Saugkasten 15 vermittelnde Fallrohr 18 auf einem
niedrigeren Niveau mündet als das Niveau des Flüssigkeitsspiegels 6 im Trog 1. Mit Hilfe der Ventile 21
kann der Volumenstrom durch jeden Saugkasten und somit auch in jedem einzelnen Strömungskanal 8
geregelt werden. Da der Hauptteil der Feststoffteilchen in der in die Saugkästen 15 gesaugten Flüssigkeit durch
Sedimentierung entfernt ist, entsteht kein dicker, einen großen Strömungswiderstand verursachender Filterkuchen.
Der Hauptteil des zugeführten Flüssigkeitsstromes kann demnach aus der Klarflüssigkeitsschicht der
Da das Siebgewebe 14 auf der Oberseite der in jedem Strömungskanal 8 untenliegenden Kassette 5 durch die
Rotation der Walze 11 nach oben bewegt wird, wird die von dem Siebgewebe mitgenommene, sedimentierte
ho Teilchenschicht nach aufwärts aus der Suspension
ausgetragen. Hierbei passiert die Teilchenschicht den weiterhin in jeder Kassette 5 vorgesehenen Saugkasten
16, wobei die Druckdifferenz zwischen Strömungskanal 8 und Saugkasten 16 das auf dem Siebgewebe 14
(Γι befindliche Sediment kompakt macht. Gleichzeitig wird
ein kleinerer Teil der Flüssigkeit durch den gebildeten Filterkuchen hindurch durch Absaugung filtriert. Der
kompakt gewordene Filterkuchen wird von dem
Siebgewebe 14 nach oben transportiert und über den Flüssigkeitsspiegel 6 gebracht. Dort wird er, beispielsweise
mit einem Schaber 23, vom Siebgewebe losgelöst und von den Siebgeweben der nachfolgenden Kassetten
aus der Vorrichtung hinausbefördert.
Aus den Poren des derart entstandenen Filterkuchens kann zusätzlich noch Wasser entfernt werden, indem
man Luft durch den Filterkuchen hindurchsaugt. Zu diesem Zweck wird ein zusätzlicher Saugkasten in den
oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 6 befindlichen Teil der ι ο
Kassette S eingebaut und an ein Unterdrucksystem (Vakuumpumpe) angeschlossen, wodurch eine Luftdurchsaugung
durch den Filterkuchen zustande kommt.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann bei der Reinigung verschiedenartiger Abfallwasser die
mittlere Strömungsgeschwindigkeit in den Kanälen 8 in der Größenordnung von 1 m/min gewählt werden,
wobei der Hauptteil der zugeführten Flüssigkeit aus der sich im oberen Teil des Strömungskanals bildenden
Klarschicht durch das Siebgewebe in den Saugkasten 15 gesaugt werden kann. Ein kleinerer Teil der zugeführten
Flüssigkeit wird durch den Filterkuchen hindurch in den Saugkasten 16 filtriert. Dieser verhältnismäßig kleine
Flüssigkeitsstrom ist ausreichend, um den Filterkuchen kompakt zu machen, so daß er mit dem Siebgewebe
nach aufwärts über den Flüssigkeitsspiegel hinaus ins Freie gebracht werden kann.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Verfahren zur Trennung von Feststoffen aus Flüssigkeitssuspensionen, bei dem die Suspension
zwischen zwei in Schräglage gegenläufig bewegten Flächen geführt und an der unteren Fläche durch
Sedimentation ein Bereich größerer und an der oberen Fläche ein Bereich geringerer Teilchenkonzentration
gebildet wird, dadurch gekennzeichnet,
daS die Suspension in beiden Bereichen durch Absaugen von Klarflüssigkeit zusätzlich
filtriert und die von der unteren Fläche mitgenommene Teilchenschicht aus der Suspension ausgetragen
wird.
Z Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der in Schräglage gegenläufig
bewegte Flächen in einem offenen, von der Suspension durchströmten Trog angeordnet sind
und in Form endloser Bänder über Walzen laufen, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegten Flächen
als Siebgewebe (14) über schräg im Trog (1) angeordnete Saugkästen (15, 16) geführt sind, in
denen ein geringerer Druck als im Trog (1) herrscht, und daß die durch das Siebgewebe in die Saugkästen
(15, 16) gesaugte Klarflüssigkeit durch Öffnungen (22) und Leitungen (17,18) aus diesen Kästen (15,16)
ableitbar ist
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugkästen (15, 16) mit dem sie
abdeckenden Siebgewebe (14) über den Flüssigkeitsspiegel (6) im Trog (1) hinausstehen und dort mit
einer Einrichtung (23) zum Entfernen der mitgenommenen Teilchenschicht versehen sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den
Saugkästen (15,16) und der Horizontalen 10° bis 60°
beträgt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2,3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß an den über den Flüssigkeitsspiegel (6) hinausstehenden Teilen der Saugkästen
(15,16) Motore (13) zum Antrieb der oberen Walze (U) angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugkästen (15,16)
mit den sie bedeckenden Siebgeweben (14) und den Antriebsmotoren (13) als einzeln austauschbare
Einschubkassetten (5) ausgebildet sind.
7. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von
den Saugkästen (15,16) ausgehenden Leitungen (17,
18) auf einem Niveau unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (6) in eine offene Rinne (20) münden und an der
Mündung jeweils ein siphonartiger Flüssigkeitsverschluß (19) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den der
Ableitung der Klärflüssigkeit dienenden Leitungen (18) Ventile (21) zur Regulierung des Flüssigkeitsstroms vorgesehen sind.
9. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem
über den Flüssigkeitsspiegel (6) überstehenden Teil des Siebgewebes (14) ein separater, an eine
Vakuumpumpe angeschlossener Saugkasten zum Trocknen der auf dem Siebgewebe abgesetzten
Teilchenschicht angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung
zum Entfernen der vom Siebgewebe (14) mitgenommenen Teilchenschicht eine sich über die
gesamte Breite des Gewebes erstreckende Luftdüse mit spaltartiger Öffnung ist
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