DE2933096C2

DE2933096C2 - Membran-Filterpresse

Info

Publication number: DE2933096C2
Application number: DE2933096A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Rittershaus & Blecher Gmbh, 5600 Wuppertal
Priority date: 1979-08-16
Filing date: 1979-08-16
Publication date: 1987-04-09
Also published as: DE2933096A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Filterpresse mit einem Paket von Membranfilterplatten, wobei in den dicht aufeinander gepreßten Randbereichen der Platten axiale Durchgangskanäle zur Zu- und Ableitung von Medien vorgesehen sind, von welchen Durchgangskanälen quer gerichtete Abzweigkanäle zu den von benachbarten Platten begrenzten Filterkammern führen.
Derartige Filterpressen zeichnen sich durch eine hohe Filterleistung aus, da bei ihnen jeder Filterkuchenraum beidseits durch Filtertücher begrenzt ist und da mittels der Membranen die Filterkuchen noch nachgepreßt werden können. Ferner ist es bei den modernen derartigen Filterpressen möglich, die Filterkuchen mittels Wasser auszuwaschen. Allerdings bereitet bei diesen bekannten Filterpressen die Anordnung der Membranen bzw. die Abdichtung des zwischen einem Filtertuch und einer Membran liegenden Filtratabflußraumes erhebliche Schwierigkeiten. So zeigt die DE-PS 21 64 161 eine Filterpresse der hier behandelten Art, bei welcher die Membranen jeweils mit einem verdickten Randbereich zur Einspannung zwischen benachbarten Platten versehen sind, während die Membranen einwärts des verdickten Randbereiches mit Durchgangslöchern versehen sind, welche die Filtratabflußräume mit innerhalb der Membranfilterplatten vorgesehenen Filtratabflußkanälen verbinden. Im Bereich der Durchgangslöcher ergeben sich jedoch erhebliche Abdichtungsprobleme, weshalb die Membranen an die Membranfilterplatten entweder angeklebt oder anvulkanisiert werden müssen. Bei wiederholter Druckbeaufschlagung der Membranen treten jedoch vielfach Undichtigkeiten auf, da die abzudichtenden Bereiche beim betriebsmäßigen Nachpressen ständig einer Verschleißbeanspruchung unterworfen sind.
Durch die DE-OS 23 58 578 sind ferner Filterplatten bekannt, die aus einem starren Plattenrahmen bestehen, welcher eine Preßwand umschließt, die über einen einstückig ausgebildeten umlaufenden, elastisch auslenkbaren Plattenbereich mit dem Plattenrahmen verbunden ist, so daß die Preßwand relativ zum Rahmen durch Druckbeaufschlagung bewegt werden kann. Alle axialen Durchgangskanäle sind dort im äußeren, eingespannten Plattenrahmen angeordnet, so daß die Preßwand und die flexiblen Bereiche zwischen Preßwand und Plattenbereich frei von Durchgangskanälen od. dgl. sind. Die Plattenrahmen sind dort rings um ihre Durchbrüche breitflächig zwischen ebenen Anlagenflächen dichtend eingespannt. Bei diesen bekannten Filterplatten handelt es sich aber um einen völlig andersartigen Filterplattentyp, da dort die flexiblen Bereiche nicht zwischen den Anlageflächen von starren Teilen eingespannt sind, sondern nach Art eines Scharnierbandes frei schwenkbar ist. Dort treten andersartige Verschleißerscheinungen auf, die mit der Verschleißbeanspruchung und den Abdichtproblemen bei flexiblen, zwischen starren Teilen eingespannte und im Bereich der Einspannung mit Durchgangslöchern versehenen Membranen nicht verglichen werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer für ein Nachpressen oder Waschen des Filterkuchens geeignet ausgebildeten Filterpresse mit beidseits durch Filtertüchern eingefaßten Filterkuchenräumen die beschriebenen Abdicht- und Verschleißprobleme hinsichtlich der Nachpreßmembranen zu beheben und die Anwendung hoher Drücke, z. B. 15 bar, beim Filtrieren, Nachpressen und ggfs. Waschen zu ermöglichen.
Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß durch folgende Merkmale erreicht:

(a) alle axialen Durchgangskanäle sind ausschließlich im äußeren, eingespannten Randbereich der Platten angeordnet;
(b) die Membranen sind nur an ihrem eingespannten Randbereich mit Durchbrüchen für die axialen Durchgangskanäle versehen, wobei die Membranen rings um ihre Durchbrüche herum beidseitig breitflächig zwischen ebenen Anlageflächen dicht eingespannt sind;
(c) die Membranfilterplatten bestehen aus einer, einen verdickten Einspannrand aufweisenden Stützplatte und aus einem, an dem verdickten Stützplattenrand unter abdichtender Einspannung einer Membran befestigten Rahmen, in dem Filtratableitkanäle ausgebildet sind.

Die Erfindung bietet eine Reihe von Vorteilen. Durch die Aufteilung der Membranfilterplatte in eine von der Membran überspannte Stützplatte und in den an der Stützplatte befestigten, die Membran einfassenden Rahmen ist es nunmehr möglich geworden, den jeweils durch die Membran begrenzten Filtratabflußraum mittels durch den Rahmen hindurchführender Kanäle an den Haupt-Filtratabflußkanal anzuschließen, während die Membran selbst außerhalb ihrer ständig eingespannten Randbereiche keine Durchgangslöcher mehr aufweist. Damit entfallen die Abdicht- und Verschleißprobleme bekannter Filterpressen. Darüber hinaus erweist sich auch die Herstellung der Filterpresse als wesentlich unkritischer, da bei den Membranen keinerlei Verkleben, Vulkanisieren oder ähnliche Dichtungsmaßnahmen mehr vorgesehen werden müssen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die in dem Rahmen vorgesehenen Kanäle beim Waschvorgang für die Waschwasserzuführung benutzt werden können. Nach Durchdringen des Filterkuchens gelangt das Waschwasser in die jeweils von einer Stützplatte und einem Filtertuch gebildeten Filtratabflußräume, die an einen axialen Durchgangskanal angeschlossen sind, welcher den in den Rahmen ausgebildeten Kanälen diagonal gegenüberliegt. Durch diese insgesamt diagonal gerichtete Strömung des Waschwassers wird ein gründliches Auswaschen des gesamten Filterkuchens gewährleistet.
Durch die Zusammensetzung des Filterplattenpaketes aus gleich ausgebildeten Membranfilterplatten wird eine hohe Wirtschaftlichkeit erreicht. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die an der Filterpresse vorgesehene automatische Waschanlage jeweils nur auf eine Membranfilterplattendicke eingestellt werden muß, wodurch Dichtprobleme entfallen.
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung kann vorgesehen werden, daß die Membranfilterplatten an allen vier Ecken jeweils mit, axiale Durchgangskanäle bildenden Bohrungen versehen sind, von denen einer ein Trübezufuhrkanal ist. Hierbei kann ferner vorgesehen werden, daß der dem Trübezufuhrkanal diagonal gegenüberliegende Durchgangskanal an eine Nachpreß-Druckmittelquelle anschließbar ist und durch innerhalb der Stützplatte ausgebildete Seitenkanäle mit dem Druckraum zwischen Membran und Stützplatte verbunden ist. Infolge dieser Maßnahmen liegen alle Zu- und Ableitungskanäle innerhalb des Filterplattenpaketes, und zwar ausschließlich im äußeren Einspannrandbereich der Platten, was die Handhabung der Filterpresse beim Auseinanderfahren der Platten vereinfacht, eine Abdichtung der Filterkuchenräume beim Zusammenfahren des Filterpalttenpaketes einwandfrei gewährleistet und die Anwendung sehr hoher Drücke bei der Trübezufuhr, beim Nachpressen des Filterkuchens wie auch beim Waschvorgang erlaubt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen werden, daß der Durchgangskanal für die Trübezufuhr durch muldenförmige, in den Stützplatten vorgesehene Seitenkanäle mit dem Filterkuchenraum verbunden ist. Diese Seitenkanäle werden folglich beim Auseinanderfahren der Membranfilterplatten auf voller Länge jeweils geöffnet, so daß evtl. Absetzungen erkannt und bequem entfernt, z. B. mittels einer automatischen Abspritzeinrichtung abgespült werden können.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen werden, daß die Platten an ihrem oberen Rand mit, einen axialen Durchgangskanal bilden Bohrungen versehen sind, welcher an Atmosphäre anschließbar ist und durch in den Stützplatten ausgebildete Abzweigkanäle mit den Druckräumen zwischen Membran und Stützplatte verbunden ist. Diese Kanäle erlauben es, das Nachpressen mittels flüssiger Druckmedien durchzuführen, wobei sie während des Füllens der Druckräume als Entlüftungsöffnungen dienen. Ein Nachpressen mittels eines flüssigen Druckmediums kann mit verhältnismäßig hohen Drücken gefahrlos ausgeführt werden, da im Gegensatz zu einer Druckluftbeaufschlagung, beim Platzen einer Membran oder Leitung keine Druckwelle in der Aufstellungshalle der Filterpresse hervorgerufen wird.
Schließlich kann der Erfindung zufolge noch vorgesehen werden, daß die Rahmen durch stöpselartige Steckglieder aus Kunststoff mit den Stützplatten verbunden sind. Die Steckglieder können hierbei mit einem versenkt in einer Rahmenausnehmung liegenden Kopf und mit einem in einer Sacklochbohrung in der Stützplatte elastisch eingeklemmten, doppelkegeligen Fuß versehen sein. Diese Befestigungsart ist sehr preiswert und erlaubt ein rasches Auswechseln einer beschädigten Membran.
Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 in Seitenansicht die Filterpresse nach der Erfindung,
Fig. 2 eine Vorderansicht einer Membranfilterplatte,
Fig. 3 eine Rückansicht der Membranfilterplatte nach Fig. 2,
Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig. 2,
Fig. 5 einen Schnitt gemäß der Linie V-V in Fig. 2 und
Fig. 6, 7, 8 und 9 jeweils Schnitte gemäß den Linien VI-VI, VII-VII, VIII-VIII und IX-IX in Fig. 3.
Fig. 1 zeigt eine Filterpresse mit zwei auf Ständern 1, 2 liegenden I-Trägern 3 - lediglich der vordere ist zu sehen -, auf deren unteren, jeweils außen liegenden Flanschen ein Paket aus Membranfilterplatten 5 verschiebbar aufgehängt und durch einen Hydraulikzylinder 6 zusammenpreßbar ist. Auf den I-Trägern 3 ist ferner eine Abspritzeinrichtung 7 verfahrbar gelagert, welche aus einem die I-Träger und das Filterplattenpaket umschließenden Rechteckrahmen besteht, der mit einem Kranz einwärts gerichteter Abspritzdüsen versehen ist. Ferner zeigt Fig. 1 an der Platte des Ständers 1 angebrachte Anschlüsse 8, 9 für die Trübezufuhr und die Filtratableitung. Zwei weitere Anschlüsse liegen - in Fig. 1 durch die Anschlüsse 8, 9 verdeckt - an den rückwärtigen Ecken der Platte des Ständers 1. Ferner ist in Fig. 1 an der Ständerplatte mittig oben ein Anschlußrohr mit Absperrhahn 10 gezeigt.
Jede der Membranfilterplatten 5 ist aus einer Stützplatte 11 und einem Rahmen 12 zusammengesetzt. Der Rahmen 12 ist auf der rückwärtigen Seite der Stützplatte 11, also auf der Seite des Ständers 1, unter Einspannung einer Membran 13 mittels stöpselartiger Kunststoffsteckglieder 14 mit der Stützplatte 11 verbunden. Die Steckglieder weisen jeweils einen versenkt in einer Ausnehmung des Rahmens liegenden Kopf 15 und einen doppelkegeligen Fuß 16 auf, welcher in einer Sacklochbohrung der Stützplatte 11 elastisch eingeklemmt ist. Die Membranfilterplatte 5 ist auf beiden Seiten mit Filtertüchern 17, 18 überzogen.
Die Stützplatten 11 weisen einen umlaufenden verstärkten Einspannrand 19 auf und sind an allen vier Ecken mit einer Durchgangsbohrung 20, 21, 22, 23 versehen, die mit gleichartigen Bohrungen 24, 25, 26, 27 in den an der Stützplatte befestigten Rahmen fluchten. Die Bohrungen 20, 24 bilden in ihrer Gesamtheit einen axialen Durchgangskanal 28 über den die Trübe zugeführt wird. An der freien Vorderseite der Stützplatte 11 sind muldenförmige Seitenkanäle 29, 30 ausgeformt, welche den axialen Durchgangskanal 28 mit dem innerhalb des verdickten Randes 19 liegenden Innenraum der Membranfilterplatte 5 verbinden. Das auf die Vorderseite der Stützplatte aufgespannte Filtertuch 17 legt sich in die muldenförmigen Seitenkanäle 29, 30 ein und ist durch ein die Bohrungen 20, 24 durchsetzendes zylindrisches Filtertuchstück dicht mit dem Filtertuch 18 auf der Rückseite der Membranfilterplatte verbunden.
Die Bohrung 21 der Stützplatte 11 ist durch Abzweigkanäle 31, 32 mit dem zwischen dem Filtertuch 17 und der mit Noppen versehenen Oberfläche der Stützplatte 11 liegenden Filtratabflußraum verbunden. Die Bohrungen 21, 25 bilden in ihrer Gesamtheit einen axialen Durchgangskanal 33, der als einer von zwei Filtratabflußkanälen beim Filtern und als Waschwasserableitung beim Waschvorgang verwendet wird.
Die an der Rückseite der Stützplatte mittels des Rahmens 12 eingespannte Membran 13 ist an ihrer außenliegenden Fläche mit Noppen versehen und begrenzt zusammen mit dem über die Membranfilterplatte gespannten Filtertuch 18 einen Filtratabflußraum, welcher durch unten in dem Rahmen 12 ausgebildete Abzweigkanäle 34, 35 mit einem von den Durchgangsbohrungen 23, 27 gebildeten axialen Durchgangskanal 36 verbunden ist. Dieser axiale Durchgangskanal 36 dient beim Filtern als Filtratabflußkanal, während er beim Waschvorgang als Wasserzuflußleitung benutzt wird.
Die den Trübezuflußbohrungen 20, 24 diametral gegenüberliegenden Bohrungen 21, 26 bilden einen axialen Durchgangskanal 37 zur Zuleitung eines Nachpreßdruckmediums, welches über die Abzweigkanäle 38 mit dem Druckraum zwischen Stützplatte 11 und Membran 13 verbunden ist.
Ferner sind die Stützplatten 11 und die Rahmen 12 der Membranfilterplatte mittig am oberen Randbereich mit Durchgangslöchern 39, 40 versehen, die einen zum Entlüftungshahn führenden axial durchgehenden Entlüftungskanal 41 bilden und über einen in den Stützplatten 11 vorgesehenen Abzweigkanal 42 mit dem Druckraum zwischen Stützplatte 11 und Membran 13 verbunden sind.
Beim Filtern läuft die Trübe über den Kanal 28 und die muldenförmigen Seitenkanäle 29, 30 in die jeweils von zwei Filtertüchern 17, 18 zweier benachbarter Membranfilterplatten eingefaßten Filterkuchenräumen. Das Filtratwasser, welches die Filtertücher durchdringt, läuft über Abzweigkanäle 34, 35 durch den axialen Durchgangskanal 36 und über die Abzweigkanäle 31, 32 über den axialen Durchgangskanal 33 ab.
Im Anschluß an den Filtervorgang wird der Trübezufuhrkanal 28 versperrt, und durch den diametral gegenüberliegenden axialen Durchgangskanal 37 wird ein Druckmittel, vorzugsweise Wasser in die Druckräume zwischen Stützplatte 11 und Membran 14 geleitet, wobei über die Kanäle 42, 41 der Druckraum bei Verwendung einer Druckflüssigkeit zunächst entlüftet wird. Beim Nachpressen fließt das Filtratwasser wie beim Filtervorgang über die beiden beschriebenen Filtratabflußwege 8.
Beim Waschvorgang wird über den axialen Durchgangskanal 36 und die Kanäle 34, 35 Waschwasser in die Räume zwischen jeweils einer Membran 13 und einem Filtertuch 18 geleitet. Das Waschwasser durchsetzt den Filterkuchen und gelangt in den Filtratabflußraum zwischen Filtertuch und Stützplatte einer benachbarten Membranfilterplatte, von wo aus es über die Kanäle 31, 32, 33 abgeführt wird.

Claims

1. Filterpresse mit einem Paket von Membranfilterplatten, wobei in den dicht aufeinander gepreßten Randbereichen der Platten axiale Durchgangskanäle zur Zu- und Ableitung von Medien vorgesehen sind, von welchen Durchgangskanälen quer gerichtete Abzweigkanäle zu den von benachbarten Platten begrenzten Filterkammern führen, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale

(a) alle axialen Durchgangskanäle (28, 33, 36, 37, 41) sind ausschließlich im äußeren, eingespannten Randbereich der Platten (5) angeordnet,

(b) die Membranen (13) sind nur an ihrem eingespannten Randbereich mit Durchbrüchen für die axialen Durchgangskanäle versehen, wobei die Membranen rings um ihre Durchbrüche herum beidseitig breitflächig zwischen ebenen Anlageflächen dicht eingespannt sind,

(c) die Membranfilterplatten (5) bestehen aus einer einen verdickten Einspannrand (19) aufweisenden Stützplatte (11 ) und aus einem an dem verdickten Stützplattenrand unter abdichtender Einspannung einer Membran (13) befestigten Rahmen (12), in dem Filtratableitkanäle (34, 35) ausgebildet sind.

2. Filterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranfilterplatten (5) an allen vier Ecken jeweils mit, axiale Durchgangskanäle (28, 33, 36, 37) bildenden Bohrungen (20/24, 21/25, 22/26, 23/27) versehen sind, von denen einer (28) ein Trübezufuhrkanal ist.

3. Filterpresse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgangskanal (28) für die Trübezufuhr durch muldenförmige, in den Stützplatten (11) vorgesehene Seitenkanäle (29, 30) mit dem Filterkuchenraum verbunden ist.

4. Filterpresse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Trübezufuhrkanal (28) diagonal gegenüberliegende Durchgangskanal (37) an eine Nachpreß Druckmittelquelle anschließbar ist und durch innerhalb der Stützplatte (11) ausgebildete Seitenkanäle (38) mit dem Druckraum zwischen Membran (13) und Stützplatte (11) verbunden ist.

5. Filterpresse nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (5) an ihrem oberen Rand mit, einen axialen Durchgangskanal (41) bildenden Bohrungen (39, 40) versehen sind, welcher an Atmosphäre anschließbar ist und durch in den Stützplatten (11) ausgebildete Abzweigkanäle (42) mit den Druckräumen zwischen Membran (13) und Stützplatte (11) verbunden ist.

6. Filterpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmen (12) durch stöpselartige Steckglieder (14) aus Kunststoff mit den Stützplatten (11) verbunden sind.

7. Filterpresse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckglieder (14) mit einem versenkt in einer Rahmenausnehmung liegenden Kopf (15) und mit einem in einer Sacklochbohrung in der Stützplatte (11) elastisch eingeklemmten, doppelkegeligen Fuß (16) versehen sind.