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BESCHREIBUNG
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Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Filtrationstechnik,
insbesondere auf Filter mit beweglichen Filterbändern, und betrifft Bandfilterpressen.
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Kontinuierlich arbeitende Bandfilterpressen werden in der Kommunalwirtschaft,
in der chemischen Industrie, Kohlenindustrie, im Eisenerzbergbau sowie in weiteren
Industriezweigen verwendet.
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Breiteste Anwendung finden Bandfilterpressen in der Kommunaiwirtschaft
zur Entwässerung von Abwasserrückständen. Abwasserrückstände gehören zu den schwer
filtrierbaren Schlarnmsuspensionen. Die Behandlung von-Abwässern ist sehr arueitsaufwendigw
weil diese grosse Volumina, hohe Feuchtigkeit und inhomogene Zusammensetzung besitzen
und weil sie organische Stoffe enthalten, die sich rasch zersetzen und unter Abgabe
eines unangenehmen Geruchs verfaulen.
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Eine ganze Reihe von Apparaten und technologiachen Prozessen zur
Behandlung von Abwasserrückständen, die in den letzten Jahren entwickelt worden
sind, fanden allerdings wegen ihrer unzureichenden Effektivität keine praktische
Anwendung.
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Eine fortschrittliche Methode zur Behandlung von Rückständen ist
die der Entwasserung von kompressiblen RUckständen unter allmählich zunehmendem
Druck, die mittels Bandfilterpressen realisiert wird.
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Die relative Einfachheit der Konstruktion der Bandfilterpresse und
ihrer Betriebsbedingungen und die nied-und Investitions- und Betriebskosten lassen
ihre zweckmässige Einführung in Reinigungsanlagen von Wasserabscheidungssystemen,
insbesondere von Belüftungsstationen mit einer Leistung von 1000-5000 m³/Tag <
> können n Zugleich/ diese Filterpresse/ zur Trennung von Schlammsuspensionen
bei der Produktion von Mineraldn->vorteilhaft erscheinen.>
gern
und im Kohlen- und Eisenerzbergbau zur Reduzierung von Schlammspeichern verwendet
werden.
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Bekannt ist eine Bandfilterpresse (GB-PS 1519234), die zwei endlose
Filterbänder, die sich auf Führungen stützen, Antriebs- und Spannrollen, eine Vibrationseinrichtung
zur anfänglichen Entwässerung sowie Abpressrollen enthält. Die bekannte Bandfilterpresse
hat eine komplizierte Konstruktion und benötigt beträchtlichen Energieaufwand bei
der Durchführung des Entwässerungsprozesses.
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Ferner ist eine Bandfilterpresse (FR-IS Nr. 2412334) bekannt, die
einen Rahmen mit daran angebrachter Antriebstrommel, Spanntrommel und getriebener
Trommel mit auf diese gespannten Filterbändern, am Rahmen befestigte Abpress-, Stütz-
und Austragrollen eine Einrichtung, zur Suspensionszuführung, die am zwang der Filtrationszone
angebracht ist, sowie eine Regeneriervorrichtung, die sich auf dem Leertrum eines
jeden Filterbandes befindet, Abführungskammern, die in der Filtrationszone zur Filtratabführung
und in der Hochdruckzone zur zusätzlichen Abführung der abgeschiedenen Flüssigkeit
angeordnet sinn eine am Rahmen befestigte Einrichtung zur Abnahme des Filterkuchens
von den Filterbändern enthält, die in der Austragzone des Filterkuchens angeordnet
ist. In der bekannten Bandeiner filterpresse gelingt es bei \ mechanischen Einwirkung
der Rollen auf den zu entwässernden Yilterkuchen nicht, einen gleichen Druck auf
den Filter kuchen in der Filterband breite zu gewährleisten. Infolgedessen geht
die Abscheidung der Feuchtigkeit aus dem Filterkuchen ungleichmässig vor sich, was
zu einer geringen Entwässerungseffektivität fUhrt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bandfilterpresse zu
schaffen, bei der eine glelchmäs-
sige Druckverteilung auf die gesamte
Filterband -breite in der AbpresszoneesKerlaubt , die Effektivität der Filterkuchenentwässerung
zu erhöhen, die Konstruktion zu vereinfachen und den Energieaufwand für die DurchfUhrung
des Prozesses der Pilterkuchenentwässerung beträchtlich zu reduzieren.
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Dies wird bei einer Bandfilterpresse mit einem Rahmen mit daran angebrachter
Antriebstrommel, Spanntrommeln und getriebener Trommel mit auf diese gespannten
Filtern rollen bändern, am Rahmen befestigte/ Abpress/, Stützrollen und r r eine/
Austragrolle, eine/ Einrichtung zur Suspensionszuführung, die am Anfang der Filtrationszone
angebracht ist, sowie einer Regeneriervorrichtung, die sich auf dem Leertrum eines
jeden Filterbandes befindet, Abführungskammern, die in der Filtrationszone zur PiltratabfUhrung
und in der Hochdruckzone zur zusätzlichen Abführung der abgeschiedenen Flüssigkeit
angeordnet sind und mit einer am Rahmen befestigten Einrichtung zur Abnahme des
Filterkuchens von den Filterbändern , die in der Austragzone des Filterkuchens angeordnet
ist, erdadurch gelöst, daß findungsgemass/ auf der Oberfläche eines der Filterbänder
auf dessen gesamter Breite in der liochdruckzone zumindest eine Reihe von Rotationskörpern
frei angeordnet ist, die in dieser Zone von vier Seiten durch die Wände eines am
Rahmen starr befestigten Mantelgehäuses festgehalten sind, das über den Filterbändern
in unmittelbarer ähe von einem Filterband angebracht ist, wobei der Druck durch
die Einwirkung der Rotationskdrper auf die Flächeneinheit des abzupressenden Filterkuchens
mindestens 4 kp/cm2 beträgt.
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Vorzugsweise sind die Rotationskörper als Kugeln ausgebildet.
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Je nach Art und Bigenschaften des Filterkuchens und der Art der eingesetzten
Flockungsmittels sind die Rotationskörper zweokmässigerweise aus einem Material
mit
unterschiedlicher Dichte, die in Laufrichtung der Filterbänder
zunimmt, und mit gleichem Halbmesser ausgeführt.
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Möglich ist ferner eine Ausführung der Rotationskörper aus Materialien
mit gleicher Dichte und unterschiedlichem Halbmesser, der in Laufrichtung der Filterbander
zunimmt.
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Zweckmässigerweise werden die Rotationskorper schachbrettartig angeordnet.
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Die Anwendung der vorliegenden Erfindung trägt zu einer Steigerung
der Arbeitsleitung der Bandfilterpresse und zu einer wirksameren Entfernung der
Flüssigkeit aus dem Filterkuchen bei.
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Die Verwendung einer solchen kontinuierlich arbeitenden Bandfilterpresse
in der Kommunalwirtschaft gestattet es, die Feuchtigkeit des abgenommenen Filterkuchens
von 75% auf 70% zu reduzieren und die Arbeitsleistung der Bandfilterpresse in bezug
auf die Suspension um 10% zu steigern.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand/ Konkreten Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert; es zeigt: Fig. 1 - Prinipschem7qeiner,,findungsgemässen
Bandfilterpresse; Fig. 2 - Anordnung von Rotationskörpern gleichen Halbmessers mit
unterschiedlicher Materialdichte auf der Oberfläche des Filterbandes; Fig. 3 - Anordnung
von Rotationskörpern mit gleicher Dichte und unterschiedlichem Halbmesser auf der
Oberfläche des Filterbandes; Fige 4 - Anordnung von Rotationskörpern in zwei verschiedenen
vertikalen Ebenen auf der Oberfläche des Filterbandes.
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Die Bandfilterpresse enthält einen Rahmen 1 (Fig.l) mit daran angebrachten
Trommeln - einer Antriebstrommol 2, Spanntrommeln 3 und einer getriebenen Trommel
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u * t darauf gespannten Filterbänder 5 und 6. Die getriebene
Trommel 4 ist rohrförmig ausgebildet. Sie enthält ferner am Rahmen 1 befestigte
Abpressrollen 7, StUtzrollen 8 und eine Austragsrolle 9, eine Einrichtung 10 zur
Suspensionszuführung, die am Anfang einer Filtrationszone 11 angeordnet ist, sowie
eine Regeneriervorrichtung 12, die sich auf dem Leertrum der Filterbänder 5, 6 befindet
und filtratabführende Kammern 13, 14, die jeweils in der Filtrationszone 11 zur
Filtratabführung und in einer lIochdruckzone 15 zur zunätzlichen Abführung der abgeschiedenen
Flüssigkeit angeordnet sind.
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Die getriebene Trommel 4 und die Abpressrollen 7 bilden eine Vorzone
15' der zwangsweisen Entwässerung.
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Die Bandfilterpresse enthält ferner eine am Rahmen 1 befestigte Einrichtung
16 zur Abnahme eines Filterkuchens 17 von den Filterbändern 5, 6, die in einer Austragszone
18 des Filterkuchens angeordnet ist.
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Auf der Oberfläche des Filterbandes 6> die durcS Wande eines Gehäuses
19 begrenzt ist, das am Rahmen 1 starr befestigt ist und zwischen der Abpressrolle
7 und der Austragrolle 9 Uber den Filterbändern 5, 6 in unmittelbarer Nähe der Bandes
6 liegt, ist zumindest eine Reihe von Rotationskörpern 20 frei angeordnet, dank
deren Einwirkung ein Druck von mindestens 4 kp/cm2 auf eine Flächeneinheit des abzupressenden
Filterkuchens entsteht. Bei einem Druck der Rotationskörper auf eine Flächeneinheit
des abzupressenden Filterkuchens von weniger als 4 kp/cm² kann die erforderliche
Entwässerung des Filterkuchens nicht erreicht werden (dies ergibt sich aus der Binnatzprzxis
der Bandfilterpresse).
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Die Wände des Gehäuses 19 halten die Rotationskörper 20 in der Hoohdruckzone
15. Im unteren Teil des Rahmens 1 ist ein Untersatz 21 zum Auffangen des Piltrats
und der RegenerationsflUssigkeit angebracht. Zur AbfUhrung des
Filtrats
aus den Zonen 11 und 15 wird eine Sammelleitung 22 benutzt. Zur Abdichtung des Filterbandes
6 und der Kammer 13 dient eine Rolle 23. Zur Abfdhrung der flüssigen Phase aus der
rohrförmigen Trommel 4 ist eine Abflussrinne 24 vorgesehen.
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Mit dem Pfeil A ist die ZufUhrung der Abwassersuspension, mit dem
Pfeil B - die Umlaufrichtung der Filterbänder 5, 6 und mit dem Pfeil C - die Bewegungsrichtung
eines ausgeformten Filterkuchens 17 gekennzeichnet.
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In der erfindungagemässen Ausführungsform der Filterpresse sind als
Rotationskörper 20 Kugeln verwendet.
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In Figo 2 ist die Anordnung von Rotationskörpexn gleichen Halbmessers
und unterschiedlicher Dichte dargestellt 9 die in der durch den Pfeil B angedeuteten
Richtung zur Erzeugung eines allmäblich ansteigenden Drucks auf den Filterkuchen
17 (Fig. 1) zunimmt. Die Rotationskörper 20 sind schachbrettartig auf der Oberf;
he des Bands 6 (Fig. 2) frei aneordnet, die durch die Wände des GehEiuses 19 begrenzt
ist.
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In Fig. 3 ist die Anordnung von Rotationskörpezn 20 unterschiedlicher
ilaibmesser , die in der durch den Pfeil B angedeuteten Richtungzunehmen, und gleicher
Dichte zur Erzeugung eines allmählich zunehmenden Drucks auf den Filterkuchen 17
dargestellt.
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In Fig. 4 ist die Anordnung von Rotationskörpern 20 in zwei Ebenen
dargestellt. Möglich ist auch eine Ausführungsform mit Anordnung der Rotationskörper
in n Ebenen je nach dem erforderlichen Druckwert, der zur Erzielung der kleinstmöglichen
Feuchtigkeit des Filterkuchens 17 notwendig ist.
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In der Filtrationszone 11 erfolgt die Gravitationstrennung der Suspension
und die anfängliche Entwässerung des ausgeformten Filterkuchens 17 unter Druckeinwirkung,
die in einem keilförmigen Raum zustande kommt, der zwischen den zwei zusammenlaufenden
Fil-
terbändern 5 und 6 entsteht. Der Prozess der Entwässerung
des Abwasserrückstandes erfolgt mit Hilfe mechanischer Einwirkung auf denselben
in der Zone 15 der zwangsweisen Entwässerung und in der liochdruckzone 15. In der
Zone 15' der zwangsweisen Entwässerung des Filterkuchens findet das anfängliche
Abpressen statt, das von der rohrförmigen Trommel 4 und den Abpressrollen 7 dank
der Veränderung der Bewegungsbahn der Filterbänder 5 und 6 herbeigefUhrt wirdf es
findet auch ein Abpressen des Filterkuchens 17 unter Einwirkung eines erhöhten Drucks
in der Zone 15 statt, der durch die auf der Oberfläche des Filterbandes 6 zumindest
in einer Ebene frei angeordneten Rotationskörper 20 erzeugt wird. Während der Arbeit
wird der Suspensionszuführungseinrichtung 10 der Bandfilterpresse mit Hilfe einer
(nicht gezeigten ) Pumpe die vorgeflockte Ab-Zunachst wassersuspension zugeführt.
/ erfolgt in dieser Einrichtung eine Gravitationsentwässerung des Filterkuchens
17 und dessen gleichmässige Verteilung über die Breite des Filterbandes 6. Der auf
der Oberfläche des Filterbandes 6 ausgeformte Filterkuchen gelangt in die Zone der
anfänglichen Entwässerung, wo dank der durch die zwei zusammenlaufenden Filterbänden
5, 6 erzeugten Kräfte eine Verdichtung des Filterkuchens 17 unter intensiver AbfUhrung
der flüssigen Phase erfolgt.
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Danach gelangt der verdichtete und fertig ausgeformte Filterkuchen
17, der zwischen den zwei Filterbändern 5 und 6 eingeschlossen ist, in die Zone
151 der zwangsweisen Entwässerung.
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Die Filterbänder 5 und 6 mit dem Filterkuchen 17 bewegen sich unter
Veränderung der Laufrichtung durch die rohr!drmige Trommel 4 und die Abpressrollen
7, wodurcEezusAtzlicheß Ausformen des Filterkuchens 17 und eine dabei erfolgende
AbtrennunOflUssiger Phase stattfinden.
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hin Darauf/ gelangen die Filterbänder 5 und 6 mit dem Filterkuchen
17 in die Hochdruckzone 15.
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In der Hochdruckzone 15 wird mittels der zumindest in einer Ebene
angeordneten Rotationskrper 20 ein allmählich zunehmender Druck erzeugt. Zugleich
findet aufgrund der Drehung der Rotationskörper 20, die infolge der Bewegung der
Filterbander 5 und 6 herbeigeführt wird, eine Veränderung der Struktur des Filterkuchens
17 unter intensiver Bildung neuer Kapillaren und gleichzeitiger Zerstörung der Filterkuchenflocken
statt.
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Die von den Rotationskörpern 20 ausgeübte Druckeinwirkung auf den
Filterkuchen 17, die von einer Veränderung seiner Struktur begleitet wird, gestattet
es, die flüssige Phase aus dem Filterkuchen 17 in einer weitgehend kürzeren Zeit
zu entfernen, was die Filterleistung zu steigern erlaubt.
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Danach wird der entwässerte Filterkuchen 17 mit Hilfe der Austragsrolle
9 und der Einrichtung 16 zur Filterkuchenabnahme von den Filterbändern 5 und 6 entfernt.
Die Filterbänder 5 und 6 durchlaufen, indem sie sich durch das System der StützroLlen
8 weiterbewegen, die Regeneriervorrichtungen 12 und stellen ihre Filtereigenschaften
wieder her rsind die Pilterbänder 5 und 6 auf die Durchführung eines nächsten Zyklus
der Entwässerung des Abwasserrckstandes vorbereitet.
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Je nach Art und Eigenschaften des Abwasserrückstandes und der Art
des verwendeten Flockungsmittels können die Rotationskörper beispielsweise in Gestalt
von Kugeln <> aus Materialien mit unterschiedlicher Dichte oder aber von Kugeln
unterschiedlicher Halbmesser aus Materialien mit gleicher Dichte ausgeführt sein,
wobei die Kugeln über dem Filterband in schachbrettartiger Ordnung liegen können.
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Auf diese Weise wird dank der usstatt;ung der Bandfilterpresse mit
auf der Filterbadoberfläche frei angeordneten Rotationskörpern 20 eine auf der gesamten
Breite der Filterbänder 5, 6 gleichmässige mechanische <gleichen Halbmessers>
Einwirkung
der Rotationskörper 20 auf den Filterkuchen 17 erreicht, was zur Erhöhung der Effektivität
der Filterkuchenentwässerung beiträgt.