DE4315074A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Entwässern von Schlämmen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Entwässern von SchlämmenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff der neben
geordneten Ansprüche 1 und 24 sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens gemäß dem Oberbegriff der nebengeordneten Ansprüche 35 und 43.
Bei bekannten Anlagen zum Entwässern von Schlämmen aus Kläranlagen wird dem
Klärschlamm mittels einer Vollmantelzentrifuge, einer Kammerfilterpresse oder
einer Siebbandpresse mechanisch ein Teil des darin gebundenen Wassers entzogen.
Der flüssige Klärschlamm mit einem Wassergehalt von beispielsweise 95 Gew.-%
wird dabei in einen klumpenden, feuchten Dickstoff mit einem Trockensubstanz
gehalt von etwa 15 Gew.-% bis etwa 35 Gew.-% überführt. Der Dickstoff stellt
eine zu entsorgende Restmasse dar, die je nach erzieltem Entwässerungsgrad etwa
1/4-tel bis 1/7-tel der ursprünglichen Klärschlamm-Masse ausmacht.
Eine weitere Verringerung des Wassergehaltes mit Hilfe mechanischer
Entwässerung ist bei Klärschlämmen im allgemeinen nicht möglich. Wird ein
geringerer Wassergehalt des Dickstoffs gewünscht, werden der mechanischen
Entwässerungsvorrichtung eine oder mehrere thermische Trocknungsstufen
nachgeschaltet. Bei den genannten Trocknungsstufen handelt es sich um Kurzzeit-
oder Langzeittrockner, beispielsweise Wirbelschichttrockner oder Scheibentrockner.
Sowohl die weitere Verarbeitung der mechanisch entwässerten Dickstoff-Klumpen
in thermischen Trocknungsstufen als auch die Entsorgung dieser feuchten, klebrigen
Masse auf einer Deponie, in der Landwirtschaft, bei der Kompostierung oder bei
der direkten Verbrennung bereiten in der Praxis wegen der unangenehmen Material
eigenschaften des nur mechanisch entwässerten Dickstoffs große Schwierigkeiten.
Um die mechanische Standfestigkeit der Dickstoff-Klumpen auf Deponien zu erhö
hen oder deren Streufähigkeit bei der landwirtschaftlichen Verwertung zu verbes
sern, werden dem Dickstoff große Mengen trockenes Material, beispielsweise ge
brannter Kalk, zugemischt, um den Gesamtwassergehalt von beispielsweise 75
Gew.-% auf 60 Gew.-% zu reduzieren. Dadurch vergrößert sich indessen die zu
entsorgende Gesamtmasse in erheblichem Umfang, wie aus der nachfolgenden Bei
spielsrechnung ersichtlich ist: 1000 kg flüssiger Klärschlamm mit einem Trocken
substanz- (TS)-Gehalt von 5 Gew.-% (entsprechend einem Wassergehalt von 95
Gew.-%) enthält 50 kg Trockensubstanz. Durch mechanische Entwässerung auf 25
Gew.-% TS-Gehalt hat die resultierende, feuchte Restmasse (Dickstoff) noch ein
Gewicht von 200 kg (unverändert 50 kg Trockensubstanz und 150 kg Wasser); damit
wurden 800 kg Wasser entzogen. Um auf 40 Gew.-% TS-Gehalt zu kommen, gibt
es zwei Möglichkeiten. Entweder müssen 50 kg Trockensubstanz hinzugefügt
werden; das Gesamtgewicht erhöht sich dann von 200 kg auf 250 kg, wovon
(unverändert) 150 kg Wasser (= 60 Gew.-%) und 100 kg Trockensubstanz (= 40
Gew.-%) sind. Alternativ dazu werden 75 kg Wasser entzogen; das Gesamtgewicht
verringert sich dann von 200 kg auf 125 kg, wovon (unverändert) 50 kg Trocken
substanz (= 40 Gew.-%) und 75 kg Wasser (= 60 Gew.-%) sind. Gegenüber dem
Zumischen von Trockensubstanz wird somit durch weiteren Wasserentzug die resul
tierende Dickstoffmasse bei gleichem TS-Gehalt auf die Hälfte (125 kg gegenüber
250 kg) reduziert!
Wird dagegen der nasse Dickstoff direkt verbrannt, müssen für die Verdampfung
des darin enthaltenen Wassers große Brennstoffmengen eingesetzt werden. Um im
vorgenannten Beispielsfall 50 kg Trockensubstanz zu verbrennen, müssen 150 kg
Wasser verdampft werden. Bei der thermischen Entsorgung von Klärschlamm durch
Verbrennen bringt eine Vortrocknung der aus der mechanischen Entwässerung resul
tierenden feuchten Dickstoff-Klumpen große Vorteile: Die zu verbrennende Masse
ist kleiner, der Heizwert ist höher, die Abgasmenge und damit auch der Schadstoff
ausstoß an Dioxinen und Furanen ist geringer. Allerdings ist der Aufwand für die
Vortrocknung von mechanisch entwässertem Klärschlamm nach dem Stand der
Technik, d. h., mittels thermischer Trocknungsstufen, beträchtlich. In vielen Fällen
muß der klebrige, feuchte und zu Klumpen zusammengebackene Dickstoff durch
Rückmischen mit Trockenstaub erst einmal verarbeitbar gemacht werden, wodurch
sich die im Trockner zur verarbeitende Gesamtmasse stark erhöht. Dies hat wieder
um zur Folge, daß die erforderlichen baulichen Abmessungen und letztlich die
Anschaffungs- und Betriebskosten von derartigen Trocknern im Vergleich zu den
baulichen Abmessungen bzw. Kosten von Klärschlamm-Zentrifugen ein Mehrfaches
betragen. In der Praxis sind die Kosten für das Entziehen von 1 kg Wasser aus dem
Klärschlamm durch Trocknen etwa 10mal so hoch wie durch Zentrifugieren.
Hinzu kommt folgendes: Die bisher für die mechanischen Entwässerung von Klär
schlämmen eingesetzten physikalischen Prinzipien wie Sedimentation, Filtration oder
Pressen konnten in dem vergangenen Jahrzehnt zwar bis zu einem Wasserentzug
von etwa 35 Gew.-% TS-Gehalt (gegenüber früheren Werten von etwa 25 Gew.-%
TS-gehalt) verbessert werden, doch sind einer weiteren Steigerung des
Trockensubstanzgehaltes physikalische oder technische Grenzen gesetzt durch
begrenzte Materialfestigkeiten, Verstopfung von Filtertüchern oder Erhöhung des
Verschleißes und damit Verringerung von Standzeiten. Zudem zeigt sich, daß durch
verbesserte Reinigungsverfahren in Kläranlagen das Abwasser zwar sauberer wird,
jedoch der dabei anfallende Klärschlamm zunehmend schwieriger zu entwässern ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, bei Klärschlämmen einen
höheren Trockensubstanzgehalt mit vergleichsweise geringerem apparativen und
energetischen Aufwand zu erzielen.
Diese Aufgabe wird verfahrenstechnisch durch die kennzeichnenden Merkmale der
nebengeordneten Ansprüche 1 und 24 sowie apparativ durch die kennzeichnenden
Merkmale der nebengeordneten Ansprüche 35 und 43 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Verfahren
und Vorrichtungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung beruht in seiner einen Lösungsvariante auf der Überlegung, den
vorentwässerten Klärschlamm innerhalb der Zentrifuge zu erwärmen. Dabei wird
von folgenden physikalischen Vorgängen bei der mechanischen Schlammentwässe
rung ausgegangen:
Bei den üblicherweise zur Schlammentwässerung eingesetzten Vollmantel-
Schneckenzentrifugen wird der voreingedickte, flüssige Klärschlamm mit etwa 5
Gew.-% Trockensubstanz-Gehalt einer Zentrifugentrommel kontinuierlich zugeführt,
welche um eine horizontale Achse rotiert. Auf die nur eine geringe Masse auf
weisenden Feststoffpartikeln des Klärschlamms wirken Zentrifugalkräfte mit 2000-
bis 3000facher Erdbeschleunigung. Infolge dieser hohen Zentrifugalkräfte sedi
mentieren die Partikeln radial nach außen und bilden innerhalb der Zentrifugen
trommel eine Dickstoffschicht großer Stärke. Der durch das Zentrifugalfeld
wirkende Eigendruck innerhalb dieser Dickstoffschicht beträgt etwa 10 bar und
bewirkt, daß durch die Eigenpressung ein Teil des Schlammwassers in den sich
verengenden Zwischenräumen und Kapillaren radial nach innen verdrängt wird. Die
Viskosität der nach innen abströmenden Flüssigkeit setzt einer raschen Verdichtung
der Feststoffpartikeln infolge der verengten Kapillaren einen Widerstand entgegen.
Es stellt sich ein Gleichgewicht ein zwischen dem maximal erzeugbaren Eigendruck
der Feststoffpartikeln und der Kompressibilität des mit Wasser gefüllten Hohlraum
anteils zwischen den Feststoffpartikeln. Infolge der sich verengenden Kapillaren
kann das eingeschlossene Schlammwasser nicht mehr entweichen. Die nur begrenzt
zur Verfügung stehende Schleuderzeit und die durch Flockungshilfsmittel (Poly
elektrolyte) künstlich erhöhte Viskosität des Schlammwassers behindern dabei ein
weiteres Entfeuchten der Dickstoffschicht.
Die sich an der Innenwand der Zentrifugentrommel bildende Dickstoffschicht wird
durch eine Förderschnecke, welche koaxial zur Zentrifugentrommel in deren
Innerem mit etwas höherer Drehzahl rotiert, in axialer Richtung bewegt und am
konisch zugespitzten Ende der Zentrifugentrommel über gleichförmig am Trommel
umfang verteilte Abwurföffnungen in radialer Richtung abgeschleudert bzw. abge
worfen. Das abgetrennte Zentrat strömt durch Rücklaufkanäle, die am Schnecken
körper befestigt sind, oder unmittelbar im Schneckenkanal entgegengesetzt zur
Austragsrichtung des Dickstoffs zurück zur Eintragszone der Zentrifuge und wird
über ein dort angebrachtes Wehr aufgestaut. Das über das Wehr übertretende
Zentrat fließt über eine Zentratschurre aus der rotierenden Zentrifugentrommel ab.
Üblicherweise ist die Zentrifugentrommel in ihrer hinteren axialen Hälfte zum
Konus hin mit Dickstoff gefüllt, während sich in der vorderen axialen Hälfte eine
Schicht geringerer Stärke ausbildet, welche das Sedimentieren sowie das Abfließen
des Zentrates an der Eintragszone gestattet.
Wird nun gemäß der einen Lösungsvariante der Erfindung in erster Linie die
Dickstoffschicht innerhalb der Zentrifugentrommel erwärmt, so wird bei unver
ändertem Fliehkraftfeld und damit unverändertem Eigendruck der Dickstoffschicht
die Viskosität des Schlammwassers in den Feststoffkapillaren verringert, was
wiederum zur Folge hat, daß das Abfließen des Schlammwassers aus den Kapillaren
(=Kapillarwasser) erleichtert wird. Infolge des schnelleren Entweichens des
Kapillarwassers aus den Hohlräumen zwischen den Feststoffpartikeln lassen sich
diese stärker verdichten. Der Dickstoff (Filterkuchen) verläßt daher die Zentrifuge
mit verringertem Wasseranteil. Durch eine relativ geringe Temperaturerhöhung des
Klärschlamms um 40°C wird die Viskosität des Kapaillarwassers bereits halbiert,
was dessen Abfließen stark beschleunigt.
Die Erwärmung des Dickstoffs innerhalb der Zentrifugentrommel hat gegenüber
einer Erwärmung des gesamten flüssigen Klärschlamms vor Einbringen in die
Zentrifuge den Vorteil, daß ein weitaus kleinerer Flüssigkeitsanteil (im eingangs
genannten Beispiel nur 150 kg Wasser gegenüber 950 kg Wasser) erwärmt werden
muß, wodurch sich Energiekosten sparen lassen. Ein weiterer Vorteil liegt darin,
daß ein Aufplatzen der organischen Schlammzellen vermieden wird. Je höher die
Temperatur der Schlammzelle ist, desto leichter platzt die Zellmembran auf. Die
mechanische Belastung der Zellmembran ist unmittelbar beim Eintrag in das
Fliehkraftfeld der Zentrifuge am höchsten. Bei Erwärmung des bereits im Flieh
kraftfeld befindlichen Dickstoffs ist daher die Gefahr, daß die durch Erwärmung
empfindlicher gewordene Zellmembran aufplatzt, weitaus geringer. Beim Aufplatzen
der Zellmembran ergießt sich der flüssige, hochviskose Zellinhalt der Schlammzelle
in das Schlammwasser, was zu einer drastischen Erhöhung des CSB- und des BSB-
Gehaltes im Filtrat und damit zu einer großen Rückbelastung der Kläranlage führt.
Ferner wird die durch die Erwärmung angestrebte Verringerung der Viskosität des
Schlammwassers durch dessen Vermischung mit dem hochviskosen Zellinhalt weit
gehend zunichte gemacht. Das erfindungsgemäße Erwärmen des Dickstoffs inner
halb der Zentrifuge vermeidet nicht nur diese Gefahr, sondern bringt noch eine
Reihe weiterer Vorteile mit sich:
- - Die zu erwärmende Masse beträgt nur etwa 1/6-tel der zu entwässernden Klärschlamm-Masse am Eintrag der Zentrifuge, wodurch der Energie aufwand relativ gering ist;
- - das Filtrat bleibt kalt und kann von der Kläranlage problemlos übernommen werden;
- - die Erwärmung des Dickstoffs läßt sich infolge der Rotation der Zentri fugentrommel ohne Gefahr einer lokalen Überhitzung bzw. Beschädigung der Dickstoffschicht und der Zentrifugentrommel vornehmen;
- - durch die langsame Schneckenbewegung relativ zur Zentrifugentrommel wird die Dickstoffschicht zwischen Schneckenkörper und Trommelwand ununter brochen umgewälzt, so daß eine gleichförmige Erwärmung der Dickstoff schicht und damit eine entsprechend gleichförmige Viskositätsverringerung des Kapillarwassers gewährleistet wird;
- - es ist kein zusätzlicher Wärmetauscher zur Schlammerwärmung erforderlich; vielmehr wird die Zentrifugentrommel mit nur geringfügigem apparativen Mehraufwand als Wärmetauscher ausgenutzt, welcher den weiteren Vorteil hat, daß durch die Trommelrotation sowie durch die Räumwirkung der Schnecke Verstopfungen und Anbackungen bzw. Verkrustungen aufgrund lokaler Überhitzungen sicher vermieden werden;
- - durch den weitergehenden Wasserentzug weisen die ausgeworfenen Dick stoffpartikeln einen gegenüber Entwässerungszentrifugen ohne Dickstoff erwärmung höheren Trockensubstanz-Gehalt auf, so daß der ausgeworfene Dickstoff nicht mehr klebrig und klumpenförmig, sondern krümelig (mit großer volumenbezogener Oberfläche) ist und sich wesentlich leichter weiter verarbeiten läßt;
- - der - im Vergleich zu herkömmlichen Trocknern - mit äußerst geringen Investions- und Betriebskosten erzielte Trockensubstanz-Gehalt liegt in einem für die Entsorgung äußerst interessanten Bereich; der sich bei mäßiger Dickstofferwärmung in der Zentrifuge ergebende, krümelige Dickstoff ist gut rieselfähig und läßt sich ohne weitere Behandlung problemlos kompostieren, deponieren, streuen und verbrennen; für eine Verbrennung ist nur noch eine geringe Energiezufuhr erforderlich; begünstigt wird diese problemlose Verwendung durch einen geringen Staubanteil und das Fehlen von Kalk- oder sonstigen Trockensubstanz-Beimischungen;
- - die zur Erwärmung des Dickstoffs innerhalb der Zentrifugentrommel verwendeten Heißgase bzw. die dabei entstehenden heißen Flammenabgase lassen sich anschließend zur Nachtrocknung der abgeworfenen Dickstoffpartikeln ausnutzen; hinzu kommt, daß die erwärmten Dickstoffkrümel nach ihrem Abwurf durch Nachverdunstung beim Abkühlen weitere Feuchtigkeit abgeben, wodurch sich insgesamt die aufgewendete Wärmeenergie nahezu vollständig zum Entfeuchten nutzen läßt;
- - eine Nachrüstung bereits bestehender Entwässerungszentrifugen ist problemlos möglich.
Alternativ zu der vorstehenden Lösungsvariante ist bei einer zweiten Lösungs
variante nur eine Nachtrocknung der von der Entwässerungszentrifuge ohne vor
herige Dickstofferwärmung abgeworfenen Dickstoffpartikel in dem Fallschacht
vorgesehen, wodurch für eine Reihe von Anwendungsfällen auf einfache Weise der
Trockensubstanz-Gehalt erhöht werden kann. Dabei wird der Fallschacht als
Trocknergehäuse ausgenutzt, in welchen im Gleichstrom, Querstrom oder im
Gegenstrom heißes Trocknungsgas eingeleitet wird. Die nach dem Prinzip einer
Zerstäubungstrocknung erfolgende Nachtrocknung beruht in ihrer Wirkung darauf,
daß die abgeschleuderten Dickstoffpartikeln noch im Fluge - d. h., vor einer
Verklumpung - von dem heißen Trocknungsgas angeströmt werden, so daß sie beim
Aufprall auf den Boden des Fallschachtes soweit abgetrocknet sind, daß ein
Zusammenbacken bzw. Verklumpung weitgehend vermieden wird. Zusätzlich kann
durch die sich am Schachtboden bildende Schicht von Dickstoffpartikeln ähnlich wie
bei einem Rieselschachttrockner ein weiterer Trocknungsgasstrom von unten nach
oben im Kreislauf hindurchgeleitet werden. Der auf diese Weise nachgetrocknete
Dickstoff kann entweder zusammen mit dem verbrauchten Trocknungsgas oder -
nach erfolgter Gas-Feststoff-Trennung - abgasfrei aus dem Fallschacht ausgetragen
werden, während das abgetrennte Abgas (verbrauchte Trocknungsgas) abgesaugt und
gegegebenfalls für eine erneute Verwendung aufbereitet wird. Der Fallschacht kann
auch als Eintragsorgan für einen Flugstromtrockner benutzt werden, der wahlweise
zu- oder weggeschaltet werden kann. Je nach Erfordernis läßt sich auf diese Weise
nur mäßig entwässerter Schlamm oder vollständig getrockneter Schlamm produ
zieren. Auch bei dieser zweiten Lösungsvariante, die sich mit der ersten
Lösungsvariante hervorragend kombinieren läßt, ist eine Nachrüstung bestehender
Schlammzentrifugen problemlos möglich.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß
ausgerüstete Vollmantel-Schneckenzentrifuge zur Entwässerung von
Klärschlämmen;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Schlammzentrifuge nach Fig. 1 mit
einem speziell ausgebildeten Fallschacht ohne Gas-Feststoff-
Trennung;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Schlammzentrifuge
mit einer als Verlängerung des Fallschachtes ausgebildeten Nach
trocknungseinrichtung in Form eines Wirbelschicht-Trockners;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Schlammzentrifuge nach Fig. 1 mit
einer gegenüber Fig. 2 abgewandelten Ausbildung des Fallschachtes
ohne Gas-Feststoff-Trennung;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Schlammzentrifuge
mit einer gegenüber Fig. 3 variierten Ausbildung des Fallschachtes
als Nachtrocknungseinrichtung;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der Schlammzentrifuge nach Fig. 1 mit
einer gegenüber den Fig. 2 und 4 abgewandelten Ausbildung des
Fallschachtes mit Gas-Feststoff-Trennung und nachgeschalteter
Abgas-Entstaubung;
Fig. 7 eine ähnliche Ausführungsform wie nach Fig. 6, bei welcher
zusätzlich eine Reinigung des entstaubten Abgases in der Zentratzone
der Schlammzentrifuge erfolgt;
Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine gegenüber Fig. 1 mit einem zusätz
lichen Rieselschacht-Trockner versehene Schlammzentrifuge nach der
Erfindung;
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht der Schlammzentrifuge nach Fig. 1 mit
einer wahlweise verwendbaren Nachtrocknungseinrichtung mit einer
Gas-Feststoff-Abtrennung im Fallschacht:
Fig. 10 eine Variante bezüglich der Ausführungsform nach Fig. 9, und
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Schlammzentrifuge
mit einer Ausbildung des Fallschachtes für eine wahlweise Zuschal
tung eines Querstrom-Trockners.
Die in Fig. 1 dargestellte Entwässerungsvorrichtung für Klärschlämme weist im
dargestellten Beispielsfall eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge 10 bekannter Bauart
auf. Anstelle einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge können auch andere, für die
Schlammentwässerung geeignete Zentrifugen, beispielsweise Siebmantel-Schnecken
zentrifugen verwendet werden. Die nachstehend kurz als "Schlammzentrifuge"
bezeichnete Vollmantel-Schneckenzentrifuge 10 weist eine rotierende Trommel 11
auf, welche an ihren axialen Enden auf Wälzlagern 17 drehbar gelagert ist. Die
Zentrifugentrommel 11 verjüngt sich konisch etwa ab ihrer axialen Mitte und ist an
ihrem konisch verjüngten Ende mit gleichformig über ihren Umfang verteilten
Abwurföffnungen versehen, welche die Abwurfzone 15 der Schlammzentrifuge 10
bilden. Innerhalb der Zentrifugentrommel 11 ist längs deren Achse eine Ent
wasserungsschnecke 12 mit wendelförmigen Schneckenstegen 12a angeordnet, die
an ihren axialen Enden auf Wälz- oder Gleitlagern 16 drehbar gelagert ist. Die
Schnecke 12 wird mit geringfügig größerer Drehzahl als die Trommel 11 von einem
nicht-gezeigten Antrieb angetrieben, so daß das in die Schneckengänge eingebrachte
Material entsprechend der Differenzdrehzahl zwischen Schnecke 12 und Trommel
11 axial in Richtung Abwurfzone 15 bewegt wird. In das Kernrohr 12b der
Schnecke 12 ist ein feststehendes Schlammrohr 13 etwa bis 2/3 der Länge des
zylindrischen Trommelabschnitts eingeführt, wobei das Ende des Schlammrohrs 13
in eine Eintragszone 14 hineinreicht, die durch radiale Schottwände im Inneren des
Kernrohrs 12b der Schnecke 12 begrenzt wird. Im Bereich der Eintragzone 14 weist
das Kernrohr 12b am Umfang verteilte Öffnungen zur Eintragzone 14 auf, durch
welche der über das Schlammrohr 13 zugeführte Klärschlamm 1 in die Schnecken
gänge zwischen Schneckenkern 12, Schneckenstegen 12a und Innenwand der
Trommel 11 und damit in das Fliehkraftfeld der Zentrifuge 10 gelangt. Wie bereits
erläutert, fließt infolge der Fliehkraftwirkung Schlammwasser radial nach innen aus
den Kapillaren des Klärschlamms, das sich als Zentrat 4 in Nahe des Schnecken
kerns 12b ansammelt und zwischen den Schneckenstegen 12a spiralförmig zum
linken axialen Ende der Schnecke 12 abfließt. Dort wird das Zentrat 4 an einem
Wehr 11b der Trommel 11 aufgestaut. Das über das Wehr 11b abfließende Zentrat
wird in eine haubenförmige Zentratschurre 18 geschleudert, welche als geschlos
senes, feststehendes Gehäuse das linke axiale Ende der Trommel 11 an dessen
Durchtritt durch die Zentratschurre 18 dichtend umgibt. Von der Zentratschurre 18
wird das Zentrat 4 über eine Zentratleitung 19 abgeführt, z. B. direkt zurück in die
Kläranlage.
Der durch das Fliehkraftfeld vorentwässerte Klärschlamm 2 bildet sich an der
Innenwand der Trommel 11 aus und wird durch die Förderschnecke 12 nach rechts
gegen die Abwurfzone 15 bewegt und wird infolge fortschreitender Verdichtung
umso stärker eingedickt, je länger er sich im Fliehkraftfeld der Zentrifuge befindet.
Der daraus resultierende Dickstoff 3 wird ferner durch Verringerung der Schnecken
ganghöhe zwischen dem sich konisch verjüngenden Abschnitt 11a der Trommel 11
und dem Schneckenkern 12b gepreßt, so daß im Ergebnis der Trockensubstanz-
Gehalt von anfänglich etwa 5 Gew.-% im flüssigen Klärschlamm 1 auf bis maxial
etwa 35 Gew.-% im Dickstoff 3 bei dessen Abwurf in der Abwurfzone 15 erhöht
wird. Der als radialer Partikelschleier ausgeworfene Dickstoff 3 wird in einer
halbkreisförmigen, feststehenden Haube 30 aufgefangen, die zusammen mit einem
sich vertikal an die Haube 30 anschließenden Rechteckrohr 31 einen Fallschacht
zum Austragen der Dickstoffpartikeln 3a bildet. Die Haube 31 ist gegenüber der
rotierenden Trommel 11 an den Durchtrittsstellen der Trommel 11 durch die Haube
30 abgedichtet. Die bis dahin beschriebene Entwässerungsvorrichtung ist Stand der
Technik.
Erfindungsgemäß wird der vorentwässerte Klärschlamm 2 innerhalb der Trommel
11, vorzugsweise nach weiterer Eindickung zum Dickstoff 3, erwärmt, um die
Viskosität des aus den Kapillaren des Klärschlammes abfließenden Schlamm- oder
Kapillarwassers zu verringern. Die Erwärmung des Klärschlamms 2 bzw. Dickstoffs
3 innerhalb der Trommel 11 erfolgt in Abstimmung mit der Größe des erzeugten
Fliehkraftfeldes, d. h., der Drehzahl der Zentrifuge 10 in der Weise, daß die
Zellmembran der Schlammzellen noch nicht aufplatzt und sich der hochviskose
Zellinhalt nicht in das Zentrat 4 ergießt. Die Festigkeit der Zellmembran wird
sowohl von der Größe des Fliehkraftfeldes als auch von der gewählten Temperatur
des Schlamms beeinflußt, so daß beide Parameter aufeinander abgestimmt werden
müssen, um das Zerplatzen der Zellmembran sicher zu vermeiden.
Um die gewünschte Temperatur des Schlamms zu erreichen, kann der flüssige
Klärschlamm 1 bereits vor seinem Eintrag in die Zentrifuge 10 vorerwärmt werden.
Wesentlich günstiger im Hinblick auf die erforderliche Energie ist jedoch die
Erwärmung des weitgehend vorentwässerten Schlamms 2 bzw. des Dickstoffs 3
vorzugsweise im konischen Abschnitt 11a der Zentrifugentrommel 11, da der
eingedickte Klärschlamm bereits ein Großteil seines Schlammwassers abgegeben
hat, das nicht mehr erwärmt zu werden braucht.
Zur Erwärmung des vorentwässerten Schlamms 2 bzw. des Dickstoffs 3 wird bei
einer bevorzugten Ausführungsform die Außenwand der Zentrifugentrommel 11 mit
der offenen Flamme eines feststehenden Öl- oder Gasbrenners 20 punkt- oder linien
förmig (je nach gewähltem Abstand zwischen Brennerdüse und Trommelwand) er
hitzt. Da die Trommel 11 mit hoher Drehzahl rotiert, erwärmt sich trotz der punkt-
oder linienförmigen Flamme die Trommelwand äußerst gleichmäßig, was wiederum
zur Folge hat, daß auch die Dickstoffschicht an der Innenwand der Trommel 11
gegen lokale Überhitzungen oder Verbrennungen geschützt ist. Besonders vorteilhaft
ist es, daß sich die zwischen benachbarten Schneckenstegen 12a, Schneckenkern 12b
und Trommelinnenwand befindlichen Pakete der Dickstoffschicht infolge der
Vorschubwirkung der Förderschnecke 12 stetig von radial außen (=relativ heiß)
nach radial innen (=relativ kalt) langsam umwälzen, so daß eine gleichförmige
Durchwärmung jedes betrachteten Dickstoff-Paketes gewährleistet ist. Sofern es
dennoch zu lokalen Anbackungen des Dickstoffs an der Trommelinnenwand
kommen sollte, so werden derartige Anbackungen infolge der Räumwirkung der
Schneckenstege 12a der Förderschnecke 12 automatisch entfernt.
Infolge der Erwärmung des vorentwässerten Schlamms 2 bzw. des Dickstoffs 3 und
der daraus resultierenden Verringerung der Viskosität des Schlamm- oder Kapillar
wassers ist es möglich, den Wassergehalt des Dickstoffs 3 beim Abwurf aus der
Zentrifuge um 5 bis 10 Gew.-% zu verringern, so daß die Dickstoffpartikeln mit
einem Trockensubstanz-Gehalt von bis zu etwa 45 Gew.-% nicht mehr feucht-kleb
rig und klumpenförmig, sondern bereits krümelig und rieselfähig sind. Die erziel
bare Erhöhung des Trockensubstanz-Gehaltes hängt von dem Grad der Schlamm
bzw.- Dickstoff-Erwärmung innerhalb der Zentrifuge 10 ab; die Erwärmung kann
bis etwa 70°C erfolgen, ohne daß ein Aufplatzen der Zellmembran der Schlamm
zellen eintritt. Bei einer überkritischen Erwärmung über 100°C hinaus verdampft
nach dem Abwurf zusätzliches Kapillarwasser infolge der schlagartigen Druckent
spannung bei der Freigabe des Dickstoffs aus der hohen Druckbeaufschlagung des
Fliehkraftfeldes.
Um noch höhere Trockensubstanzgehalte zu erzielen, können dem flüssigen
Klärschlamm vor seinem Eintrag in die Zentrifuge 10 wasserabsorbierende oder die
Drainage begünstigende Substanzen, z. B. gebrannter Kalk (CaO), Flugasche oder
gemahlenes, aus Klärschlamm hergestelltes Trockengut, zugemischt werden.
Allerdings erhöht sich dadurch die zu verarbeitende Masse, so daß es in der Regel
günstiger ist, den abgeworfenen Dickstoffpartikeln 3a unmittelbar im Bereich der
Abwurfzone trockenes Material zuzumischen, z. B. über ein gestrichelt eingezeich
netes Gebläse 80, das staubbeladenes Gas in die Haube 30 von deren Oberseite her
zuführt.
Eine weitere, von der Erfindung bevorzugte Möglichkeit zur Erzielung noch höherer
Trockensubstanz-Gehalte besteht darin, den Dickstoff thermisch nachzutrocknen.
Hierzu können in vorteilhafter Weise die heißen Abgase des Brenners 20 ausgenutzt
werden, wenn, wie in Fig. 1 dargestellt, die Trommel 11 im Bereich des erwärmten
Abschnitts 11a mit einem feststehenden, wärmeisolierenden Gehäuse 21 umschlos
sen wird, so daß die heißen Abgase im Inneren des Gehäuses 21 aufgefangen wer
den. Zusätzlich kann der erwärmte Abschnitt 11a der Trommel 11 gegenüber dem
"kalten" Trommelabschnitt thermisch isoliert werden, um die thermischen Verluste
so gering wie möglich zu halten. Das Gehäuse 21 erstreckt sich axial bis heran zu
der Haube 30 und weist an seiner gemeinsamen Stirnfläche mit der Haube 30 einen
ringförmigen Spalt 22 auf, durch welchen die gesammelten heißen Abgase des Bren
ners 20 tangential zur Trommel 11 in deren Abwurfzone 15 eingedüst werden, wo
sie senkrecht auf den Feststoffschleier der radial abgeworfenen Dickstoffpartikeln
3a unmittelbar nach deren Abwurf auftreffen. Die heißen Abgase umspülen die
feinst verteilten Dickstoffpartikeln 3a und entziehen durch Konvektion weitere
Feuchtigkeit aus den Dickstoffpartikeln 3a. Um einerseits ein Verbrennen der so
nachgetrockneten Dickstoffpartikeln an den aufgeheizten Wänden der Haube 30 zu
vermeiden und andererseits eine weitere Nachtrocknung innerhalb des Fallschachtes
30/31 zu erzielen, kann es günstig sein, kühleres Trocknungsgas 6 von der
Oberseite der Haube 30 her mittels eines in Fig. 1 gestrichelt angedeuteten Gebläses
80 in Fallrichtung der Dickstoffpartikeln 3a zuzuführen. Ferner kann es günstig
sein, etwaige Anbackungen von Dickstoff 3 an den Wänden der Haube 30 durch
Räumer-Flügel abzukratzen, die z. B. auf der Trommel 11 in radialer Richtung
befestigt sind und mit der Trommel 11 hochtourig rotieren oder einen gesonderten
Antrieb besitzen. Alternativ kann der obere Teil des Fallschachtes 30/31 auf der
Innenseite elastische Wände aufweisen, die sich infolge des Aufpralls der
Dickstoffpartikeln ständig bewegen, wodurch anhaftende Partikel abgerüttelt
werden.
Anstelle eines Öl- oder Gasbrenners 20 und einer Erwärmung des
Trommelabschnitts 11a durch offene Flamme(n) ist es auch möglich, einen in Fig.
1 gestrichelt eingezeichneten Heißgaserzeuger 20a zu verwenden, dessen Heißgas in
das Innere des Gehäuses 21 geleitet wird und den Trommelabschnitt 11a durch
Konvektion erwärmt. Wie im Falle der heißen Brennerabgase kann das Heißgas
ferner durch den ringförmigen Spalt 22 zur Nachtrocknung der abgeworfenen
Dickstoffpartikeln 3a weiter thermisch ausgenutzt werden.
Anstelle einer Zuführung im Gleichstrom, d. h., in Fallrichtung der Dickstoff
partikeln 3a im Fallschacht 30/31, kann Trocknungsgas 6 auch im Gegenstrom von
der Unterseite des Fallschachtes 30/31 her zugeführt werden, wie anhand der
Ausführungsbeispiele nach Fig. 3, 5 und 8 noch näher erläutert werden soll. Des
weiteren kann es günstig sein, die Verbrennungsluft 9 des Brenners 20 in Form
staubbeladener Abluft aus dem Fallschacht 30/31 anzusaugen, um einen weitgehend
geschlossenen Luftkreislauf zu erzielen. Der Brenner 20 ist, wie aus Fig. 1 sowie
aus den Fig. 2, 4, 6, 7 und 8 ersichtlich ist, auf der Unterseite des Gehäuses 21
besonders platzsparend montiert; er kann aber auch, wie in den Fig. 9 und 10
dargestellt ist, auf dem Dach des Gehäuses 21 angebracht werden.
Die Fig. 2 bis 10 zeigen verschiedene Möglichkeiten zur Nachtrocknung der von
einer Schlammzentrifuge 10 ausgeworfenen Dickstoffpartikeln 3a unter Ausnutzung
des ohnehin vorhandenen Fallschachtes 30/31 als Trocknergehäuse. Dabei machen
die Ausführungsbeispiele nach Fig. 2, 4, 6 bis 10 von der in Fig. 1 erläuterte
Erwärmung des vorentwässerten Schlamms 2 bzw. Dickstoffs 3 innerhalb der
Zentrifuge 10 Gebrauch, wie anhand des Brenners 20 erkennbar ist. Die Aus
führungsbeispiele nach Fig. 3 und 5 zeigen, daß es Anwendungsfälle, z. B.
Verbrennen, gibt, bei denen eine Nachtrocknung des mittels herkömmlicher
Schlammzentrifuge 10 entwässerten Dickstoffs 3 auf beispielsweise 40 Gew.-%
Trockensubstanz-Gehalt ausreichend ist, so daß auf einen weitergehenden
Wasserentzug durch Erwärmung des Dickstoffs 3 innerhalb der Zentrifuge 10
verzichtet werden kann.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die eine Wand des Rechteckrohrs 31 des
Fallschachtes 30/31 an ihrem unteren Endabschnitt 31a zur gegenüberliegenden
Wand hin abgeschrägt. Ferner öffnet sich diese gegenüberliegende Wand des
Rechteckrohrs 31 über eine Durchgangsöffnung 34 zu einer Kammer 33, die an den
unteren Bereich des Rechteckrohrs 31 unmittelbar angesetzt ist und sich von unten
nach oben hin erweitert. Die Anböschung der Kammer 33 entspricht etwa der Ab
schrägung des unteren Endabschnitts 31a des Rechteckrohrs 31. Infolge der
Abschrägung des unteren Endes des Fallschachtes 30/31 gelangen die mit abge
kühltem Brennerabgas vermischten (abgasbeladenen) Dickstoffpartikeln 5 von dem
Fallschacht 30/31 durch die Öffnung 34 in die Kammer 33. Infolge der Erweiterung
der Kammer 33 nach oben hin werden größere Partikeln mit längerer Trocknungs
zeit in der Schwebe und damit länger in der Kammer 33 gehalten, bis sie genügend
abgetrocknet sind. Die getrockneten Partikeln werden aus der Kammer 33 über eine
Saugleitung 35a ausgetragen, welche in die obere Deckfläche 33a der Kammer 33
mündet. Die ausgetragenen, abgasbeladenen Dickstoffpartikeln 5 können nach
Abtrennung des Abgases in einem nicht dargestellten Gasabscheider, z. B. Zyklon,
weiter nachgetrocknet werden, insbesondere in einem nicht dargestellten Langzeit-
Trockner.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 mündet das Rechteckrohr 31 unter Verjün
gung in eine Fortsetzung des Fallschachtes in Form eines kegelstumpfförmigen
Fallrohrs 40, dessen größere oberere Querschnittsfläche um ein Mehrfaches größer
ist als die Querschnittsfläche des Fallschachtes 30/31. An das untere offene Ende
des Fallrohrs 40 ist ein topfförmiges Gehäuse 41 angeflanscht, weiches radial in
eine im Profil quadratische Zuführungsleitung 44 für ein heißes Trocknungsgas 6
mündet. Die Zuführungsleitung 44 wird von einem Heißgaserzeuger 80 mit dem
Trocknungsgas 6 gespeist. In dem topfförmigen Gehäuse 43 rotieren in der Ebene
der unteren Querschnittsfläche (Boden) des Fallrohrs 40 ein oder zwei Schlag
messer-Balken 42a, 42b, von denen der Schlagmesser-Balken 42b die geringere
Länge aufweist. Angetrieben werden beide Schlagmesser-Balken 42a, 42b von
einem oder zwei Antriebsmotoren 43, der zentrisch zur Längsachse des Fallrohrs 40
angeordnet ist. Die im Fallrohr 40 nach unten gegen die Schlagmesser-Balken 42a,
42b gelangenden größeren Dickstoff-Partikeln 3a werden unter der Wirkung der
rotierenden Schlagmesser-Balken 42a, 42b zerkleinert und gleichzeitig von dem am
Boden des Fallrohrs 40 in Gegenstromrichtung einströmenden Trocknungsgas 6
erfaßt und hochgewirbelt. Dieser Vorgang kann sich je nach Größe der Dickstoff
parikeln 3a mehrmals wiederholen, wobei gleichzeitig mit dem Hochwirbeln das
Trocknungsgas 6 die Dickstoffpartikeln 3a umspült und ihnen Feuchtigkeit entzieht.
Die trockeneren und damit leichteren Dickstoffpartikeln schweben im oberen Drittel
des Fallrohrs 40, wobei sich die axiale Verteilung von leichteren Partikeln weiter
oben bis hin zu schwereren Partikeln weiter unten zur Klassierung der nachge
trockneten Dickstoffpartikeln 3a ausnutzen läßt. Hierzu münden axial übereinander
zwei Saugleitungen 46 und 47 am Kegelmantel des Fallrohrs 40, wobei in der
oberen Saugleitung 46 die leichteren Dickstoffpartikeln 8a und in der unteren
Saugleitung 47 die schweren Dickstoffpartikeln 8b aus dem Fallrohr 40 ausgetragen
werden. In die obere Deckfläche 40a des Fallrohrs 40 mündet ein im Profil
quadratisches Saugrohr 45, durch welches staubbeladenes Abgas (Abluft) 5 aus dem
Fallrohr 40 abgesaugt wird. Die ausgetragenen Dickstoffpartikeln 8a, 8b können
wiederum in einem weiteren, nicht dargestellten thermischen Trockner nachge
trocknet werden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist das Rechteckrohr 31 des Fallschachtes
30/31 an seinem unteren Ende pyramidenförmig verjüngt. In den pyramiden
förmigen Endabschnitt 32a mündet eine Saugleitung 35a, wobei in dem Mündungs
querschnitt ein Schlagmesser-Balken 37 rotiert, der von einem axial angeflanschten
Antriebsmotor 37a angetrieben wird. Die im Fallschacht 30/31 in dessen Mün
dungsbereich gelangenden Dickstoffpartikeln 3a werden dort vor ihrem Austrag in
die Saugleitung 35a zerkleinert.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 zwei gegenüberliegende Wände des
Rechteckrohrs 31 des Fallschachtes 30/31 an ihrem unteren Endabschnitt 31a
abgeschrägt ausgebildet. Die so verkleinerte Querschnittsfläche des Fallschachtes
30/31 wird von der Walzenfläche eines rotierenden Mahl- oder Zerkleinerungswalze
50 durchsetzt, dessen Rotationsachse senkrecht zur Längsachse des Fallschachtes
30/31 verläuft. Die Walze 50 wird von einem axial angeflanschten Antriebsmotor
51 angetrieben. In spiegelbildlicher Ausformung zu dem zugespitzten Ende des Fall
schachtes 30/31 ist eine Zuführungsleitung 51 für heißes Trocknungsgas 6 mit dem
Ende des Fallschachtes 30/31 verbunden, wobei die Berührungskanten der schräg
verlaufenden Wände des Rechteckrohrs 31 und der Zuführungsleitung 52 die
Walzenfläche der Walze 50 fast berühren. Das von einem Heißgasgenerator 80
eingespeiste Trocknungsgas 6 durchströmt in ähnlicher Weise wie bei der Aus
führungsform nach Fig. 3 die Walze 50 und wirbelt die von der Walze 50 zer
kleinerten Dickstoffpartikeln 3a im Fallschacht 30/31 nach oben. Im oberen Drittel
des Rechteckrohrs 31 mündet eine prismenförmige Kammer 33 in den Fallschacht
30/31, die mit einer Absaugleitung 35a verbunden ist. Im oberen Drittel des
Fallschachtes 30/31 schweben die leichteren und trockeneren Dickstoffpartikeln, die
zusammen mit der staubbeladenen Abluft aus dem Fallrohr 30/31 über die
Saugleitung ausgetragen werden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 und 7 ist das untere Ende des
Rechteckrohrs 31 des Fallschachtes 30/31 pyramidenförmig verjüngt und mündet in
eine Zellenradschleuse 38 zur Gas-Feststoff-Trennung. Aus der Zellenradschleuse
38 werden daher weitgehend abgasfreie Dickstoffpartikeln 8 ausgetragen. An den
pyramidenförmigen Endabschnitt 32a des Fallschachtes 30/31 ist eine prismen- oder
doppelprismenförmige Kammer 33 angeformt, die über eine Wandöffnung 34 mit
dem Endabschnitt 32a in Verbindung steht. Die Kammer 33 ist mit einer Saug
leitung 35 verbunden, über welche die staubbeladene Abluft 7 aus der Kammer 33
in einem Staubabscheider bzw. Zyklon 60 abgesaugt wird. Der Zyklon 60 ist an
seinem konischen Ende mit einer Zellenradschleuse 61 zum Austrag des Feststoff
anteils 7b der Abluft 7 versehen. Die gereinigte Abluft 7a wird vom Dach des
Zyklons 60 abgesaugt und über eine Leitung 62 durch den Zentratschleier innerhalb
der Zentratschurre 18 der Zentrifuge 10 hindurchgeleitet, um die in der gereinigten
Abluft enthaltenen Brüden (Stinkstoffe) auszuwaschen. Anstelle einer Sprüh
waschung läßt sich in der Zentratschurre 18 auch ein mit nicht dargestellten
Füllkörpern gefüllter Einsatzbehälter anbringen, der von oben her mit Zentrat
besprüht wird und durch den von unten her die zu reinigende Abluft 7 geleitet wird.
Die gewaschene Abluft 7c wird über eine Leitung 63 aus der Zentratschurre 18
abgeführt und kann im geschlossenen Kreislauf dem Brenner 20 als Verbrennungs
luft zugeführt werden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 wird in vorteilhafter Weise davon Gebrauch
gemacht, daß die Partikeln 3 rieselfähig sind, so daß an den Fallschacht 30/31
unmittelbar ein Rieselschacht-Trockner 71 angebaut werden kann. Das Rechteckrohr
31 des Fallschachtes 30/31 ragt mit einem konischen Endstück in den Innenraum
des Rieselschacht-Trockners 71 hinein, der an seinem unteren, sich verjüngenden
Ende 74 eine Zellenradschleuse oder Dosierschnecke 72 aufweist. Oberhalb der
Zellenradschleuse 72 mündet eine Zuführungsleitung 75 für ein heißes Trocknungs
gas 6, das entweder von einem gesonderten Heißgasgenerator 70 erzeugt wird oder
aus dem Brenner 20 stammt. In letzterem Fall ist der Heißgaserzeuger 70 lediglich
als Gebläse ausgebildet. Die Saugleitung 73 des Heißgasgenerators 70 mündet am
oberen Ende des Rieselschacht-Trockners 71 noch oberhalb der Mündung des Recht
eckrohrs 31. Auf diese Weise wird Trocknungsgas in Gegenstromrichtung durch das
sich in dem Trockner 71 bildende Bett aus durchlüftbaren Dickstoffpartikeln
gepreßt, wobei sich die trockeneren Dickstoffpartikeln am unteren Ende 74 an
sammeln und dort von der Zellenradschleuse 72 ausgetragen werden. Die sich in
dem Rieselschacht-Trockner 71 bildenden Brüden 7d werden über eine Brüden
leitung 76 durch den Zentratschleier der Zentratschurre 18 hindurchgeführt und
dabei ausgewaschen. Das gewaschene Abgas 7e wird mittels eines Gebläses 64 über
eine Abluftleitung 63 aus der Zentratschurre 18 ausgetragen und kann als
Verbrennungsluft 9 dem Brenner im geschlossenen Kreislauf zugeführt werden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 ist am unteren Ende des Rechteckrohrs 31 des
Fallschachtes 30/31 eine in beide Drehrichtungen steuerbare Förderschnecke 39
angebracht. Ferner mündet in den unteren Endbereich des Rechteckrohrs 31 über
eine Öffnung 34 eine Kammer 33, die mit einer Saugleitung 35 für staubbeladene
Abluft 7 verbunden ist. Am rechten Förderende 39a steht die Förderschnecke 39 mit
einer Zellenradschleuse 38 und am linken Förderende 39b mit einem Austragstutzen
39c in Verbindung. Der Austragstutzen 39c ist mit einer Klappe 39d verschließbar.
Wenn der Brenner 20 in Betrieb ist, erfolgt die Förderung in Richtung des Förder
endes 39a, so daß über die Zellenradschleuse 38 im wesentlichen nur abgasfreie
Dickstoffpartikeln 8 ausgetragen werden; das staubbeladene Abgas wird über die
Saugleitung 35 aus dem Fallschacht 30/31 abgesaugt. Wenn der Brenner 20 abge
schaltet ist, erfolgt die Förderung in Richtung des entgegengesetzten Förderendes
39b, so daß feuchtere Dickstoffpartikeln 5 aus dem Fallschacht 30/31 über den
Austragsstutzen 39c ausgetragen werden. Dabei wird die Klappe 39d geöffnet,
weiche normalerweise den Austragstutzen 39c luftdicht absperrt. Diese Betriebs
weise ist beispielsweise vorteilhaft, wenn der von der Zentrifuge 10 zu entwässernde
Schlamm den Anforderungen an die Weiterverarbeitung bereits genügt, so daß ein
zusätzlicher Wasserentzug entbehrlich ist. Ferner wird diese Betriebsweise auch im
Falle einer Störung des Brenners 20 praktiziert. Die Abtrennung das Abgases aus
den abgasbeladenen Dickstoffpartikeln 5 kann wie im Falle der Ausführungsformen
nach Fig. 2, 4 und 5 mittels eines nicht dargestellten Zyklons erfolgen.
Die Ausführungsform nach Fig. 10 unterscheidet sich von der Ausführungsform
nach Fig. 9 dadurch, daß die Funktion der Richtungsumsteuerung der Förder
schnecke 39 durch eine Weiche 36 in Form einer Klappe erfüllt wird, welche am
unteren Ende des Rechteckrohrs 31 des Fallschachtes 31/31 angebracht ist. In der
dargestellten Stellung der Weiche 36 wird bei eingeschaltetem Brenner 20 der
Fallschacht 30/31 durch die schräg gestellte Weiche 36 abgesperrt. Gleichzeitig
wird von der Weiche 36 eine Durchgangsöffnung 34 in eine an den unteren Ab
schnitt des Fallschachtes 30/31 angeformte Kammer 33 freigegeben, so daß die
herabfallenden Dickstoffpartikeln über die Öffnung 34 in die Kammer 33 gelangen.
Dort werden sie von einer am Boden der Kammer 33 angeordneten Förderschnecke
39 aus der Kammer 33 in Richtung des Förderendes 39a abtransportiert und über
die Zellradschleuse 38 als abgasfreie Dickstoffpartikeln 8 ausgetragen. In der
anderen, nicht gezeigten Stellung bei abgeschaltetem Brenner 20 verschließt die
Weiche 36 die Öffnung 34 zur Kammer 33 und gibt die Fallöffnung 31c des Fall
schachtes 30/31 frei, so daß die feuchteren Dickstoffpartikeln 5 aus dem Fallschacht
30/31 aus der Fallöffnung 31c nach unten herausfallen können, z. B. auf ein nicht
gezeigtes Förderband, wo sie weitertransportiert werden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 11 ist am unteren Ende des Fallschachtes 30/31
eine Weiche in Form einer Klappe 36 angebracht, um die aus der Zentrifuge 10
(mit oder ohne angebauten Brenner 20) ausgeworfenen, gegebenenfalls noch
feuchteren Dickstoffpartikeln entweder auf ein darunter positioniertes Förderband
100 auszutragen oder (in der mit durchgezogener Linie angedeuteten Stellung der
Klappe 36) in einen Querstrom-Trockner 110 einzutragen. Der Trockner 110 besteht
im dargestellten Beispielsfall aus einer quer zum Fallschacht 30/31 verlaufenden
pneumatischen Strecke zur Führung von Trocknungsgas 6, das von einem nicht ge
zeigten Heißgaserzeuger in Pfeilrichtung in die Rohrleitung geleitet wird. Im
Bereich der Einmündung des Fallschachtes 30/31 ist die Rohrleitung verjüngt, um
dort die Strömungsgeschwindigkeit des Trocknungsgases zu erhöhen. Die Umschalt
vorrichtung (Klappe 36) ermöglicht dabei dieselben wahlweisen Betriebsarten wie
bei den Ausführungsformen nach Fig. 9 und 10. In der Betriebsart "Nur-Ent
wässerung" erfolgt eine Schlammentwässerung ohne die erfindungsgemäßen Zusatz
maßnahmen. In der Betriebsart "Nachtrocknung" ermöglichen die erfindungs
gemäßen Maßnahmen höhere Trockensubstanz-Gehalte oder die Verarbeitung von
jahreszeitlich besonders schwierig zu entwässernden Schlämmen.
Es versteht sich, daß bei den gezeigten Ausführungsformen ohne Brenner 20 anstelle
einer Zentrifuge auch andere Schlammentwässerungsmaschinen, z. B. Kammerfilter
pressen oder Siebbandpressen, eingesetzt werden können. Es versteht sich ferner,
daß anstelle eines Brenners 20 zur Erwärmung der Zentrifugentrommel 11 auch eine
elektromagnetische Wirbelstromerwärmung der Zentrifugentrommel 11 bzw. des
konischen Endabschnitts 11a oder ein elektrischer Strahler vorgesehen werden kann.
Im Falle einer Wirbelstromerwärmung wird beispielsweise die Zentrifugentrommel
11 bzw. ihr Endabschnitt 11a mit einem zylinder- oder kegelstumpfförmigen
Dauermagnetring umgeben, wobei durch die Rotation der Zentrifugentrommel 11
Wirbelströme innerhalb der aus Stahl bestehenden Trommel 11 induziert werden,
die eine entsprechende Erwärmung der Trommel 11 bzw. des Trommelabschnitts
11a hervorrufen.
Claims (64)
1. Verfahren zum Entwässern von Schlämmen aus Kläranlagen, bei dem der
Schlamm in das Fliehkraftfeld einer Zentrifuge, insbesondere einer
Vollmantel-Schneckenzentrifuge, eingetragen und als Dickstoff mit einem
Trockensubstanzgehalt im Bereich zwischen etwa 15 Gew.-% und etwa 35
Gew.-% aus der Zentrifuge abgeworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schlamm innerhalb der Zentrifuge in einem Bereich zwischen Eintrags
zone und Abwurfzone von außen erwärmt wird, und daß die Schlamm
temperatur und die mechanische Belastung der organischen Zellen des
Schlamms innerhalb der Zentrifuge derart aufeinander abgestimmt werden,
daß sich einerseits die Viskosität des in Feststoffkapillaren des Schlamms
gespeicherten Kapillarwassers durch die Erwärmung verringert und
andererseits die mit Zellwasser gefüllten organischen Zellen des erwärmten
Schlamms noch geschlossen bleiben.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß zur Schlamm
erwärmung die rotierende Trommel der Zentrifuge von außen mit einer
offenen Flamme punkt- oder linienförmig erhitzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schlamm
erwärmung die rotierende Zentrifugentrommel von außen mit einem Heißgas
beaufschlagt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende
Zentrifugentrommel ganz oder teilweise von einem feststehenden Gehäuse
umgeben ist, durch welches das Heißgas hindurchgeleitet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die heißen Abgase der offenen Flamme bzw. das Heißgas tangential zur
Zentrifugentrommel in deren Abwurfzone eingedüst werden, um die
abgeworfenen Dickstoffpartikeln nachzutrocknen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die heißen Abgase der offenen Flamme bzw. das Heißgas auch in das Innere
der Zentrifugentrommel geleitet werden, weiche den Dickstoff vor und/oder
bei seinem Abwurf umspülen und nachtrocknen.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß den
heißen Abgasen der offenen Flamme bzw. dem Heißgas nach erfolgtem
Hindurchtritt durch die Abwurfzone kühleres Gas zugemischt wird, welches
die Temperatur der ausgeworfenen, nachgetrockneten Dickstoffpartikeln im
Sinne einer Verringerung der Verbrennungsgefahr reduziert.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer
Schneckenzentrifuge, welche sich zu ihrer Abwurfzone hin konisch verjüngt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schlammerwärmung im wesentlichen im
Konusbereich der Zentrifuge erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schlamm vor seinem Eintrag in die Zentrifuge vorerwärmt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9. dadurch gekennzeichnet, daß
dem Schlamm vor seinem Eintrag in die Zentrifuge wasserabsorbierende
Trocknungssubstanzen zugemischt werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
dem Schlamm vor seinem Eintrag in die Zentrifuge drainagebegünstigende,
flüssige oder feste Stoffe, z. B. CaO, Flugasche oder gemahlenes, aus
Klärschlamm hergestelltes Trockengut, zugemischt werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß dem abgeworfenen Dickstoff im Bereich der Abwurfzone der
Zentrifugentrommel trockenes Material zugemischt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der unter dem Druck des Fliehkraftfeldes stehende Dickstoff innerhalb
der Zentrifugentrommel überkritisch erwärmt wird, derart, daß bei der
Druckentspannung des Dickstoffs nach seinem Abwurf Kapillarwasser
verdampft.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß der von der Zentrifugentrommel abgeworfene Dickstoff unmittelbar nach
der Abwurfzone nachgetrocknet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der in einen
Fallschacht abgeworfene Dickstoff mit heißem Trocknungsgas im Gleich
strom oder im Gegenstrom beaufschlagt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das verbrauchte
Trocknungsgas als Abluft aus dem Fallschacht abgesaugt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die abgesaugte
Abluft entstaubt und gegebenenfalls zur weiteren Reinigung durch den
Zentrat-Flüssigkeitsabwurf der Zentrifuge hindurchgeleitet wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die aufbe
reitete Abluft aufgeheizt und als frisches Trocknungsgas in den Fallschacht
eingeleitet wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die aufbe
reitete Abluft dem Verbrennungsgas für die offene Flamme zugemischt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet,
daß der nachgetrocknete Dickstoff am unteren Ende des Fallschachtes
aufgestaut und entgegen seiner Fallrichtung von einem weiteren
Trocknungsgas durchströmt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere
Trocknungsgas im Kreislauf geführt und vor erneuter Einleitung in den
aufgestauten Dickstoff gegebenenfalls aufbereitet sowie aufgeheizt wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet,
daß der nachgetrocknete Dickstoff am unteren Ende des Fallschachtes
zerkleinert bzw. zermahlen und ausgetragen wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet,
daß Dickstoffansätze im Bereich des oberen Endes des Fallschachtes
abgekratzt werden.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet,
daß Dickstoffansätze im oberen Teil des Fallschachtes durch elastische
Bewegung desselben abgerüttelt werden.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet,
daß der nachgetrocknete Dickstoff aus dem Fallschacht ausgetragen und
einer weiteren Trocknung unterzogen wird.
26. Verfahren zum Entwässern von Schlämmen aus Kläranlagen, bei dem der
Schlamm in das Fliehkraftfeld einer Zentrifuge, insbesondere einer
Vollmantel-Schneckenzentrifuge, eingetragen und als Dickstoff mit einem
Trockensubstanzgehalt im Bereich zwischen etwa 15 Gew.-% und etwa 35
Gew.-% aus der Zentrifuge abgeworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß
der von der Zentrifuge abgeworfene Dickstoff unmittelbar nach der
Abwurfzone nachgetrocknet wird.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der in einen
Fallschacht abgeworfene Dickstoff mit heißem Trocknungsgas im Gleich
strom oder im Gegenstrom beaufschlagt wird.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das verbrauchte
Trocknungsgas als Abluft aus dem Fallschacht abgesaugt wird.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die abgesaugte
Abluft entstaubt und gegebenenfalls zur weiteren Reinigung durch den
Zentrat-Flüssigkeitsabwurf der Zentrifuge hindurchgeleitet wird.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die aufbe
reitete Abluft aufgeheizt und als frisches Trocknungsgas in den Fallschacht
eingeleitet wird.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet,
daß der nachgetrocknete Dickstoff am unteren Ende des Fallschachtes
aufgestaut und entgegen der Fallrichtung von einem weiteren Trocknungsgas
durchströmt wird.
32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere
Trocknungsgas im Kreislauf geführt und vor erneuter Einleitung in den
aufgestauten Dickstoff gegebenenfalls aufbereitet sowie aufgeheizt wird.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 32, dadurch gekennzeichnet,
daß der nachgetrocknete Dickstoff am unteren Ende des Fallschachtes
zerkleinert bzw. zermahlen und ausgetragen wird.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 33, dadurch gekennzeichnet,
daß Dickstoffansätze im Bereich des oberen Endes des Fallschachtes
abgekratzt werden.
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 33, dadurch gekennzeichnet,
daß Dickstoffansätze im oberen Teil des Fallschachtes durch elastische
Bewegung desselben abgerüttelt werden.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 35, dadurch gekennzeichnet,
daß der nachgetrocknete Dickstoff aus dem Fallschacht ausgetragen und
einer weiteren Trocknung unterzogen wird.
37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß das für die
weitere Trocknung benutzte Trocknungsgas eine höhere Temperatur aufweist
als das zur Vortrocknung im Fallschacht verwendete Trocknungsgas.
38. Vorrichtung zum Entwässern von Schlämmen aus Kläranlagen, mit einer
Zentrifuge (10), beispielsweise einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge, an
deren Eintragszone (14) der Schlamm (1) aufgegeben und an deren Abwurf
zone (15) Dickstoff (3) mit einem Trockensubstanzgehalt im Bereich
zwischen etwa 15 Gew.-% und etwa 35 Gew.-% abgeworfen werden,
gekennzeichnet durch eine Einrichtung (20, 20a, 21) zum Erwärmen des
weitgehend vorentwässerten Schlamms (2) oder Dickstoffs (3) innerhalb der
Zentrifuge (10).
39. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß als
Erwärmungseinrichtung ein elektrischer Strahler vorgesehen ist.
40. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß als
Erwärmungseinrichtung ein elektrischer Wirbelstromgenerator vorgesehen
ist, dessen Magnetfeldinduktor zumindest einen Abschnitt der Zentrifugen
trommel (11) umgibt und dessen Kurzschlußläufer durch die Zentrifugen
trommel (11) oder durch einen Abschnitt (11a) derselben gebildet werden.
41. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwär
mungseinrichtung (20a, 21) ein feststehendes, die rotierenden Trommel (11)
der Zentrifuge (10) teilweise umgebendes Gehäuse (21) sowie einen Heißgas
erzeuger (20a) umfaßt, dessen Heißgas durch das feststehende Gehäuse (22)
hindurchgeleitet wird.
42. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwär
mungseinrichtung (20, 21) ein feststehendes, die rotierende Trommel (11)
der Zentrifuge (10) teilweise umgebendes Gehäuse (21) sowie einen Gas-
oder Ölbrenner (20) umfaßt, welcher mit seiner Flamme punkt- oder linien
förmig von außen gegen die rotierende Zentrifugentrommel (11) gerichtet
ist.
43. Vorrichtung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner
(20) an der Unterseite des feststehenden Gehäuses (21) befestigt ist.
44. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 41 bis 43, dadurch gekennzeichnet,
daß das feststehende Gehäuse (21) einen bezüglich der Abwurfzone (15) der
Zentrifuge (10) tangential gerichteten Ringspalt (22) aufweist, durch welchen
die heißen Abgase der Brennerflamme bzw. das Heißgas tangential zur
Zentrifugentrommel (11) in die Abwurfzone (15) eingedüst werden.
45. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 41 bis 44, dadurch gekennzeichnet,
daß der erwärmte Abschnitt (11a) der Zentrifugentrommel (11) gegenüber
dem restlichen Trommelabschnitt wärmeisoliert ist.
46. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 38 bis 45, dadurch gekennzeichnet,
daß innerhalb der Zentrifuge (10) Stauelemente (12a) für den Dickstoff
vorgesehen sind, welche so ausgebildet sind, daß der Dickstoff zwischen
dem erwärmten Abschnitt (11a) der Zentrifugentrommel (11) und dem Kern
der kühleren, rotierenden Schnecke (12) der Zentrifuge (10) stetig
umgewälzt wird.
47. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 38 bis 46. dadurch gekennzeichnet,
daß Kühleinrichtungen für die Lager und die tragenden Bauteile der
Zentrifuge (10) vorgesehen sind.
48. Vorrichtung zum Entwässern von Schlämmen aus Kläranlagen, mit einer
Zentrifuge (10), beispielsweise einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge, an
deren Eintragszone (14) der Schlamm (1) aufgegeben und an deren Abwurf
zone (15) Dickstoff (3) mit einem Trockensubstanzgehalt im Bereich
zwischen etwa 15 Gew.-% und etwa 35 Gew.-% abgeworfen werden, insbe
sondere nach einem der Ansprüche 35 bis 42, und mit einem Fallschacht
(30, 31, 40, 71), welcher die Abwurfzone (15) der Zentrifuge (10)
umschließt, dadurch gekennzeichnet, daß der Fallschacht (30, 31, 40, 71)
mit einem Heißgaserzeuger (70; 80) verbunden ist, welcher heißes
Trocknungsgas (6) im Gegenstrom oder Gleichstrom zu der Fallrichtung der
Dickstoffpartikeln (3a) in den Fallschacht (30, 31, 40, 74) einleitet.
49. Vorrichtung nach Anspruch 48, gekennzeichnet durch eine Umschalt
einrichtung (36; 39, 39d) zur wahlweisen Aktivierung der Schlammerwär
mungseinrichtung (20, 20a, 21) und/oder des Heißgaserzeugers (70, 80).
50. Vorrichtung nach Anspruch 48 oder 49, dadurch gekennzeichnet, daß der
Fallschacht (30, 31, 40, 71) an eine Saugleitung (35; 45; 73) für
staubbeladenes Abgas (7) aus dem Fallschacht (30, 31, 40, 71) ange
schlossen ist.
51. Vorrichtung nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß der Heißgas
erzeuger (70) und die Saugleitung (73) in einem geschlossenen oder teilweise
geschlossenen Kreislauf angeordnet sind (Fig. 8).
52. Vorrichtung nach Anspruch 48 oder 49, dadurch gekennzeichnet, daß der
Fallschacht (30, 31, 40) an eine Saugleitung (35a; 46, 47; 56) für abgasbe
ladene, nachgetrocknete Dickstoffpartikeln (5) aus dem Fallschacht (30, 31,
40, 50) angeschlossen ist.
53. Vorrichtung nach Anspruch 48 oder 52, dadurch gekennzeichnet, daß der
Fallschacht (30, 31) an seinem unteren Ende (32) verjüngt ausgebildet ist
und in eine an den Fallschacht (30, 31) angrenzende Kammer (33) mündet,
welche an ihrer Oberseite an die Saugleitung (35a) für abgasbeladene,
nachgetrocknete Dickstoffpartikeln (5) angeschlossen (Fig. 2).
54. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 48 bis 52, dadurch gekennzeichnet,
daß am unteren Ende des Fallschachtes (30, 31, 40) eine Zerkleinerungs-
oder Mahlvorrichtung (37; 42; 50) für die Dickstoffpartikeln (3a) angeordnet
ist.
55. Vorrichtung nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, daß das
Trocknungsgas (6) im Gegenstrom durch die Mahlvorrichtung (50) hindurch
in den Fallschacht (30, 31) geleitet wird, und daß der Fallschacht (30, 31)
oberhalb der Mahlvorrichtung (50) mit der Saugleitung (52) für die
abgasbeladenen, nachgetrockneten Dickstoffpartikel (5) verbunden ist (Fig.
5).
56. Vorrichtung nach Anspruch 49 oder 50, dadurch gekennzeichnet, daß am
unteren Ende des Fallschachtes (30, 31, 71) eine Zellenradschleuse (38; 72)
angeordnet ist, und daß der Fallschacht (30, 31, 71) oberhalb der Zellenrad
schleuse (38; 72) mit der Saugleitung (35; 73) für das staubbeladene Abgas
(7) verbunden ist.
57. Vorrichtung nach einem der Anspruch 48, 49 oder 56, dadurch gekenn
zeichnet, daß am unteren Ende des Fallschachtes (30, 31) eine
Förderschnecke (39) angeordnet ist (Fig. 9 und 10).
58. Vorrichtung nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, daß der Fall
schacht (30, 31) oberhalb der Förderschnecke (39) eine Saugleitung (35) für
staubbeladenes Abgas (7) aufweist, und daß die Förderschnecke (39) in
beiden Drehrichtungen antreibbar ist, wobei an das eine Förderende (39b)
der Förderschnecke (39) ein mit einer Klappe (39d) verschließbarer Austrag
stutzen (39c) zum wahlweisen Austrag von nassen Dickstoffpartikeln (5) und
an das andere Förderende (39a) der Förderschnecke (39) eine Zellenrad
schleuse (38) zum wahlweisen Austrag von getrockneten Dickstoffpartikeln
(8) bei geschlossener Klappe (39d) angeschlossen ist (Fig. 9).
59. Vorrichtung nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, daß der Fall
schacht (30, 31) eine Fallöffnung (31c) und eine seitliche Austragsöffnung
(34) aufweist, deren Durchgängigkeit von einer in dem Fallschacht (30, 31)
angeordneten Weiche (36) steuerbar ist, und daß die seitliche Austrags
öffnung (34) in eine an den Fallschacht (30, 31) angrenzende Kammer (33)
mündet, an deren Boden eine Förderschnecke (39) angeordnet ist und deren
oberer Bereich eine Saugleitung (35) für staubbeladenes Abgas (7) aufweist,
wobei an das förderseitige Ende (39a) der Förderschnecke (39) eine Zellen
radschleuse (38) zum Austrag von im wesentlichen abgasfreien Dickstoff
partikeln (8) angeschlossen ist (Fig. 10).
60. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 48, 49, 50, 56 bis 59, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zentratabwurfzone (18) der Zentrifuge (10) als
Gas-Wascheinrichtung vorgesehen ist.
61. Vorrichtung nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß in der
Zentratabwurfzone (18) der Zentrifuge (10) Kontakt-Füllkörper für den Gas-
Flüssigkeitsaustausch vorgesehen sind.
62. Vorrichtung nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zentratabwurfzone (18) mit einem Staubabscheider (60) für staubbeladenes
Abgas aus dem Fallschacht (30, 31, 40) in Verbindung steht.
63. Vorrichtung nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrat
abwurfzone (18) über eine Brüdenleitung (76) mit dem Fallschacht (30, 31,
71) in Verbindung steht (Fig. 8).
64. Anlage zum Trocknen von Schlämmen aus Kläranlagen, mit einer Ent
wässerungsvorrichtung und einem oder mehreren nachgeordneten Kurz
und/oder Langzeittrocknern, dadurch gekennzeichnet, daß als Ent
wässerungsvorrichtung eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 48 bis
65 vorgesehen ist.
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DE4315074A1 true DE4315074A1 (de) | 1994-11-10 |
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4315074B4 (de) |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19724049A1 (de) * | 1997-06-07 | 1998-12-10 | Loedige Maschbau Gmbh Geb | Verfahren und Anlage zur Behandlung von Klärschlämmen oder Schlämmen ähnlicher Konsistenz |
EP1000905A2 (de) * | 1998-11-10 | 2000-05-17 | Baker Hughes (Deutschland) GmbH | Verfahren und Anlage zum Trocknen und Pelletieren von Schlamm, insbesondere Klärschlamm |
WO2001026816A1 (en) * | 1999-10-12 | 2001-04-19 | Carr Separations, Inc. | Control of separation performance in a centrifuge |
EP1209127A1 (de) * | 2000-11-23 | 2002-05-29 | Baker Hughes (Deutschland) GmbH | Verfahren und System zur Produktion lagerstabiler Pellets aus Klärschlamm |
WO2003031073A1 (de) * | 2001-10-02 | 2003-04-17 | Westfalia Separator Ag | Vollmantel-schneckenzentrifuge mit druckgehäuse |
WO2004051166A3 (de) * | 2002-12-04 | 2004-09-02 | Baumann Schilp Lucia | Kombinierte entfeuchtung, trocknung und korngrössensteuerung von feststoffen |
DE10336514A1 (de) * | 2003-08-08 | 2005-02-24 | Föckersperger, Walter | Verfahren und Vorrichtung zur Trocknung von entwässertem Schlamm |
DE102014108236A1 (de) * | 2014-06-12 | 2015-12-17 | Gea Mechanical Equipment Gmbh | Vollmantel-Schneckenzentrifuge und Verfahren zu deren Betrieb |
CN108218177A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-29 | 江苏利百川环保科技有限公司 | 一种污泥干化装置与干化方法 |
CN109231779A (zh) * | 2018-10-07 | 2019-01-18 | 杭州诺曼生物技术有限公司 | 智能化污泥除湿干化装置 |
WO2020001712A1 (en) * | 2018-06-28 | 2020-01-02 | Gea Process Engineering A/S | A dryer and a method for drying a liquid feed into a powder |
CN114226076A (zh) * | 2021-11-25 | 2022-03-25 | 苏州瑞威离心分离技术有限公司 | 一种卧螺离心机及大米蛋白的生产工艺 |
CN114380480A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-22 | 南通展望科技资讯有限公司 | 一种连续式污泥水热处理反应釜装置 |
CN116854335A (zh) * | 2023-09-04 | 2023-10-10 | 山东辰星石油装备有限公司 | 一种石油钻井废泥浆处理装置 |
CN117619571A (zh) * | 2024-01-26 | 2024-03-01 | 江苏庆丰环保科技股份有限公司 | 一种卧式快速浓缩干燥离心机及使用方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3330248A1 (de) * | 1983-08-22 | 1985-03-14 | Schilp, Reinhold, Dr.-Ing., 5060 Bergisch Gladbach | Verfahren und vorrichtung zur restfeuchteerniedrigung an filtrationsapparaten |
DE3921328A1 (de) * | 1989-06-29 | 1991-01-10 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Verfahren und vorrichtung zur nachbehandlung des dickstoffes im dickstoffaustragsbereich einer vollmantel-schneckenzentrifuge |
DE4115804A1 (de) * | 1991-05-15 | 1992-11-19 | Buehler Gmbh | Vorrichtung zum behandeln von waessrigen pastoesen massen |
-
1993
- 1993-05-06 DE DE4315074A patent/DE4315074B4/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19724049A1 (de) * | 1997-06-07 | 1998-12-10 | Loedige Maschbau Gmbh Geb | Verfahren und Anlage zur Behandlung von Klärschlämmen oder Schlämmen ähnlicher Konsistenz |
DE19724049B4 (de) * | 1997-06-07 | 2005-04-28 | Loedige Maschb Ges Mit Beschra | Verfahren und Anlage zur Behandlung von Klärschlämmen oder Schlämmen ähnlicher Konsistenz |
EP1000905A2 (de) * | 1998-11-10 | 2000-05-17 | Baker Hughes (Deutschland) GmbH | Verfahren und Anlage zum Trocknen und Pelletieren von Schlamm, insbesondere Klärschlamm |
EP1000905A3 (de) * | 1998-11-10 | 2000-11-08 | Baker Hughes (Deutschland) GmbH | Verfahren und Anlage zum Trocknen und Pelletieren von Schlamm, insbesondere Klärschlamm |
WO2001026816A1 (en) * | 1999-10-12 | 2001-04-19 | Carr Separations, Inc. | Control of separation performance in a centrifuge |
US6416454B1 (en) * | 1999-10-12 | 2002-07-09 | Kendro Laboratory Products, Inc. | Control of separation performance in a centrifuge by controlling a temperature differential therein |
US6638452B2 (en) | 2000-11-23 | 2003-10-28 | Baker Hughes (Deutschland) Gmbh | Method for production of storage-stable pellets from clarified sludge |
EP1209127A1 (de) * | 2000-11-23 | 2002-05-29 | Baker Hughes (Deutschland) GmbH | Verfahren und System zur Produktion lagerstabiler Pellets aus Klärschlamm |
WO2003031073A1 (de) * | 2001-10-02 | 2003-04-17 | Westfalia Separator Ag | Vollmantel-schneckenzentrifuge mit druckgehäuse |
DE10148774A1 (de) * | 2001-10-02 | 2003-04-17 | Westfalia Separator Ind Gmbh | Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit Druckgehäuse |
DE10148774B4 (de) * | 2001-10-02 | 2005-08-11 | Westfalia Separator Ag | Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit Druckgehäuse |
US6986733B2 (en) | 2001-10-02 | 2006-01-17 | Westfalia Separator Industry Gmbh | Solid bowl helical conveyor centrifuge with a pressurized housing |
CN1293947C (zh) * | 2001-10-02 | 2007-01-10 | 威斯特伐利亚分离器股份公司 | 具有加压外壳的无孔转鼓螺旋输送离心机 |
WO2004051166A3 (de) * | 2002-12-04 | 2004-09-02 | Baumann Schilp Lucia | Kombinierte entfeuchtung, trocknung und korngrössensteuerung von feststoffen |
DE10336514A1 (de) * | 2003-08-08 | 2005-02-24 | Föckersperger, Walter | Verfahren und Vorrichtung zur Trocknung von entwässertem Schlamm |
US20170182502A1 (en) * | 2014-06-12 | 2017-06-29 | Gea Mechanical Equipment Gmbh | Solid-Jacket Screw Centrifuge and Method for Operating the Same |
CN106413907A (zh) * | 2014-06-12 | 2017-02-15 | Gea机械设备有限公司 | 实体鼓壁式螺旋离心机及其运行方法 |
DE102014108236A1 (de) * | 2014-06-12 | 2015-12-17 | Gea Mechanical Equipment Gmbh | Vollmantel-Schneckenzentrifuge und Verfahren zu deren Betrieb |
JP2017521238A (ja) * | 2014-06-12 | 2017-08-03 | ジーイーエー メカニカル エクイップメント ゲーエムベーハー | 固体ジャケットスクリュー遠心分離機およびその操作方法 |
WO2015189349A1 (de) * | 2014-06-12 | 2015-12-17 | Gea Mechanical Equipment Gmbh | Vollmantel-schneckenzentrifuge und verfahren zu deren betrieb |
US10882058B2 (en) | 2014-06-12 | 2021-01-05 | Gea Mechanical Equipment Gmbh | Solid-jacket screw centrifuge with a solid discharge chamber designed as a drying chamber |
CN106413907B (zh) * | 2014-06-12 | 2022-05-17 | Gea机械设备有限公司 | 实体鼓壁式螺旋离心机及其运行方法 |
CN108218177A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-29 | 江苏利百川环保科技有限公司 | 一种污泥干化装置与干化方法 |
CN108218177B (zh) * | 2017-12-27 | 2024-02-27 | 江苏利百川环保科技有限公司 | 一种污泥干化装置与干化方法 |
EP4166878A1 (de) * | 2018-06-28 | 2023-04-19 | GEA Process Engineering A/S | Trockner und verfahren zum trocknen einer flüssigkeitszufuhr zu einem pulver |
WO2020001712A1 (en) * | 2018-06-28 | 2020-01-02 | Gea Process Engineering A/S | A dryer and a method for drying a liquid feed into a powder |
US11920864B2 (en) | 2018-06-28 | 2024-03-05 | Gea Process Engineering A/S | Dryer and a method for drying a liquid feed into a powder |
CN109231779A (zh) * | 2018-10-07 | 2019-01-18 | 杭州诺曼生物技术有限公司 | 智能化污泥除湿干化装置 |
CN109231779B (zh) * | 2018-10-07 | 2023-10-31 | 浙江诺曼环保工程技术有限公司 | 智能化污泥除湿干化装置 |
CN114226076B (zh) * | 2021-11-25 | 2023-08-25 | 苏州瑞威离心分离技术有限公司 | 一种卧螺离心机及大米蛋白的生产工艺 |
CN114226076A (zh) * | 2021-11-25 | 2022-03-25 | 苏州瑞威离心分离技术有限公司 | 一种卧螺离心机及大米蛋白的生产工艺 |
CN114380480B (zh) * | 2021-12-23 | 2023-06-06 | 南通展望科技资讯有限公司 | 一种连续式污泥水热处理反应釜装置 |
CN114380480A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-22 | 南通展望科技资讯有限公司 | 一种连续式污泥水热处理反应釜装置 |
CN116854335A (zh) * | 2023-09-04 | 2023-10-10 | 山东辰星石油装备有限公司 | 一种石油钻井废泥浆处理装置 |
CN116854335B (zh) * | 2023-09-04 | 2023-11-14 | 山东辰星石油装备有限公司 | 一种石油钻井废泥浆处理装置 |
CN117619571A (zh) * | 2024-01-26 | 2024-03-01 | 江苏庆丰环保科技股份有限公司 | 一种卧式快速浓缩干燥离心机及使用方法 |
CN117619571B (zh) * | 2024-01-26 | 2024-04-05 | 江苏庆丰环保科技股份有限公司 | 一种卧式快速浓缩干燥离心机及使用方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4315074B4 (de) | 2005-01-05 |
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