Verfahren zur Trennung von Flüssigkeit und festen Bestandteilen von Schlamm und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine aerobische Trennung von flüssigen und festen Bestand teilen von Schlamm, resp. auf Trennung von Schlamm in Flüssigkeit und höher konzentrierten Schlamm. Das in dieser Beschreibung und in den Patentansprüchen ver wendete Wort<B> </B> Trennung<B> </B> bedeutet nicht die voll ständige Trennung von Schlamm in Flüssigkeit und in vollständig trockene, feste Bestandteile.
Zur zeit verwendete Verfahren zur Trennung von flüssigen und festen Bestandteilen von Abwasser- und anderem Schlamm, z. B. Verfahren, welche Entwäs serungsbetten, Vakuum und Druckfilter, Schüttel siebe, Zentrifugen oder Verdampfer verwenden, be nötigen viel Platz und Arbeit oder bringen hohe An lagekosten und Unterhaltskosten mit sich.
Vorliegende Erfindung bezweckt die Beseitigung solcher Nachteile.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Trennung bei niederem atmosphärischem Überdruck.
Das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung zur Trennung von flüssigen und festen Bestandteilen von Schlamm zeichnet sich dadurch aus, dass man den Schlamm in den Unterteil eines geschlossenen Behäl ters bei Überdruck und in solcher Menge einführt, dass sich eine Zwischenschicht formt und unterhält zwi schen Schlammkonzentrat und Flüssigkeit, wobei eine Filterung der eintretenden Flüssigkeit durch eine Schlammasse stattfindet, während unter der Zwischen schicht Schlammkonzentrat und über derselben Flüs sigkeit abgeht unter Beibehaltung des atmosphärischen Überdruckes innerhalb des Behälters.
Die ebenfalls Gegenstand vorliegender Erfindung bildende Vorrichtung zur Trennung von Flüssigkeit und festen Bestandteilen von Schlamm zeichnet sich aus durch einen Behälter mit Schlammeinlass, einen Schlanunkonzentratablass im Unterteil und einen Flüssigkeitsablass im Oberteil, sowie eine Pumpe zum Einführen von Schlamm in den Behälter durch den er wähnten Schlammeinlass unter atmosphärischem Über druck.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung ist in der beiliegenden Zeichnung im Schnitt dargestellt.
Die Vorrichtung besteht aus einem Behälter<B>1,</B> welcher aus Beton hergestellt sein kann. Der Behälter<B>1</B> ist geschlossen, ausgenommen bei der Einmündung eines Schlammeinlassrohres 2, eines Flüssigkeits- auslassrohrs <B>3</B> und eines Schlammkonzentratauslass- rohrs 4 und eines Überdruckventils 12. In den Auslass- rohren <B>3</B> und 4 sind Ventile<B>5</B> und<B>6</B> vorgesehen, um die Flüssigkeits- oder Schlammkonzentratmenge in diesen Rohren zu steuern.
Der Behälter<B>1</B> besitzt einen zylindrischen Körper mit vertikaler Achse, einen gewölbten Deckel und einen Boden aus einem Konus<B>8.</B> Das Flüssigkeitsauslassrohr <B>3</B> ist verbunden mit dem höchsten Punkt des Deckels<B>7</B> und das Schlammkonzentratauslassrohr 4 ist verbun den mit dem Konusscheitel <B>8.</B>
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist das offene Ende des Schlammeinlassrohres 2 innerhalb des Behälterunterteils in der Zylinderachse angeordnet. Das offene Ende muss an dieser Stelle liegen, damit der von dieser Öffnung ausfliessende Schlamm sich nicht mit dem Schlammkonzentrat mischt, welches dem Be hälter entnommen wird, Die Rohre<B>3</B> und 4 sind derart angeordnet, dass die Richtungen der Flüssigkeitsent fernung und der Schlammkonzentratentfernung aus dem Behälter vertikal aufwärts resp. abwärts verlaufen.
Um den Schlamm von einem Absetztank oder Schlammsumpf zum Behälter<B>1</B> zu pumpen, ist eine Zentrifugalpumpe <B>9</B> vorgesehen. Die Pumpe<B>9</B> ist so be schaffen, dass sie grosse feste Brocken durchtreten lässt.
Die Vorrichtung wird verwendet wie folgt: Wenn der Behälter<B>1</B> leer ist und die Ventile<B>5</B> und<B>6</B> geschlossen sind, wird Abwasser durch die Pumpe<B>9</B> und das Rohr 2 in den Behälter<B>1</B> gepumpt.
Die gepumpte Abwasser-Schlamm-Menge ist im vorliegenden Fall so bemessen, dass etwa 2 Stunden erforderlich sind, um den Behälter zu füllen. Während des Füllvorganges wird unter der Wirkung des Druckes, welcher die festen Bestandteile zusammenpresst, Flüs sigkeit vom Schlamm getrennt, und es formt sich eine Zwischenschicht<B>11,</B> von welcher sich Flüssigkeit ab trennt und eine Flüssigkeitszone über einer Schlamm zone bildet. Die Verhältnisse sind derart abgestimmt, dass die Zwischenschicht erhalten bleibt, selbst nach dem der Behälter gefüllt ist. Im vorliegenden Fall tritt die Luft durch das Überdruckventil 12 aus, sobald der Druck im Behälter einen atmosphärischen Druck von etwa 2 Atmosphären erreicht hat.
Das Ventil<B>5</B> wird später geöffnet, um der Flüssigkeit den Austritt aus dem Behälter durch das Rohr<B>3</B> unter Beibehaltung des Druckes zu erlauben.
Das Ventil<B>6</B> wir hernach geöffnet und durch das Rohr 4 entströmt dem Behälter konzentrierter Schlamm. Während des Ausströmens von Flüssigkeit oder Schlaminkonzentrat wird der atmosphärische Überdruck, welchem Schlamm ausgesetzt ist, beibe halten, welches Ausströmen separat oder gleichzeitig stattfinden kann, nachdem sich die Flüssigkeit vom Schlammsatz getrennt hat. Der Flüssigkeitsmengen- fluss durch die Rohre<B>3</B> und 4 kann vier Volumenteile von Flüssigkeit fliessend durch Rohr<B>3,</B> zu einem Vo lumenteil von Schlammkonzentrat, fliessend durch Rohr 4 betragen.
Dies ergibt ein Schlammkonzentrat, welches<B>7</B> v2<B>%</B> Volumenteile feste Bestandteile enthält, ausgehend von einem Schlamm, der ursprünglich l!/2<B>%</B> feste Teile ent hielt.
Die Flüssigkeitsmengen sind derart bemessen, dass der Druck von etwa 2 Atmosphären durch die Pumpe<B>9</B> im Behälter<B>1</B> beibehalten werden kann, der Schlamm wird für etwa 2 Stunden im Behälter zurückbehalten. Die Zeitdauer, während welcher der Schlamm im Be hälter behalten wird, ist von den jeweiligen Umständen abhängig, sie muss aber lang genug bemessen sein, dass die Trennung stattfinden kann. Normalerweise wird dies mehr als eine Stunde benötigen. Die Steuerung der Trennung wird erreicht durch die Ventile<B>5</B> und<B>6.</B> Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Pumpe<B>9</B> und das Einlassrohr 2 gross genug gewählt werden kann, um grosse Brocken aufzunehmen und dass der ankom mende Schlamm mit seinen grossen Brocken nicht durch ein Regulierventil gepresst werden muss, welches Brocken zurückhalten würde.
Durch die Anordnung des Rohrendes des Rohres 2 im Unterteil des Behälters<B>1</B> ist die Flüssigkeit gezwun gen, während des Steigens im Behälter die Masse des Schlammkonzentrates zu durchlaufen bevor sie die Zwischenschicht<B>11</B> verlässt und in die darüberliegende Flüssigkeitszone übergeht. Der Durchgang durch die Masse des Schlammkonzentrates bewirkt eine Filterung und unterstützt die Klärung der Flüssigkeit.
Um diesen Filtereffekt zu unterhalten, ist es nötig, die Masse des Schlammkonzentrates zu unterhalten, während die Zwischenschicht<B>11</B> verhältnismässig unge stört verbleibt dadurch, dass die die Zwischenschicht verlassende Flüssigkeitsmenge genügend klein bleibt. Die Praxis erlaubt den Durchgang einer Höchstmenge von 2000 bis<B>2500</B> Liter pro m2 pro Stunde von Flüssig keit durch die Zwischenschicht ohne diese erheblich zu stören. Der Flüssigkeitsdurchgang durch die Vorrich tung muss jederzeit niedrig genug durch die Ventile<B>5</B> und<B>6</B> eingestellt werden, damit die Durchgangsmenge nicht überschritten wird.
Sobald der Prozentanteil von festen Teilen im an kommenden Schlamm sich erhöht, muss das Ent nahmeverhältnis von Flüssigkeit zu Schlammkonzen trat vermindert werden. Es ist schwierig, ein Schlamm konzentrat von mehr als etwa<B>15 %</B> festen Bestandteilen zu erreichen. In der beschriebenen Vorrichtung sind die Auslass- rohre <B>3</B> und 4 mit dem obersten und respektive mit dem untersten Teil des Bzhälters <B>1</B> verbunden. Der Vorgang kann sich jedoch auch abspielen mit einer Vorrichtung, bei welcher das Rohr<B>3</B> lediglich mit dem Behälterober teil<B>' d '</B> h. in der Gegend des Scheitelpunktes, aber doch von der Stelle entfernt wo die Zwischenschicht sich bildet, verbunden ist.
Das Rohr 2 muss von dieser Stelle entfernt liegen, um feste Bestandteile in der Flüs sigkeit zu vermeiden.
Ähnlicherweise kann eine Vorrichtung verwendet werden, bei welcher das Rohr 4 an einer Stelle des Be hälterunterteils verbunden ist, aber doch entfernt von der Zwischenschicht.
Eine einfache Form einer Vorrichtung kann aus einem geschlossenen Behälter mit einem Schlamm- einlass nahe dem Boden auf einer Seite des Behälters, einem Schlammkonzentratauslass an der gegenüber gesetzten Behälterbodenseite und einem Flüssigkeits- auslass am Behälterscheitelpunkt bestehen. Bei einer solchen Vorrichtung wird jedoch nicht voller Gebrauch gemacht von der Filtereigenschaft der Schlammkon- zentratmasse, welche sich im Behälter formt zum Zweck des Filterns der ankommenden Flüssigkeit.
Der Unterhalt des atmosphärischen Überdruckes im Behälter<B>1</B> kann unterstützt werden durch Zufüh rung von Druckluft zum Behälter über dem Niveau des Flüssigkeitsauslasses. Falls dies angewendet wird, muss das Auslassrohr <B>3</B> mit dem Behälter unter dem Flüssig keitsniveau verbunden sein.
Das beschriebene Verfahren ist ein ununterbro chener Vorgang, aber die Trennung kann erreicht wer den durch einen ähnlichen Vorgang bei Durchlass von kleinen Schlammengen. Der Behälter mag dann schnell gefüllt werden und Druck kann während etwa zwei Stunden angewendet werden. Das Schlammkonzentrat wird darauf vom Behälterboden unter Druck abge lassen und die Flüssigkeit, die noch etwas feste Teile enthält, wird hernach dem zugeführten Schlamm durch das selbe Ventil beigemischt.
Wenn eine Vorrichtung nur für Behandlung in unterbrochener Weise für Abwasserschlamm verwendet werden soll, so kann sie so abgeändert werden, dass das Rohr<B>3</B> weggelassen wird.