Verfahren und Vorrichtung zum Filtrieren, insbesondere zum Entwässern von
Abwasserschlämmen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Filtrieren, insbesondere zum Ent- wässern von Abwasserschlämmen, mittels einer Fil- terpresse, der das Gut über eine Pumpe zugeführt wird. Die bei den bekannten Verfahren dieser Art verwendeten Pumpen sind relativ teuer. Die Leistung dieser Pumpen ist zu Beginn der Filtration am höchsten und wird gegen Ende der Filtration sehr gering. Wenn der maximale Filtrationsdruck erreicht wird, so regelt sich die Firdermenge selbsttätig und passt sich der abfallendenFalterleistung an. Es ist daher erforderlich, verhältnismässig grosse Pumpen zu verwenden, die aber bei fallender Filterleistung mit sehr schlechtem Wirkungsgrad arbeiten.
Die Füllzeit für Idie Filberpresse kann infolgedessen nicht beliebig verkürzt wenden, wenn der Filterpresse das Gut 2ber eine Pumpe zugeführt wird.
Diese Nachteile werden bei dem Verfahren nach der Erfindung dadurch vermieden, idass das Filtergut zu Beginn der Filtration unter pneumatischem Druck auf das Filter aufgegeben wird und erst, nachdem in der Leitung zwischen Pumpe und Presse ein höherer Druck aufgebaut worden ist, die Pumpe die gesamte Förderung des Filtergutes übernimmt.
Die z. B. mit Hochdruck arbeitende Schlammpumpe kann dabei wesentlich kleiner lausgelegt werden, was nicht nur wirtschaftliche Vorteile bietet, sondern vor allem eine bessere Anpassung ider Pumpen- Fördercharakteristik an die mit der Zeit etwa para belförmig abfallende Förderleistung während der Filtration ermöglicht.
Die Zeit, die zur Füllung der Filterpresse benötigt wird, wird im übrigen erheblich verkürzt, da das Gut von vornherein unter einem pneumatischen Druck'auf das Filter aufgebracht'wird. Gleichzeitig ist von vornherein ein hoher Druckverlust beim Abtrennen der Flüssigkeit vorhanden. Unerwünschte Entmischungsvorgänge werden infolge der erhöhten Filtrationsgeschwindigkeit in der Anfangsphase ider Filtration vermieden, so dass der ganze Filterkuchien beispielsweise die durch die Zugabe von Filtrationshilfsmitteln bezweckte gleichmässige Porosität auf whist. Dies ist insbesondere wichtig bei der Filtration von Abwasserschlämmen, denen, mit Vorteil Asche als Filtration, shilfsmittel zugesetzt worden ist.
Die spezifisch schwere Asche würde sich bei zu geringer Anfangsfiltrationsgeschwindigkeit leicht absetzen und nicht mehr in der gewünschten Weise wirken. Entsprechende Vorteile würden sich natürlich ergeben, wenn an Stelle der bisher verwendeten Pumpen etwa mit anderen unter höherem Druck aübeitenden Fördervorrichtungen gearbeitet würde.
Der pneumatische Druck, mit dem das Filtergut, auf das Filter aufgegeben wind, kann durch einen Kompressor erzeugt werden. Man kann idiesen Druck idann auf das Fütergut einwirken lassen, das sich vorzugsweise in einem Druckgefäss befindet. D. as Filtergut wird dann sofort aus diesem Druckgefäss in die Filterpresse gefördert. Gleichzeitig kann auch die Förderung durch die Pumpe einsetzen, die später die alleinige Förderung übernimmt.
Beim Aufbrigen einer Filterhilfsschicht auf das Filter vor dem Aufbringen des Filtergutes kann man im übrigen in dem dazu erforderlichen Druckbehälter angewandten bzw. nach dem Aufbringen der Filter0 hilfsschicht noch verbleibenden Druck zum Aufbrngen des Filtergutes verwenden. Die sonst unge nutzte Druckluft wird also nutzbringend für den eingentlichen Filtrationsprozess eingestetzt, wodurch eine erhebliche Kostensenkung erreicht wind.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- rens nach der Erfindung ist gemäss der Erfindung g dadurch gekennzeichnet, idiass in die Fönderleitung zwischen Pumpe und Filterpresse. die Förderl, eitung eines zum Aufbringen des Filtergutes unter pneumatischem Druck dienenden Behälters mündet und dass in dieser Leitung ein Rückschlagventil vorgesehen ist. Sobald, also der Druck in der Förderleitung zwischen Pumpe und Filterpresse den Druck in dem Behälter überschreitet, erfolgt eine Förderung nur noch durch die Pumpe allein. Dabe kann die Förderpumpe als Hochdruckpumpe mit beispielsweise 15 atü ausgebildet sein. Auf den Behälter kann ein pneumatischer Druck von beispielsweise zunächst 10 atü gegeben werden, der dann etwa auf 5 atü absinkt.
Wenn in der Leitung zwischen Pumpe und Presse schliesslich ein Druck von über beispielsweise 5 atü aufgebaut ist, so schliesst das Rückschlagventil, und es kann eine weitere Förderung allein über die Hochdruckpumpe unter steigendem Druck bis beispielsweise 15 atü erfolgen.
Nach einem weiteren Merkmal kann der Behälter zur Aufgabe des Filtergutes mit einem Behälter zur Aufgabe des Filterhilfsmittels über eine Druckluftleitung als einziger Druckluftquelle verbun- den sein. Beispielsweise kann also der zuletzt genannte Behalter mit einer Druckluftquelle versehen werden, die gleichzeitig über diesen Behälter mit dem zuerst genannten Behälter in Verbindung steht, so dass also auch dieser zweite Behälter über den ersten Behälter mit Luftdruck versorgt wird.
Wenn man ferner die Förderleitung für das Filtergut durch einen Wechselschieber unter gleichzeitigem Offnen der Förderleitung für das Filterhilfismittel verschliessbar macht und umgekehrt, so entsteht eine sehr einfach aufgebaute und sicher arbeitende Vorrichtung, die unter geringstem Energieaufwand eine bestmögliche Filtoationslaitstung ergibt.
Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung in schematischer Darstellung beispielsweise gezeigt, durch die gleichzeitig das Verfahren nach der Erfindung veranschaulicht wird.
Eine Filterpresse 1 mit einem Ablaufbehälter 2 weist eine Förderleitung 3 für idas Filtergut auf, das von einer vorzugsweise lunter Hochdruck arbeiten- den Pumpe 4 auf die Filterpresse iaufgegeben wird.
Diese Pumpe 4 ist tuber eine Leitung 5 mit einem Vorratsbehalter 6 für das Filtergut verbunden. In diesem Behälter befindet sich vorzugsweise ein Schlamm-Asche-Gemisch, das vorher in nicht dar "gestellter Weise hergestellt worden ist.
Es ist ferner ein Druckbahälter 7 vorgesehen, dessen Förderleitung 8 in die Leitung 3 einmündet.
Die Schlammzufuhr zu diesem.Behälter erfolgt über eine Leitung 9, die von der Leitung 5 vor der Pumpe 4 abzweigt und gegebenenfalls, wenn der Behälter 6 nicht, wie in der Zeichnung dargestellt, erhöht angebracht ist, eine Pumpe aufweisen kann. Die Druckluftzufuhr zu dem Behälter 7 erfolgt uber eine Leitung 10 mit einem Drosselventil 11 und einem Luftsteuerventil 12. Ferner ist eine Entlüftungsleitung 13 mit einem Entlüftungsventil 14 vorgesehen.
In den Leitungen 8 bzw. 9 sind je Rückschlagventile 15, 16 vorgesehen. Ein weiteres Rückschlag- ventil 17 ist hinter der Pumpe 4 angebracht. Dieser Teil der Vorrichtung arbeitet wie folgt : In den Behälter 7 wird zunächst das auf die Filterpresse 1 aufzugebende Filtergut über die Leitungen 5 und 9 bei geöffnetem Entlüftungsventil 14 eingebracht. Nach Schliessen dieses Ventils und Öffnen des Ventils 12 wird ein Druck von beispielswaise 10 atü in den Be- hälter 7 gegeben. Das Filtergut wird dann durch die Leitungen 8, 3 auf die Filter der Filberpresse 1 aufgebracht, wordurch sofort eine Filtration in Gang gesetzt wird und ein Filterkuchen gleichmässiger Porosität entsteht.
Die Rückschlagventile 16 und 17 in der Leitung 9 werden dabei geschlossen, so dass also kein Schlamm in die Leitung 5 zurückgedrückt wird.
Infolgedessen kann gleichzeitig die Pumpe 4 in Gang gesetzt wenden. Wenn jedoch die Pumpe einen Druck aufgebaut hat, der den Druck in der Leitung 8 überschreitet, so schliesst das Rückschlagventil 15.
Von diesem Moment an erfolgt die Förderung des Filtergutes nicht mehr von dem Behälter 7 aus, sondern nur noch über die Plumpe 4, und es kann nunmehr mit einem Hochdruck bis beispielsweise 10 bis 15 atü gefördert wenden, je nach Auslegung der , umpe.
Man kann auch das Rückschlagventil 16 statt in der Leitung 9 in ider Leitung 5 anbringen, vor, allem wenn nicht aus einem über dem Behälter 7 angeordneten Vorratsbehälter 6 gafördert wird, son- dern das Gut mittels leiner tiefer liegenden Pumpe in das System gefördert wird. Die Pumpe 4 fördert dann von dem Niveau des Filtergutes in dem Behälter 7 aus, wenn das Rückschlagventil 15 geischlossen ist, während d dieses Niveau durch die in die Leitung 5 fördernde Pumpe gehalten wird.
Nach Abschluss ider Filtoation wird die Pumpe 4 ausgeschaltet. Gleichzeitig wird ein Entlastungsventil 18 geöffnet. Ferner wird die Presse l geöffnet, und ies werden die Filterkucben aus den Filterkammern ausgetragen. In der Zwischenzeit ist der Behälter 7 wieder gefüllt worden, so dass nun nach Schliessen der Ventile 14 und 18 erneut Filtergut in die Presse gefördert werden kann.
Es ist ferner auf der Zeichnung eine Vorrichtung zur Aufbringung eines filterhilfamittels auf die Filter der Filterpresse dargestellt, insbesondere, wenn damit gemäss der ERfindung bei der Filtration von Abwasserschlämmen, gegebenenfalls in Mischung mit Asche, eine dünne Ascheschutzsohicht auf idas Filter aufgebracht werden ! soll. Das erforderliche Asche Wasser-Gemisch wird dabai in einem Druckbehälter 19 hergestellt.
Dieser Druckbehälter wird aus dem Filterbehälter 2 über eine Leitung 20, in der ein Rückschlagventil 21 vorgesehen ist, derart mit dem Filtrat der Filterpresse gefüllt, dass eine Mischung mit Asche, die aus einem Aschebunker 22 2 über eine Zellenschleuse 23 zugeführt wird, erfolgt. tuber eine Leitung 24 mit Rückschlagventil 25, Steuerven- til 26 und Drosselventil 27 ist der Behälter mit einem Kompressor 28 verbunden. Ferner ist eine weitere Druckluftleitung 29 mit einem Drosselventil 30 vorgesehen, die von unten in den Druckbehälter 19 eingefiihrt ist.
Der Druckbehälter 19 ist ferner über eine Leitung 15, die in. die Leitung 3 mündet, mit der Filter pnesse 1 verbunden.
Ein Wechselschieber 32 ist so ausgebildet, dass er die Leitung 3 vor Einmünden der Leitung 31 schliesst, wenn die Leitung 31 geöffnet wird und umgekehrt. Ferner mündet die Leitung 10 des Druck bahälters 7 in den Druckbehälter 19.
Zum Aufbringen des Asche-Wasser-Gemisches in Form einer Ascheschutzschicht auf die Filter der Filterpresse vor der Filtration wird wie folgt vorgegangen :
Zunächst wird der Behälter 19 mit Asche-Wasser Gemisch gefüllt. Dies geschicht durch Offnen d. er Ventile 12 und 14. Da der Behälber 19 dann druck- los ist, läuft Filtrat über die Leitung 20 aus dem Behälter 2 in den Behälter 19. Diesem Filtrat wird Asche über die Zellenschleuse 23 zugemischt. Gleich zeitig kann durch Öffnen des Ventils 26 eine Duroh- wirbelung der Mischung mit Druckluft über die Leitung 7 erfolgen, die auch während, des sspätenen Auf gabevorganges fortgesetzt werden kann.
Der Zufluss von Filtrat hört auf, sobald idas Ventil 12 geschlossen wird, da in der Leitung 20 das Druckluftventil 21 vorgesehen ist.
Nach Sohliessen der Presse und des Ventils 18 sowie Verstellen des Wechselschiebers derart, so dass die Leitung 31 geöffnet, die Leitung 3 jedoch geschlossen ist, erfolgt nach Offnung des Steuerventils 26 die Aufgabe des Asche-Wasser-Gemisches auf das Filter. Da der Kompressor 28 ein konstantes Druckpotential bereithält, erfolgt die Aufgabe in zunächst grösserem, dann jedoch abfallendem Druck.
Das Asche-Wasser-Gemisch wind also sozusagen auf das Filter aufgeschossen.
Nachdem die Ascheschutzschicht die erwünschte Dicke aufweist, wird, nach vorheriger Öffnung des Steuerventils 12, der Wechselschieber 32 umgestellt, so dass nun die Leitung 31 verschlossen und die Leitung 3 geöffnet wird. Die Förderung des Asche Wasser-Gemisches wird also unterbrochen. Gleich zeitig wirkt aber der noch in dem Behälter 19 vorhandene Druck auf das Schlamm-Wasser-Gemisch in dem Behälter 7 ein und fördert dieses Gemisch nun, wie vorher beschrieben, in die Filterpresse.
Es folgt also unmittelbar auf die Aufbringung der Filterhilfsmittelschicht eine Aufgabe von Filbergut, wobei ein Zeitverlust vermieden wird und gleichzeitig der in dem Behälter zur Aufbringung des Filterhilfs- mittels noch vorhandene Druck zur Aufgabe des Filtergutes ausgenutzt wird.
Der weiterhin zur Aufgabe des Filtergutes in dem Behälter 7 benötigte Druck kann natürlich von dem Kompressor 28 uber die Leitungen 24 und 10 geliefert werden.
Die weitere Aufgabe des Filtergutes erfolgt dann in der vorher beschriebenen Weise.