Verfahren zum Transport von sedimentierenden Aufschwemmungen und Transportfahrzeug zur Durchführung dieses Verfahrens
Beim Transport von sedimentierenden Aufschwemmungen über Leitungen, also beispielsweise beim Entleeren von Kanälen, Senkgruben und Transportkesseln, treten eine Reihe von Problemen auf, die bisher noch nicht voll zufriedenstellend gelöst werden konnten bzw. zu deren Lösung bisher ein hoher technischer Aufwand erforderlich ist.
Zunächst sollen die zur Sedimentierung neigenden Aufschwemmungen, also insbesondere aufgeschwemmter Schlamm oder Fäkalien, vor ihrem Abtransport durch Einsaugen in Leitungen durchmischt werden, um so den gesamten Ansaugvorgang, beispielsweise das Einsaugen der Aufschwemmung in einen Transportkessel, unter möglichst einheitlichen Bedingungen durchführen zu können. Beim Füllen von Transportkesseln hat sich das Vakuumsaugverfahren besonders durchgesetzt, bei dem zunächst durch eine am Transportfahrzeug vorgesehene Luftpumpe Luft aus dem Kessel abgesaugt und dadurch ein Unterdruck im Kessel erzeugt wird, den man, bei fortlaufend weiterer Absaugung von Luft aus dem Kessel, zum Ansaugen der Aufschwemmung benützt.
Da die Förderung der Aufschwemmung somit praktisch durch den äusseren Luftdruck bewerkstelligt wird, hängt die Förderhöhe, die bei diesem Verfahren erzielbar ist, neben dem erzielbaren Unterdruck auch wesentlich vom spezifischen Gewicht der Aufschwemmung sowie von der Viskosität dieser Aufschwemmung ab. Man ist häufig gezwungen, nur zur Erzielung einer ausreichenden Förderhöhe, einer Aufschwemmung mehr Wasser zuzusetzen, als dies an sich zur Erzielung einer ansaugfähigen Aufschwemmung notwendig wäre, damit man durch die Wasserzugabe eine Verringerung des spezifischen Gewichtes erhält.
Die Herbeischaffung des notwendigen Wassers ist schwierig und vor allem wird durch den übermässigen Wasserzusatz der Rauminhalt des Transportkessels nur mehr zu einem Bruchteil für den Abtransport der tatsächlich abzutransportierenden Stoffe ausgenützt, wogegen der übrige Teil des Kesselraumes das mehr oder weniger eine Totlast bildende Wasser enthält. Es ist nun zwar möglich, zumindest einen Teil des Wassers bereits während des Füllvorganges wieder abzulassen und neuerlich zum Aufschwemmen der abzutransportierenden Feststoffe zu verwenden, doch erfordert diese Art des Füllvorganges einen erhöhten Energie- und Zeitaufwand. Ferner sind vielfach eigene Geräte zur Erzeugung einer ansaugfähigen Aufschwemmung, also zum Durchmischen der Feststoffe mit der Flüssigkeit erforderlich.
Neben unmittelbar in die Aufschwemmung eintauchenden Rührwerken, wie sie beispielsweise bei Fäkalien Verwendung finden können, werden für die Schlammaufbereitung häufig Hochdruckwasserpumpen verwendet, die unter hohem Druck Wasser in den Schlamm spritzen und damit eine Aufschwemmung herstellen. Muss das Wasser im Transportkessel erst zugeführt werden, dann ist ein Betrieb dieser Hochdruckpumpen während des Ansaugvorganges ausgeschlossen. Es tritt dann während des Ansaugens bereits wieder eine Teilsedimentierung auf, so dass die abgesetzten Stoffe neuerlich aufgeschwemmt werden müssen.
Aus allen diesen Gründen ist es ferner bisher kaum möglich, Aufschwemmungen herzustellen, die nur so viel Flüssigkeit enthalten, als zur Ermöglichung des Ansaugens notwendig ist und die überdies eine möglichst einheitliche Konsistenz aufweisen.
Ferner kommt es beim Transport der Aufschwemmungen mit Hilfe der Transportkessel durch die Standzeiten und durch das Rütteln bei der Fahrbewegung zu einem teilweisen Absetzen der Schwebestoffe und Feststoffe des Füllgutes an der Kesselwandung, wobei die sich absetzende Schicht häufig eine grosse Haftfähigkeit und Zähigkeit aufweist. Das Entleeren wird bisher auf verschiedene Arten durchgeführt. Im einfachsten Fall wird die Aufschwemmung durch eine gegebenenfalls zugleich als Anschluss für die Saugleitung dienende, im Bereich der tiefsten Stelle des Kessels liegende Öffnung auslaufen gelassen.
Um das Auslaufen zu beschleunigen, kann dabei fallweise über die zur Luftpumpe führende, im Bereich der höchsten Stelle des Kessels mündende Leitung Druckluft zugeführt werden, so dass sich im Kessel durch die oberhalb des Kesselinhaltes zugeführte Luft ein Luftpolster bildet, der den Kesselinhalt nach aussen drückt. Da bei dieser Art der Kesselentleerung sehr viele Rückstände im Kessel verbleiben, hat man bei anderen Ausführungen den Transportkessel bereits gegen eine entsprechend grosse Auslassöffnung zu kippbar am Fahrgestell gelagert, doch können auch dadurch nur Teilerfolge erzielt werden.
Es ist hier ebenso wie bei der erstbeschriebenen Art der Entleerung notwendig, nach jeder Fahrt bzw. zumindest nach Erreichen eines bestimmten Verunreinigungsgrades des Kessels, diesen von Hand aus durch Ausschaufeln, Auskratzen und Ausspülen zu reinigen, was nicht nur sehr zeitraubend ist, sondern auch wegen der unreinen Beschaffenheit des Füllgutes eine unangenehme und sogar gesundheitsgefährdende Arbeit darstellt. Zur Beseitigung dieser Nachteile wurden bereits Transportkessel gebaut, in denen eine Druckplatte mit Hilfe eines mehrstufigen, teleskopartig ausschiebbaren hydraulischen Kolbentriebes in Kessellängsrichtung verschiebbar angeordnet ist, mit deren Hilfe abgesetzte Rückstände ausgestossen werden können. Eine solche Ausführung ist aber äusserst kompliziert, störungsanfällig und sehr teuer.
Darüber hinaus werden die beweglichen Teile von den meist aggressiven Bestandteilen des Füllgutes angegriffen und es sind häufig Reparaturen notwendig. Abgesehen von den durch die Sedimentierung im Kessel hervorgerufenen Schwierigkeiten ist bisher in den meisten vorkommenden Fällen auch die Ablagerung des Füllgutes selbst nach erfolgtem Transport noch völlig unbefriedigend. Abgesehen von einigen Städten, die über hinreichend grosse Kompostierungs- und Kläranlagen verfügen, werden solche Transportkessel in den Imeisten Fällen nach dem Entleeren von Senkgruben unmittelbar im Freiland, auf Wiesen oder Äcker entleert, oder aber der Kesselinhalt wird insbesondere bei Schlammtransport auf Müllabladeplätzen u. dgl. ausgestossen.
In jedem Fall wird der Kesselinhalt auf einer nur sehr kleinen Fläche verteilt, so dass die Aufschwemmflüssigkeit tief in den Boden eindringen kann, wodurch es unter anderem zu einer Verseuchung des Bodens und des Grundwassers kommt. Die festeren Bestandteile der Aufschwemmung setzen sich in Form von festen, unporösen Schichten am Boden fest, wobei diese Schichten selbst dann, wenn nachgespült wird oder die Entleerung des Kessels bei Regenwetter erfolgt, auf Wiesen oder Feldern vorhandene Vegetation zerstören, die Bodengare vernichten und überdies eben wegen ihrer geringen Porösität erst nach langen Zeiträumen durch die Witterungseinflüsse hinreichend aufbereitet werden, um beispielsweise einen brauchbaren Humus zu ergeben.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Transport von sedimentierenden Aufschwemmungen, insbesondere Fäkalien und Schlamm, durch Leitungen ist dadurch gekennzeichnet, dass während des Transportvorganges in die Aufschwemmung Druckluft eingeblasen wird.
Vorteilhaft ist es, wenn bereits vor dem Beginn des Transportvorganges mit dem Einblasen der Druckluft in die Aufschwemmung begonnen wird.
Durch das Einblasen von Druckluft kommt es zu einem Aufwallen und Durchwirbeln der Aufschwemmung, wodurch einer Sedimentierung entgegengewirkt und überdies zufolge der Durchmischung eine etwa gleichbleibende Konsistenz der Aufschwemmung erhalten wird.
Das Verfahren ist an sich für alle Arten des Transportes von Aufschwemmungen über Leitungen anwendbar. Eine Hauptanwendungsmöglichkeit ist 3. Beispiel beim Füllen und Entleeren sogenannter Saugewagen gegeben. Das erfindungsgemässe Transportfahrzeug für die Durchführung des Verfahrens, mit einem auf ein Fahrgestell aufgesetzten Transportkessel, mit dessen Innenraum eine ebenfalls am Fahrgestell angebrachte Luftpumpe verbindbar ist, ist so ausgebildet, dass mit der Druckseite der Luftpumpe wenigstens ein austrittseitig in die Aufschwemmung eintauchendes Blasrohr verbunden ist.
-Bei einer Ausführungsform kann beim Füllvorgang die aus dem Kessel angesaugte Luft (die Pumpe ist dabei saugseitig mit dem Kesselinnenraum verbunden) zur Aufbereitung und Durchmischung der Aufschwemmung ver wendet werden. Beim Entleeren kann man die Luft von aussen ansaugen. Die zusätzlich erforderlichen Teile sind einfach, billig und weisen nur ein geringes Eigengewicht auf, so dass sie ohne weiteres mitgeführt werden können.
Es wird durch die Zusatzausstattung möglich, einfachere Transportfahrzeuge, die bisher hauptsächlich für den Fäkalientransport verwendet wurden, auch zum Abtransport leicht sedimentierender Aufschwemmungen, also insbesondere als Kanalräumwagen zu verwenden.
Weitere Einzelheiten und zweckmässige Ausgestaltungen des Transportfahrzeuges gehen aus der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung hervor.
In der Zeichnung ist das Transportfahrzeug nach der Erfindung beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt
Fig. 1 ein Transportfahrzeug schematisch beim Schlammsaugebetrieb und Fig. 2 in vereinfachter Darstellung ein Transportfahrzeug beim Entleeren.
Nach Fig. 1 sind auf einem Lastkraftwagen 1 ein Transportkessel 2 und eine im Schema unterhalb des Kraftwagens eingezeichnete Luftpumpe 3 angebracht. Der Transportkessel 2 ist gegen sein hinteres Ende zu geneigt angeordnet und besitzt am hinteren Ende eine untere, durch einen Schnellverschlussdeckel 4 verschliessbare Entleerungsöffnung, wobei der Deckel 4 zusätzlich einen durch ein Absperrorgan 5 verschlossenen Ablassstutzen 6 aufweist. Oben ist im hinteren Endbereich des Kessels ein durch ein Absperrorgan 7 verschliessbarer Anschlussstutzen 8 vorgesehen, an den beim Schlammsaugebetrieb eine Saugleitung in Form eines flexiblen Schlauches 9 mit einem Ansaugstutzen 10 angeschlossen werden kann.
Bei der Entleerung kann der Kessel über das Absperrorgan 7 belüftet werden.
Vorne ist oben in dem am höchsten liegenden Bereich des Kesselinnenraumes eine Leitung 11 angeschlossen, die zu einem Mehrweg-Absperrorgan führt, das in Form eines Vierweghahnes 12 eingezeichnet wurde. In der Leitung 11 kann noch eine an sich bekannte Schutzvorrichtung zur Verhinderung des Überfüllens des Kessels eingebaut sein. Bei der dargestellten Saugleitung ver bindet der Hahn 12 die Leitung 11 mit der Saugseite der
Pumpe und eine Rohrleitung 13 mit einem Austritts stutzen 14, in dem vorzugsweise ein Luftfilter eingebaut ist. Soweit bisher beschrieben, ist die Pumpenanordnung bekannt. Bei der bisherigen Ausführung ist allerdings die Leitung 13 unmittelbar an die Druckseite der Pumpe 3 angeschlossen.
Ein in der Leitung 13 vorgesehenes Überdruckventil 15 od. dgl. verhindert bei einem Entleeren des Kessels 2 unter Überdruck bei dem die Druckseite der Pumpe 3 mit der Leitung 11 verbunden wird, einen zu kräftigen Druckanstieg im Kessel 2. An die Druckseite der Pumpe 3 kann eine Leitung 16 angeschlossen werden. Zu diesem Zweck ist ein als Dreiweghahn eingezeichnetes Absperrorgan 17 vorgesehen, das in der einen Stellung, wie dargestellt, einen druckseitigen Anschlussstutzen 18 der Pumpe 3 mit der Leitung 16, in der anderen Stellung aber den Anschlussstutzen 18 mit der Leitung 13 verbindet.
Statt des Dreiweghahnes 17 können auch bei dauerndem Anschluss des Stutzens 18 an die Leitungen 13, 16 in jeder dieser Leitungen eigene Absperrorgane vorgesehen sein. Am Ende der Leitung 16 ist ein weiteres, zur Dosierung dienendes Absperrorgan 19 vorgesehen, an das über eine flexible Leitung 20 ein lanzenförmiges Blasrohr 21 angeschlossen ist.
Soll der Kessel 2 gefüllt werden, dann wird man zunächst gegebenenfalls eine Vormischung des abzusaugenden Schlammes 22 vornehmen. Zu diesem Zweck kann man bei geöffnetem Absperrorgan 5 die Luftpumpe 3 in Betrieb setzen und über das Blasrohr 21 Druckluft in den Schlamm 22 einblasen. Eine andere Möglichkeit bestünde darin, das Absperrorgan 12 zu verstellen und über die Pumpe 3 und die Leitung 11 sowie den Kessel 2 Druckluft in die Saugleitung 9, 10 zu blasen, so dass der Schlamm durchwirbelt wird. Dadurch wird eine etwa gleichmässige Konsistenz der Schlammaufschwemmung erhalten, wobei es zu einer feinen Verteilung der Feststoffe kommt, so dass eine verhältnismässig geringe Flüssigkeitsmenge zur Erzielung einer über eine Leitung transportierbaren Aufschwemmung ausreicht.
An den Feststoffteilchen setzen sich Luftbläschen an, wodurch die Viskosität der Aufschwemmung und praktisch auch ihr spezifisches Gewicht herabgesetzt wird. Wird bei laufender Pumpe, geschlossenem Absperrorgan 5 und geöffnetem Absperrorgan 7 über die Leitung 11 Luft abgesaugt, dann wird die Aufschwemmung über die Leitung 9, 10 in den Kessel 2 gefördert. Wegen der Herabsetzung des spezifischen Gewichtes der Aufschwemmung kann mit grossen Förderhöhen gearbeitet werden. Bei in der dargestellten Lage befindlichem Absperrorgan 17 gelangt die abgesaugte Luft in die Leitung 16. Durch Betätigen des Absperrorganes 19 kann man die über das Blasrohr 21 in die Aufschwemmung eingeblasene Luftmenge dosieren. überschüssige Luft wird durch ein Überdruckventil 23 ausgeblasen.
Die Aufschwemmung wird durch Einblasen der Luft während des Ansaugens dauernd durchmischt, wobei es auch möglich ist, die Durch mischung durch Hin- und Herbewegen des Blasrohres 21 zu beschleunigen. Ein Teil der eingeblasenen Luft gelangt über die Leitungen 9, 10 mit der Aufschwemmung in den Kessel 2 und wird aus diesem wieder über die Leitung 11 abgesaugt. Damit auf jeden Fall eine ausreichende Menge an Einblasluft zur Verfügung steht, ist die Leitung 11 über ein Absperrorgan 25 mit einem Einlass 24 verbindbar. Der Querschnitt des Einlasses 24 ist kleiner als der Querschnitt der Leitung 11 gehalten, damit in der Leitung 11 am Kessel der Unterdruck aufrecht erhalten wird.
Nach Fig. 2 ist das druckseitig an die Pumpe 3 anschliessende Rohr mit den Leitungen 11 und 16 dauernd verbunden. An die Leitung 11 ist über ein zusätzlich eingefügtes Absperrorgan 26 ein Blasrohr 27 angeschlossen, das in den dem Deckel 4 gegenüberliegenden Bereich des Kessels einragt und in der Nähe der unteren Kesselwandung ein oder mehrere Austrittsöffnungen 30 besitzt.
In ein an den Ablassstutzen 6 angeschlossenes Ablassrohr 28 mündet, nach Art eines Injektors, ein an die Leitung 20 anschliessendes Blasrohr 29.
Nach dem Füllvorgang und dem Transport des Füllgutes an die gewünschte Entladestelle wird zunächst nach Ingangsetzen der Pumpe 3 das Absperrorgan 26 sowie das Absperrorgan 7 geöffnet. Dadurch wird der Kesselinhalt, der sich zum Teil entmischt und abgesetzt hat, zufolge der an der Öffnung 30 austretenden Druckluft kräftig durchwirbelt und neu gemischt, so dass er nach Öffnen des Absperrorganes 5 in etwa gleichbleibender Konsistenz abgelassen werden kann und im Kessel keine Ablagerungen zurückbleiben. Fallweise ist es auch möglich, nach der Durchwirbelung den Schnellverschlussdeckel 4 zu öffnen, um so den Kesselinhalt in einem grossen Schwall abzulassen. Ferner kann der Kessel vor oder während des Ablassvorganges zusätzlich mit Spülwasser beschickt werden.
Beim Ablassen über den Stutzen 6 kann bei geöffnetem oder geschlossenem Absperrorgan 26 auch das Absperrorgan 19 geöffnet werden, so dass über das Rohr 29 injektorartig Druckluft in Ausflussrichtung in das Rohr 28 eingeblasen wird, wodurch einer seits der Kesselinhalt beschleunigt über das Rohr 6 herausgesaugt und anderseits dieser Kesselinhalt noch einmal belüftet und über das Rohr 28 breit verteilt ausgesprüht wird. Auch dann, wenn ausschliesslich mit dem Injektor 29 gearbeitet wird, empfiehlt es sich, das Absperrorgan 7 während des Entleervorganges zu öffnen, um beim Absaugen die Ausbildung eines Unterdruckes im Kessel zu vermeiden. Das Einblasen der Luft bedingt eine gleichmässige Verteilung und Zerteilung der festen Bestandteile der Aufschwemmung und führt wieder zur Anlagerung von Luftbläschen an den festen Teilchen.
Schlamm oder Fäkalien, die in derart aufbereiteter Form an Ablagerungsstätten aus dem Transportkessel abgelassen oder ausgesprüht werden, haben auch nach dem Versickern der Transportflüssigkeit wegen der Anlagerung der Luftbläschen an den festen Teilchen eine poröse Konsistenz und werden schon durch die Witterungseinflüsse innerhalb kurzer Zeit in brauchbaren Humus umgewandelt.
Es ist auch denkbar, bei der Ausführung nach Fig. 1 für den Entladevorgang das Blasrohr 21 über eine Luke in den Kessel 2 einzuführen. In diesem Fall müsste man allerdings kesselseitig in der Leitung 11 das zusätzliche Absperrorgan 26 vorgesehen, um das Absaugen aus dem Kessel zu verhindern.
Das im Zusammenhang mit dem Transportkessel beschriebene Verfahren zum Transport von Aufschwemmungen, bei dem, wie beschrieben, während und gegebenenfalls auch unmittelbar vor dem Transport der Aufschwemmung in diese Luft eingeblasen wird, kann in sinngemäss abgewandelter Form auch überall dort Anwendung finden, wo andere sedimentierende Aufschwemmungen durch Leitungen zu transportieren sind.