DD257540A3 - Apparat zur eindickung von suspensionen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Apparat zur Eindickung von Suspensionen, insbesondere fuer filtrationsunwillige Suspensionen. Ziel der Erfindung ist es, diese Suspensionen mit hoher Effektivitaet und niedrigstem Feststoffgehalt im Filtrat einzudicken. Aufgabe ist es, einen entsprechenden Apparat zu entwickeln. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass in einem Gehaeuse senkrechtstehend eine Filtertrommel befestigt ist. Die Wand der Filtertrommel wird gebildet aus einem inneren, starren, grobmaschigen Stuetzsieb, einem aeusseren, relativ starren, grobmaschigen Decksieb mit beweglich dazwischen gespanntem Filtermittel. Eine periodische Rueckspuelung mittels Filtrat gekoppelt mit um die Filtertrommel rotierenden Abstreifern sorgt fuer eine definierte, stabilisierte und staendig aufgelockerte Filterschicht aus Feststoffteilchen bei durch Stuetz- und Decksieb begrenzter Filtermittelbewegung. Der Austrag der eingedickten Suspension erfolgt an der Oberkante des Gehaeuses und der Filtratablauf mit geringstem Feststoffgehalt aus dem Innenraum der Filtertrommel. Der Filterauslauf sorgt fuer ein autonomes Vakuum innerhalb der Filtertrommel.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Apparat zur Eindickung von Suspensionen, insbesondere für filtrationsunwillige Suspensionen. Die Nutzung der Erfindung ist möglich bei der Aufarbeitung von Suspensionen sowie in der Abwasserbehandlung.

Charakteristik der bekannten technischenlösungen

Praktisch alle bekannten Suspensionseindicker arbeiten als dynamische Eindicker mit dem Ziel der Verhinderung des Auf baus einer Filterschicht aus Feststoffteilchen.

Bekannt ist ein Apparat mit rotierenden Filterhohlkörpern zwischen feststehenden Filterhohlkörpern (DE 1 611163). Die Filterschicht wird durch Zentrifugalkräfte bzw. durch die Schwerkraft abgetragen.

Es wird ein Apparat beschrieben (DE 1248018), bei dem die Eindickung durch eine Kanalströmung mit veränderbarem Abstand zwischen abgestützten Filtermittelwänden erzielt wird.

Pulsationseindicker arbeiten nach dem selben Wirkprinzip, nur daß noch zusätzlich eine periodische Abreinigung des Filtermittels durch Hilfsenergie erfolgt (DE 1 636299).

Ein bekannter Siebeindicker (DD 84626), bei dem die Rohsuspension auf die Innenfläche einer feststehenden Siebtrommel gesprüht wird, besitzt einen langsam rotierenden Abstreifer zur Begrenzung der Schichtdicke. Diese Anordnung erlaubt keine Rückspülung ohne Prozeßunterbrechung, Dieser Eindicker ist nur für spezielle Einsatzzwecke anwendbar.

Des weiteren wird ein Apparat mit feststehende Siebkorb beschrieben (AU 004920). In einem bestimmten Abstand außen umlaufende, schnell rotierende Abstreifer dienen dem Abscheiden von Grobteilen.

Bei keinem der bisher aufgeführten Eindicker kommt es zum gewollten Aufbau einer stabilisierten Filterschicht. Beschrieben wird ein Bandvakuumfilter mit einem mitlaufenden Netz zur Erreichung einer stabilisierten Filterschicht und einer Bürstenabreinigung (JP 058172).

Dynamische Eindicker ohne Aufbau einer Filterschicht müssen zwangsläufig Poren- bzw. Maschenweiten des Filtermittels kleiner als der Korndurchmesser des Feststoffes besitzen, um ein feststoffarmes Filtrat zu erhalten. Daraus resu'tieren große Filterflächen und/oder relativ hohe Druckunterschiede zur Filtration.

Die Anpassungsfähigkeit an verschiedene Suspensionen ist beschränkt bzw. erfordert eine relativ komplizierte ' -istruktion.

Ziel der Erfindung

Der Erfindung liegt das Ziel zugrunde, mit hoher Effektivität Suspensionen, insbesondere filtrationsunwillige, einzudicken bei niedrigstem Feststoffgehalt im Filtrat, einfacher Konstruktion und leichter Anpassungsfähigkeit an verschiedene Einsatzbedingungen.

-2- 257 540 Darlegung des Wesens der Erfindung

— Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Apparat zur Eindickung von Suspensionen zu entwickeln, der den oben genannten Anforderungen entspricht.

— Merkmale der Erfindung

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß sich in einem Gehäuse eine senkrecht stehende Filtertrommel befindet.

Die Wand der Filtertrommel besteht aus einem starren grobmaschigen inneren Stützsieb, einem relativ starren grobmaschigen

äußeren Decksieb und einem locker dazwischengespannten Filtermittel. >

Im Ringraum zwischen Filtertrommel und Gehäuse rotieren federnd gelagerte Abstreifer, welche von einem außerhalb des Gehäuses befindlichen Antrieb über eine Welle bewegt werden. Der Antrieb besitzt eine Einrichtung zur Drehmomentenmessung.

Am Boden des Gehäuses, außerhalb der Filtertrommel ist der Suspensipnszulauf angeordnet. Die eingedickte Suspension läuft über einen Suspensionsablauf an der oberen Kante des Gehäuses ab.

Im Inneren der Filtertrommel unterhalb des Deckels endet eine Vakuumleitung. Ebenfalls ins Innere der Filtertrommel durch das Gehäuse bis zum Deckel ist der Filtratablauf geführt.

Im Filtratablauf, außerhalb des Gehäuses befindet sich eine Einbindung einer Hilfsenergieleitung. In beiden Leitungen, Filtratablauf und Hilfsenergie sind Ventile eingebaut, die wechselseitig öffnend bzw. schließend von einem Impulsgeber angesteuert werden. Der Filtratauslauf ist vertikal sehr tief gezogen.

Der Antrieb setzt über die Welle die Abstreifer in eine rotierende Bewegung. Die Suspension gelangt über den Suspensionszulauf in das Gehäuse des Apparates. Im Inneren der Filtertrommel wurde über die Vakuumleitung ein konstanter Unterdruck erzeugt zum Vorevakuieren. Bis zum Aufbau einer gewollten definierten Filterschicht aus Feststoffteilchen zwischen Filtermittel, Decksieb und rotierenden Abstreifern bleibt das Ventil in der Hilfsenergieleitung geschlossen, der Filtratsablauf ist geöffnet.

Danach wird die Rückspüleinrichtung, bestehend aus Steuereinheit und Ventilen in der Filtrat- und Hilfsenergieleitung, in Betrieb genommen. Schließen des Filtratventils und gleichzeitiges Öffnen des Hilfsenergieventils bewirkt ein Rückspülen des Filtrats in den Suspensionsraum.

Durch das periodische Rückspülen von Filtrat in die Filtertrommel wird das locker gespannte Filtermittel gegen das Decksieb gedruckt, die Filterschicht wird aufgelockert und Feinanteile werden ausgespült. Auf Grund der umlaufenden Abstreifer wird ein Teil der Filterschicht abgetragen.

Nach Beendigung des Rückspülvorganges (Filtratventil offen, Hilfsenergieventil zu) wird durchden im Innenraum der Filtertrommel entstehenden Unterdruck das Filtermittel gegen das Stützsieb gesaugt und es bildet sich eine neue Filterschicht.

Dieser Unterdruck wird erzeugt durch das ablaufende Filtrat (autonomes Vakuum) über den tiefliegenden Filtratauslauf.

Die ständig umlaufenden Abstreifer verhindern das Bilden von dickeren Schichten, erzeugen im Bewegungsraum eine Rotationsströmung. Ein Absetzen und eine Entmischung der eingedickten Suspension wird verhindert. Eine Regelung des Entdickungsgrades wird durch die Kopplung der Drehmomentmessung des Antriebes mit der Steuerung des Filtratablaufes ermöglicht.

Ausführungsbeispiel

Im Gehäuse 13 des Apparates ist eine senkrecht stehende Filtertrommel 3 verschraubt. Die Wand der Filtertrommel 3 besteht aus inneren versteiften Stützsieb 7 (Lochblech), dem Filtermitteyi (Maschenweite 50pm) und dem äußeren Decksieb 5

(Drahtgewebe).

Ein Antriebsmotor 1 kleiner Leistung ist auf dem Gehäuse 13 befestigt. Das Drehmoment kann über eine entsprechende Meßeinrichtung 14 bestimmt werden. Der Antriebsmotor 1 ist über die Welle 2 mit den Abstreifern 4 verbunden. Die Anpreßkraft der Abstreifer 4 mittels Federn 18 auf das Decksieb 5 ist durch eine Zentralverstellung veränderbar. In die Gehäusewand ist in Bodennähe der Suspensionszulauf 8 und im oberen Bereich der Ablauf für die eingedickte Suspension 12 verschweißt.

In den Innen raum der Filtertrommel 3 bis unterhalb des Deckels 19 ist eine Vakuum leitung 11 und der Filtratablauf 10 geführt. Die Filtratablaufleitung 10 ist mit einer Druckluftleitung 9 über ein Puffergefäß 20 verbunden. Das Filtratventil 16 und das Druckluftventil 17 werden wechselseitig öffnend bzw. schließend von der Steuereinheit 15 betätigt. Der Filtratauslauf 21 befindet sich ca. 5m unter dem Apparat. Ein Kleinsauger 22 befindet sich an der Vakuumleitung 11.

Der Antriebsmotor 1 setzt über die Welle 2 die Abstreifer 4 (4 Stück) in eine rotierende Bewegung (ω = 1 m/s). Die Polymersuspension mit einem Feststoffgehalt von 5% bei einem Feinanteil mit Korng ßen unter 6μΐη von 5% und einer durchschnittlichen Korngröße von 20 μηι gelangt über den Suspensionszulauf 8 in das Gehäuse 13. Das Druckluftventil 17 ist geschlossen. Im Inneren der Filtertrommel 3 wurde über die Vakuumleitung 11 ein kori^.anter Druck von 0,05MPa erreicht.

Eserfolgt der Aufbau einer gewollten Filterschicht, deren Stärke durch das Decksieb 5 ur die Rotf'ion der Abstreifer 4 bestimmt

Nach dem Befüllen des Apparates und dem Aufbau der Filterschicht wird die Rückspüleinrichtung in Betrieb genommen. Diese besteht aus der Steuereinheit 15 und den Ventilen für Hilfsenergie 17 und Filtrat 16. Die Rückspülung erfolgt durch Filtrat bei geschlossenem Filtratventil 16 und geöffnetem Druckluftventil 17. Mit dem Schließen des Druckluftventils 17 und Öffnen des Filtratventils 16 ist der Rückspülvorgang beendet. Im Innenraum der Filtertrommel 3 wird sofort wieder Unterdruck durch das ablaufende Filtrat erzeugt. Der Kleinsauger 22 dient während des Betriebes dem störungsfreien Arbeiten des Apparates, um den Abreinigungseffekt bei Entgasen des Filtrates konstant zu halten.

Bei einer Impulsfolge der Steuersignale von 30s wurde eine Filtrationsleistung von 2 m³/h bei einer Filterfläche von 1 m² erreicht.

Der Feststoffgehalt im Filtrat betrug weniger als 0,1 % und die Polymersuspension wurde auf 30% Feststoffgehalt eingedickt.

Claims (3)

1. Apparat zum Eindicken von Suspensionen, insbesondere filtrationsunwillige Suspensionen, bestehend aus einem senkrechten zylindrischen Behälter mit einem darin angeordneten aus drei Lagen bestehenden zylindrischen Siebeinsatz, der mit einer Abreinigungsvorrichtung gekoppelt ist und bei dem die innere und äußere Schicht starr angeordnet und um den Rotor mit daran befestigten einstellbaren Abstreifern gelagert ist, gekennzeichnet dadurch, daß der Suspensionszulauf (8) unten und der Ablauf für eingedickte Suspension (12) sowie der Antrieb für den Rotord) oben und das zwischen den beiden Stützsieben (5,7) liegende Filtermittel (6) in axialer Richtung beweglich angeordnetsind und im Innern der Filtertrommel (3) sich unterdem Deckel (19) ein Filtratablauf (10) mit einem vertikal tiefliegenden Filtratsauslauf (21) und einer außerhalb des Gehäuses angeordneten Einbindung von Hilfsenergie (9) befindet, die aus einem Puffergefäß (20) und Ventilen in den Leitungen für Hilfsenergie (17) und Filträt (16), die über eine Steuereinheit (15) miteinander wechselseitig betätigbar gekoppelt sind, besteht.

2. Apparat zur Eindickung von Suspensionen nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein Kleinsauger (22) mit dem Innnenraum der Filtertrommel (3) verbunden ist.

3. Apparat zur Eindickung von Suspensionen nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß eine am Antriebsmotor (1) befindliche Drehmomentmessung (14) mit der Steuereinheit (15) gekoppelt ist.