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Verfahren und Vorrichtung zur Rückgewinnung von Fasern aus verdünnten
Fasersuspensionen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor-Richtung zur
Rückgewinnung von Fasern aus verdünnten Fasersuspensionen, wie z. B. Abwasser von
Papiermaschinen.
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Zur Konzentrierung von Fasersuspensionen ist es bekannt, die Suspension
in. eine rotierende Siebtrommel einzuführen. Die Fasern setzen sich dabei in der
Form einer Schicht an der Innenseite des aus einem Drahtsiel> bestehenden Trommelmantels
ab, und durch zweckmäßige Anordnungen wird alsdann diese Schicht allmählich oberhalb
des Flüssigkeitsspiegels in der Trommel entfernt. Bei Verwendung einer solchen Vorrichtung
zur Rückgewinnung von Fasern aus Abwässern und anderen verdünnten Suspensionen passieren
aber die meisten feinen Fasern zu Beginn durch das Drahtsieb, bis sich eine filternde
Faserschicht an der Innenseite des Drahtsiebs gebildet hat. Dadurch geht eine gewisse
Menge Fasersubstanz verloren, und die gefilterte Flüssigkeit ist während dieser
Zeit nicht ausreichend gereinigt, bevor sie den Abflußleitungen der Fabrik zugeleitet
wird. Ein allzu feinmaschiges Drahtsieb zu verwenden, ist deswegen nicht möglich,
weil die Kapazität der Vorrichtung dadurch in hohem Maße vermindert würde.
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Es ist auch bereits bekannt, bei der Filterung faserhaltiger Abwässer
durch Siebtrommeln eine Suspension gröberer Fasern in der Nähe der Eintauchstelle
der Filterfläche zuzusetzen. Die Absicht ist dabei, daß eine filternde Schicht gröberer
Fasern sich zuerst auf der Siebtrommel niederschlagen soll, um dann die feineren
Fasern zurückzuhalten. Die zugesetzte gröbere Fasersuspension mischt sich jedoch
mit der zu filternden Flüssigkeit, und um die erwünschte Wirkung der Maßnahme zu
erreichen, muß man eine im Verhältnis zum Fasergehalt der zu filternden Flüssigkeit
beträchtliche Menge gröberer Fasern zusetzen, wodurch das Verfahren leicht unwirtschaftlich
wird.
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Der obige Nachteil wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch
beseitigt, daß ein feinverteilter Luftstrom in die Fasersuspension eingeblasen und
der Stelle zugeführt wird, wo der aus einem Drahtsieb bestehende Trommelmantel bei
der Rotation in die Flüssigkeit eintaucht, wodurch größere, von kleinen Luftblasen
getragene Fasern sich zuerst am Drahtsieb absetzen und so eine Filterschicht bilden.
Dadurch wird im großen Umfang der eigene Gehalt von groben Fasern im Abwasser ausgenutzt,
um eine Filterschicht zu bilden.
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Sollte die zu filternde Flüssigkeit nicht genügend gröbere Fasern
enthalten, so kann nach einem bekannten Verfahren, bei dem eine kleinere Menge einer
Suspension von hauptsächlich gröberen Fasern der Stelle zugeführt wird, an der der
Trommelmantel bei der Rotation in die Flüssigkeit eintaucht, es vorteilhaft sein,
wenn die feinverteilte Luft in Mischung mit der gröbere Fasern enthaltenden Suspension
der Siebtrommel zugeführt wird.
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Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht aus einer horizontalen, drehbaren Siebtrommel, die mit einem axialen Einlaß
für die zu filternde Flüssigkeit und einem axialen Auslaß für den konzentrierten
Faserstoff versehen ist, wobei ein innerhalb der Trommel angebrachter, an den Auslaß
angeschlossener Trichter vorgesehen ist, um den konzentrierten Faserstoff zu sammeln,
der oberhalb des in der Trommel vorhandenen Flüssigkeitsspiegels von der Innenseite
des ein Drahtsieb aufweisenden Trommelmantels entfernt worden ist. Dabei kann es
zweckmäßig sein, wenn ein Leitorgan, das über dem in der Trommel befindlichen Flüssigkeitseinlaß
in axialer Richtung der Trommel angebracht ist, vorgesehen ist, das schräg nach
oben und außen zur Innenseite der Trommel, und zwar der Stelle zu gerichtet ist,
wo die Trommel in die Flüssigkeit eintaucht. Ferner kann eine Vorrichtung zum Einführen
eines feinverteilten Luftstromes in die Flüssigkeit vorgesehen sein, um gröbere
Fasern entlang der Unterseite des Leitorgans zum Trommelmantel
zu
transportieren, wobei eine Flüssigkeitsstrahlpumpe an die Einlaßleitung der Trommel
angeschlossen sein kann. Hierdurch ist es möglich, eine kleinere 'Menge einer gröbere
Fasern enthaltenden Fasersuspension zuzuführen. Die Anordnung kann auch so getroffen
sein, daß eine Rinne zum Zuführen einer gröbere Fasern enthaltenden Suspension an
der Innenseite des Trommelmantels oberhalb des Leitorgans angebracht ist.
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Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung werden im folgenden
mit Hinweis auf die Zeichnung näher beschrieben, wo Fig. i und 2 eine zweckmäßige
Ausführungsform der Vorrichtung im Längsschnitt bzw. Querschnitt entlang den Linien
I-1 der Fig. 2 bzw. II-II der Fig. i zeigen.
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Eine Siebtrommel 3 ist in einem Gefäß 4 montiert. das mit einem in
der \Tähe des Bodens angebrachten Auslaß 5 versehen ist. Die Siebtrommel besteht
aus zwei dichten, kreisförmigen, mittels Leisten 7 verbundenen Stirnscheiben 6 und
einem von diesen getragenen Drahtsieb 8, das z. B. 4.o Maschen pro cm= haben kann.
Naben 9, die an je einer Stirnscheibe angeordnet sind, sind auf zwei miteinander
fluchtenden, horizontalen Rohren io und ii gelagert, die zwei entgegengesetzte Wände
des Gefäßes durchdringen. Die Trommel rotiert vorzugsweise mit geringer Umlaufgeschwindigkeit,
und zu diesem Zweck kämmt ein an einer Stirnscheibe befestigter Zahnkranz 12 mit
einem Ritzel 13, das auf einer die Wand des Gefäßes durchdringenden Antriebswelle
14 befestigt ist.
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Das eine Rohr io dient zum Zuführen der Fasersuspension in das Innere
der Siebtrommel und hat zu diesem Zweck eine Einlaßöffnung 15, die ungefähr an der
Mitte der Trommel angebracht und schräg nach unten derjenigen Seite des Rohres zu
gerichtet ist, die der bei der Rotation nach unten zu laufenden Trommelfläche zugekehrt
ist. Eine ungefähr radial angeordnete, nach innen zum Zentrum der Trommel sich neigende
Leitplatte 16 ist mit ihrer inneren Kante an den beiden Rohren io und ii oberhalb
der Öffnung 15 befestigt und endet mit ihrer äußeren Kante etwas innerhalb der Leisten
7. Die Leitplatte erstreckt sich nahezu entlang der ganzen inneren Länge der Trommel
und wird von zwei Konsolen 17 getragen, die ebenfalls an den Rohren io und ii befestigt
sind.
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Eine mit einem Absperrventil 18 versehene, mit einer Druckluftquelle
verbundene Leitung i9 ist an eine Spritzdüse 2o angeschlossen, die in das Rohr io
außerhalb des Gefäßes q. eingesetzt ist. Alternativ kann feinverteilte Luft in Mischung
mit einer Suspension von gröberen Fasern zugeführt werden. In diesem Fall mündet
eine Flüssigkeitsstrahlpumpe. 21 in das Rohr io außerhalb des Gefäßes. Die Fasersuspension
wird der Strahlpumpe aus einer Bütte mittels einer nicht gezeigten Pumpe zugeführt,
und die Luft wird dabei durch den Einlaß 2a mitgerissen. Zum Zuführen von gröbere
Fasern enthaltender Flüssigkeit kann ferner entlang dem Trommelumfang oberhalb der
Leitplatte 16 eine Rinne angebracht sein, die sich nach außen dem Drahtsieb zu neigt
und durch eine. durch das Rohr i i eingeführte Leitung 24 mit einem Materialgefäß
über eine nicht gezeigte Pumpe verbunden ist.
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Die Siebtrommel 3 rotiert gemäß Fig. 2 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn
mit niedrigerer Geschwindigkeit. Beispielsweise kann eine Trommel von etwa 2 m Durchmesser
mit einer Geschwindigkeit von etwa einer Umdrehung pro Minute rotieren, d. h., sie
hat eine Umfangsgeschwindigkeit von etwa 6 m pro Minute. Wie oben erwähnt, haften
die in die Flüssigkeit eingeführten Luftblasen an den gröberen Fasern und Faserklumpen,
und beim Ausströmen durch die Öffnung 15 steigen somit diese Fasern nach oben und
strömen der Unterseite der Leitplatte 16 entlang nach außen zum Umfang der Trommel,
wo sie am Drahtsieb in der Form einer porösen Schicht haftenbleiben. Diese am Drahtsieb
unmittelbar unterhalb des Flüssigkeitsspiegels gebildete Faserschicht hat ein sehr
gutes Filtervermögen und hält die in der Flüssigkeit befindlichen feineren Fasern
wirksam zurück.
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Die aus dem Drahtsieb austretende gefilterte Flüssigkeit wird in dem
die Trommel umgebenden Gefäß 4. gesammelt und durch den Auslaß 5 abgeleitet. Der
Flüssigkeitsspiegel innerhalb der Trommel wird mittels eines in diesem Auslaß eingesetzten
Ventil 25 eingestellt.
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Die obenerwähnten Leisten 7 dienen zum -Mitnehmen der an dein nach
oben bewegten Teil der Trommel befindlichen Faserschicht und sind zu diesem Zweck
etwas rinnenförmig ausgebildet, wie aus Fig. 2 erkennbar ist. Um nun die am oberen
Teil der Trommel angelangte Faserschicht vom Drahtsieb zu lösen. wird Druckluft
verwendet, die gegen die Außenseite der Trommel durch eine Reihe von Löchern 26
eines oberhalb und parallel zur Trommel angeordneten Rohres 27 strömt, das an eine
Druckluftleitung 28 angeschlossen ist. Die gelösten Fasern fallen in einen Sammeltrichter
29, dessen oberer erweiterter Teil sich nahezu entlang der ganzen inneren Länge
der Trommel erstreckt. Das untere Ende des Trichters ist mit dem bereits erwähnten
Rohr i i verbunden, und durch dieses wird der konzentrierte Faserbrei einer nicht
gezeigten Bütte zugeführt. Wenn ein bestimmter Teil des Drahtsiebes den Trichter
passiert hat, wird es mit Wasser, das aus einem entlang der Trommel angeordneten
Spritzrohr 3o austritt, gespült und dabei von noch anhaftenden Fasern befreit, die
gegebenenfalls die Maschen verstopfen könnten.
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Wenn die zu filternde Fasersuspension eine zum Erreichen des erwünschten
Filtereffektes ausreichende Menge gröberer Fasern enthält, wird der feinverteilte
Luftstrom mit Vorteil durch die Leitung 19 zugeführt. Gewöhnlich enthält jedoch
die betreffende Flüssigkeit, beispielsweise Abwasser, hauptsächlich feinere Fasern,
und es muß dann, wie erwähnt, eine kleinere Menge einer konzentrierteren Suspension
gröberer, zur Bildung einer Filterschicht geeigneter Fasern zugesetzt werden. Eine
solche Fasersuspension kann beispielsweise einer vor der Papiermaschine angeordneten
Bütte entnommen werden. Vorzugsweise wird dabei die gröbere Fasern enthaltende Flüssigkeit
mittels der Strahlpumpe 21 zugeführt, wobei die erforderliche Luftmenge gleichzeitig
eingesaugt und mit dieser Flüssigkeit wirksam gemischt wird. Alternativ kann die
gröbere Fasern enthaltende Suspension durch die Leitung 24. der Rinne 23 zugeführt
werden, deren niedriger Rand als Überlauf dient. Gegebenenfalls können beide Anordnungen
gleichzeitig Verwendung finden.
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Um die durch die Erfindung erreichte Wirkung näher zu beleuchten,
sei erwähnt, daß es früher selten gelungen ist, einen niedrigeren Fasergehalt als
3o bis 40 mg/1 in dem gefilterten Abwasser zu erreichen, obwohl schon seit langem
eine bessere Reinigung angestrebt wurde. Mit der oben beschriebenen Vorrichtung
kann jedoch ohne Schwierigkeit der Fasergehalt des Abwassers bei ungefähr io mg/1
gehalten werden, und unter gewissen Bedingungen ist es sogar gelungen, den niedrigen
Wert von 2 mg/1 zu erreichen, d. h. einen erheblich niedrigeren Gehalt an organischer
Substanz,
als er gewöhnlich in natürlichen Rohwässern vorkommt.