DE102020128804B4 - Vorrichtung und Verfahren zum kontinuierlichen Trennen fließfähiger Stoffe unterschiedlicher Dichte einer Suspension - Google Patents

Abstract

Vorrichtung (10) zum kontinuierlichen Trennen fließfähiger Stoffe unterschiedlicher Dichte einer Suspension, umfassend- eine um eine Drehachse (D) drehbar gelagerte Trommel (12), welche mit einem Trommelmotor (20) um die Drehachse (D) drehbar ist und welche einen Hohlraum (18) umschließt,- eine um die Drehachse (D) drehbar gelagerte und zumindest teilweise im Hohlraum (18) angeordnete Förderschnecke (22), welche mit einem Förderschneckenmotor (24) um die Drehachse (D) drehbar ist,- ein Zulaufrohr (26) zum Zuführen der Suspension in den Hohlraum (18), wobeio die Trommel (12) einen Auslauf (28) für die Abfuhr eines aus der Suspension gewonnenen Zentrats aus dem Hohlraum (18) aufweist, undo der Auslauf (28) einen Freistrahlabschnitt (36) aufweist, in welchem das Zentrat einen Freistrahl (FS) bildet, und- eine Messeinrichtung (40), mit welcher die Transmission (T) und die Reflexion (R) des Zentrats im Freistrahl (FS) berührungslos bestimmbar sind.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Trennen fließfähiger Stoffe unterschiedlicher Dichte einer Suspension. Zudem betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren.
• Derartige Vorrichtungen sind üblicherweise als eine sogenannte Schneckenzentrifuge, auch Dekanter genannt, ausgebildet und werden unter anderem bei der Klärschlammbehandlung in Kläranlagen eingesetzt. Die Vorrichtungen umfassen eine teils zylindrische, teils konische, waagrecht rotierende Trommel, die einen Hohlraum umschließt, und eine im Hohlraum angeordneten Förderschnecke. Die Trommeldrehzahl bestimmt die Größe der Zentrifugalbeschleunigung in der Vorrichtung. Zwischen der Trommel und der Förderschnecke wird eine Differenzdrehzahl eingestellt. Diese ist notwendig, um die in der Suspension enthaltenen Feststoffpartikel, die sich an der Innenfläche der Trommelwand absetzen, über den konischen Teil der Vorrichtung abzuführen. Die auf diese Weise aus der Suspension gewonnene Flüssigphase (Zentrat) verlässt die Trommel am gegenüber liegenden Ende.
• Die Differenzdrehzahl bestimmt die Geschwindigkeit oder den Massestrom, mit der bzw. mit dem die Feststoffe aus der Vorrichtung gefördert werden und damit die Verweilzeit der Feststoffe in der Trommel. Je länger die Verweilzeit, desto geringer der Wassergehalt in der Feststoffphase. Das Förderdrehmoment der Förderschnecke ist analog zur Feststofffüllung der Trommel und wird bei modernen Dekantern über die Differenzdrehzahl automatisch angepasst. Die minimale Differenzdrehzahl wird durch ein maximal zulässiges Förderdrehmoment begrenzt. Außerdem muss die Förderschnecke mindestens so viele Feststoffe abführen wie der Vorrichtung zugeführt werden, sonst gelangt der überschüssige Anteil der Feststoffe in das Zentrat.
• Häufig ist eine effektive Phasentrennung nur möglich, wenn der zuströmenden Suspension sogenannte Flockungshilfsmittel, die insbesondere als Polymere ausgebildet sind, zugegeben werden. Die Flockungshilfsmittel üben einen Einfluss auf die Flockengröße und infolgedessen auf die Absetzgeschwindigkeit und das Absetzverhalten der Feststoffe im Zentrifugalfeld aus. Ist die Absetzgeschwindigkeit zu gering, können sich die Feststoffe innerhalb der kurzen Verweilzeit der Flüssigphase in der Vorrichtung nicht an der Wand absetzen und werden teilweise mit dem Zentrat ausgetragen. Außerdem beeinflussen Flockungshilfsmittel die Verdichtung der Feststoffe an der Trommelwand und beeinflussen somit auch das Drehmoment der Förderschnecke und den Trockensubstanzgehalt der ausgetragenen Feststoffe.
• Die komplexe Optimierungsaufgabe bei der Trennung fließfähiger Stoffe unterschiedlicher Dichte, beispielsweise bei einer Klärschlammentwässerung mit Dekantern hinsichtlich der einstellbaren Parameter Flockungshilfsmittelmenge und Differenzdrehzahl besteht darin, einen möglichst hohen Trockensubstanzgehalt in der Feststoffphase und einen möglichst geringen Trockensubstanzgehalt in der Flüssigphase bei gleichzeitig wirtschaftlichem Einsatz der Flockungshilfsmittel während des gesamten Entwässerungsprozesses zu erzielen.
• Da die Verweilzeit der Feststoffe in der Vorrichtung relativ groß ist, stellt der Trockensubstanzgehalt der austretenden Feststoffphase die Verhältnisse in der Vorrichtung nur mit erheblicher Zeitverzögerung dar. Außerdem stehen keine zuverlässigen, kontinuierlich arbeitenden Trockensubstanz-Messungen für die Feststoffphase zur Verfügung. Aufgrund seiner sehr kurzen Verweilzeit bietet sich die Qualität des Zentrats als Messgröße für den optimalen Betrieb der Vorrichtung an.
• Das austretende Zentrat ist häufig mit kleinen Luft- oder Gasbläschen beaufschlagt, die auf die starken Verwirbelungen in der Vorrichtung und die oftmals vorhanden oberflächenaktiven Inhaltsstoffe der Flockungshilfsmittel zurückzuführen sind. Herkömmliche Trübungsmessungen erkennen eingeschlossene Luftbläschen als Feststoffteilchen und arbeiten deshalb ohne eine aufwendige Entgasung des Zentrats unzuverlässig.
• Das austretende Zentrat hat außerdem eine starke Neigung zur Belagbildung auf medienberührten Oberflächen. In der kommunalen Abwasserreinigung bereitet vor allem Magnesium-Ammonium-Phosphat (MAP) große Schwierigkeiten. Die Substanz neigt zum Inkrustieren und kann mit der Zeit ganze Rohrleitungssysteme verstopfen. Besonders die Linsen medienberührter, optischer Messsysteme können innerhalb kürzester Zeit belegen und müssen sehr aufwendig gereinigt werden, um zuverlässig reproduzierbare Messergebnisse zu liefern.
• In der DE 10 2005 054 504 B4 wird eine nicht näher beschriebene Trübungsmessung eines entgasten Teilstroms des Zentrats als Regelgröße für die Dosierung der Flockungshilfsmittel und/oder die Drehzahl einer Flockungshilfsmittel-Mischvorrichtung genutzt.
• In der DE 69 129 937 T2 wird ein Verfahren offenbart, das diffuses Licht in einer Probenkammer in das nicht entgaste Zentrat radial einstrahlt und das von Luftbläschen und/oder Feststoffen reflektierte Licht zum Nachstellen der Dosierung der Flockungshilfsmittel nutzt. Die Medien-berührte Messzelle weist eine Vorrichtung zum Reinigen der lichtdurchlässigen Oberflächen auf.
• Aus der DE 10 2015 105 988 B3 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der im Flüssigkeitsauslauf der Vorrichtung ein berührungslos arbeitender Objektsensor (fotografische Kamera) angebracht ist. Mit vorgebbaren Sollwerten für die Regelgrößen Grauwerte, Farbwerte, Helligkeitswerte oder Kontraste wird die Reinheit des Zentrats mit den Stellgrößen Differenzdrehzahl, Förderleistung der Beschickungspumpe oder Förderleistung der Dosierpumpe für das Flockungshilfsmittel geregelt.
• Die DE 10 2006 050 921 B3 offenbart eine Vorrichtung, bei welcher die Förderleistung der Dosierpumpe für das Flockungshilfsmittel anhand einer Reflexionsmessung geregelt wird.
• Die DE 10 2010 047 046 A1 offenbart ein Verfahren, das mit einer optischen Einrichtung auf Basis schlierenfotografischer Effekte im Zentrat, die Flockungshilfsmittelmenge regelt.
• Verschiedene Messtechniken, insbesondere zum berührungslosen Messen verschiedener Parameter, sind in der EP 1 241 464 B1 , der US 3 309 956 A , der US 5 400 137 A , der US 5 489 977 A , der EP 0 775 907 B1 und der DE 38 32 901 C2 offenbart.
• Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum kontinuierlichen Trennen fließfähiger Stoffe unterschiedlicher Dichte einer Suspension vorzuschlagen, die es erlauben, das hieraus gewonnene Trennergebnis zu optimieren und zu überwachen.
• Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen 1 und 7 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Trennen fließfähiger Stoffe unterschiedlicher Dichte einer Suspension, umfassend
• - eine um eine Drehachse drehbar gelagerte Trommel, welche mit einem Trommelmotor um die Drehachse drehbar ist und welche einen Hohlraum umschließt,
• - eine um die Drehachse drehbar gelagerte und zumindest teilweise im Hohlraum angeordnete Förderschnecke, welche mit einem Förderschneckenmotor um die Drehachse drehbar ist,
• - ein Zulaufrohr zum Zuführen der Suspension in den Hohlraum, wobei
  • o die Trommel für die Abfuhr eines aus der Suspension gewonnenen Zentrats aus dem Hohlraum einen Auslauf aufweist, und
  • o der Auslauf einen Freistrahlabschnitt aufweist, in welchem das Zentrat einen Freistrahl bildet, und
• - eine Messeinrichtung, mit welcher die Transmission und die Reflexion des Zentrats im Freistrahl berührungslos bestimmbar sind.
• Wie eingangs erwähnt, bietet sich die Qualität des Zentrats als Messgröße für den optimalen Betrieb der Vorrichtung an.
• Die im Zentrat eingeschlossenen Luftbläschen sind erfindungsgemäß bei der berührungslos am Freistrahl vorgenommenen Bestimmung der Transmission und/oder der Reflexion nicht von Nachteil, unter anderem deshalb, da, worauf später noch genauer eingegangen wird, bei der Optimierung die Änderung der Transmission und/oder der Reflexion und keine diesbezüglichen absoluten Werte verwendet werden. Anhand der Messung der Transmission und/oder der Reflexion lässt sich die als Dekanter ausgebildete Vorrichtung auch bei einer Änderung der Zusammensetzung der Suspension optimal betreiben, ohne dass eine Steuerung oder eine Regelung notwendig ist, die auf Absolutwerten basieren. Da nur die Änderungen der Transmission und/oder der Reflexion berücksichtigt werden, kann eine Kalibrierung zur Erzeugung von Maßeinheiten behafteter Messgrößen entfallen. Aufgrund der Bestimmung der Transmission und/oder der Reflexion am Freistrahl hat die Neigung des Zentrats zur Belagbildung auf medienberührten Oberflächen keinen Einfluss auf die Messung.
• Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform teilt sich der Auslauf in einen ersten Auslaufabschnitt und in einen zweiten Auslaufabschnitt auf, wobei der Freistrahlabschnitt im zweiten Auslaufabschnitt angeordnet ist. Die Anordnung des Freistrahlabschnitts im zweiten Auslaufabschnitt ermöglicht es, einen repräsentativen Teilstrom für die Bestimmung der Änderung der Transmission und/oder der Reflexion zu verwenden. Der Volumenstrom kann daher so ausgelegt werden, dass die Bestimmung der Transmission und/oder der Reflexion optimal durchgeführt werden kann, ohne dass der Hauptvolumenstrom des Zentrats durch den ersten Auslaufabschnitt an die Bestimmung der Transmission und/oder der Reflexion angepasst werden müsste. Der Durchsatz der Vorrichtung bleibt daher weitgehend unverändert.
• In einer weitergebildeten Ausführungsform kann die Messeinrichtung mindestens zwei Lichtquellen und mindestens einen Lichtempfänger, oder mindestens eine Lichtquelle und mindestens zwei Lichtempfänger aufweisen. Es kann mit einfachen Mitteln eine Durchlichtmessung zur Bestimmung der Transmission und/oder eine Auflichtmessung zur Bestimmung der Reflexion durchgeführt werden.
• Bei einer weitergebildeten Ausführungsform kann die Messeinrichtung zumindest einen Signalgeber aufweisen, welcher ein Hinweissignal ausgibt, wenn die Änderung der bestimmten Transmission und/oder der bestimmten Reflexion einen bestimmten Wert über- oder unterschreitet. Es ist nicht zwingend notwendig, dass die Vorrichtung vollautomatisiert betrieben wird. In nicht wenigen Fällen wird die Vorrichtung von einem Team von Mitarbeitern des Betreibers der Vorrichtung überwacht, welches bestimmte Betriebsparameter je nach aktuellem Zustand der Vorrichtung ändert. Die Möglichkeit, ein Hinweissignal an das Team von Mitarbeitern zu geben, wenn die Änderung der bestimmten Transmission und/oder der bestimmten Reflexion einen bestimmten Wert über- oder unterschreitet, unterstützt das Team dabei, rechtzeitig entsprechende Gegenmaßnahmen einzuleiten, um die Vorrichtung optimal oder nahe dem Optimum und damit wirtschaftlich betreiben zu können.
• Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Messeinrichtung mit einer Steuereinheit zusammenwirken, mit welcher der Trommelmotor und/oder der Förderschneckenmotor in Abhängigkeit der Änderung der bestimmten Transmission und/oder der bestimmten Reflexion ansteuerbar sind. Auf der Steuereinheit können Optimierungsalgorithmen hinterlegt werden, so dass die Vorrichtung automatisiert optimal oder nahe dem Optimum und damit wirtschaftlich betrieben werden kann. Insbesondere kann die Differenzdrehzahl optimal eingestellt werden. An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass der Begriff „Steuereinheit“ nicht so zu verstehen ist, dass die Algorithmen eine Steuerung der Vorrichtung durchführen. Vielmehr wird eine Optimierung durchgeführt.
• Eine weitergebildete Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung
• - eine Beschickungspumpe zum Fördern der Suspension in den Hohlraum durch das Zulaufrohr, und
• - eine Dosierpumpe zum Fördern eines Flockungshilfsmittels in den Hohlraum umfasst, wobei
• - die Beschickungspumpe und/oder die Dosierpumpe mit der Steuereinheit in Abhängigkeit von der bestimmten Transmission und/oder der bestimmten Reflexion ansteuerbar sind.
• Neben der Differenzdrehzahl kann auch die Flockungshilfsmittelmenge optimiert werden, um eine Unter- oder Überdosierung zu vermeiden. Bei Unterdosierungen wird die Suspension nicht vollständig getrennt, so dass das Zentrat einen erhöhten Feststoffanteil aufweist. Bei einer Überdosierung bleibt ein Teil des Flockungshilfsmittels ungenutzt und wird über das Zentrat abgeführt. Auch hierzu können entsprechende Algorithmen auf der Steuereinheit hinterlegt werden, so dass die Vorrichtung auch bezüglich der Flockungshilfsmittelmenge automatisiert im oder nahe dem Optimum betrieben werden kann.
• Die Aufgabe wird ebenfalls mit einem Verfahren zum kontinuierlichen Trennen fließfähiger Stoffe unterschiedlicher Dichte einer Suspension mit einer Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche gelöst, umfassend die folgenden Schritte:
• - Zuführen der Suspension in den Hohlraum durch das Zulaufrohr,
• - Drehen der Trommel um die Drehachse mittels des Trommelmotors,
• - Drehen der Förderschnecke um die Drehachse mittels des Förderschneckenmotors,
• - Abführen des aus der Suspension gewonnenen Zentrats aus dem Hohlraum durch den Auslauf, wobei das Zentrat im Freistrahlabschnitt einen Freistrahl bildet, und
• - Berührungsloses Bestimmen der Transmission des Zentrats und/oder der Reflexion mittels der Messeinrichtung im Freistrahlabschnitt.
• Die technischen Effekte und Vorteile, die sich mit dem vorschlagsgemäßen Verfahren erreichen lassen, entsprechen denjenigen, die für die vorliegende Vorrichtung erörtert worden sind. Zusammenfassend sei insbesondere darauf hingewiesen, dass aufgrund der Bestimmung der Transmission und/oder der Reflexion am Freistrahl die Neigung des Zentrats zur Belagbildung auf medienberührten Oberflächen keinen Einfluss auf die Messung hat.
• Bei einer weiteren Ausbildung umfasst das Verfahren die folgenden Schritte:
• - Drehen der Trommel um die Drehachse mittels des Trommelmotors mit einer ersten Drehzahl,
• - Drehen der Förderschnecke um die Drehachse mittels des Förderschneckenmotors mit einer zweiten Drehzahl,
• - Ändern der Differenzdrehzahl mittels der Steuereinheit in Abhängigkeit der Änderung der bestimmten Transmission und/oder der bestimmten Reflexion.
• Wie bereits erwähnt, spielt die Differenzdrehzahl eine wichtige Rolle für den optimalen und wirtschaftlichen Betrieb der Vorrichtung. Gemäß dieser Ausbildung des Verfahrens ist der automatisierte Betrieb der Vorrichtung am oder nahe dem Optimum möglich.
• Eine fortentwickelte Ausbildung des Verfahrens gibt folgende Schritte vor:
• - Fördern einer Flockungshilfsmittelmenge in den Hohlraum mit der Dosierpumpe,
• - Ändern der Flockungshilfsmittelmenge durch Ansteuern der Dosierpumpe mittels der Steuereinheit in Abhängigkeit der Änderung der bestimmten Transmission und/oder der bestimmten Reflexion.
• Auch die Flockungshilfsmittelmenge spielt eine wichtige Rolle für den optimalen und wirtschaftlichen Betrieb der Vorrichtung. Gemäß dieser Ausbildung des Verfahrens ist der automatisierte Betrieb der Vorrichtung am oder nahe dem Optimum möglich. Insbesondere können Über- oder Unterdosierungen des Flockungshilfsmittels vermieden werden.
• Gemäß einer weitergeführten Ausbildung umfasst das Verfahren die folgenden Schritte:
• - Fördern einer Suspension in den Hohlraum mit der Beschickungspumpe,
• - Ändern der Suspensionsmenge durch Ansteuern der Beschickungspumpe mittels der Steuereinheit in Abhängigkeit der Änderung der bestimmten Transmission und/oder der bestimmten Reflexion.
• Diese Ausbildung des Verfahrens bietet sich insbesondere dann an, wenn die Flockungshilfsmittelmenge konstant gehalten wird. Es kann der Fall auftreten, dass die Dosierpumpe nicht mittels der Steuereinheit ansteuerbar ist. Um in diesem Fall die Vorrichtung wirtschaftlich betreiben zu können, wird die Optimierung mittels der Suspensionsmenge und der Beschickungspumpe durchgeführt.
• Nach Maßgabe einer fortentwickelten Ausbildung umfasst das Verfahren zumindest einen der folgenden Schritte:
• - Detektieren einer Abnahme der Unterdosierung (Absinken des Feststoffgehalts) im Zentrat bei einem relativen Anstieg der Transmission und der Reflexion, oder
• - Detektieren einer Zunahme der Unterdosierung (Anstieg des Feststoffgehalts) im Zentrat bei einem relativen Abfall der Transmission und der Reflexion, oder
• - Detektieren einer Zunahme der Überdosierung des Flockungshilfsmittels bei einem relativen Abfall der Transmission und einem relativen Anstieg der Reflexion, oder
• - Detektieren einer Abnahme der Überdosierung des Flockungshilfsmittels bei einem relativen Anstieg der Transmission und einem relativen Abfall der Reflexion.
• Mit zunehmender Flockungshilfsmittelmenge steigt die am Freistrahl des Zentrats gemessene Transmission aufgrund sinkenden Feststoffgehalts bis zu einem relativen Maximum an. Im relativen Maximum der Transmission hat das Zentrat den relativ geringsten Feststoffgehalt. Wird mehr Flockungshilfsmittel zugegeben, sinkt die Transmission wieder ab. Der erneute Abfall der Transmission T ist auf eine Eintrübung des Zentrats durch überschüssiges Flockungshilfsmittel und die bei einer Überdosierung des Flockungshilfsmittels vermehrt auftretende Blasenbildung im Zentrat durch oberflächenaktive Substanzen in den Flockungshilfsmitteln, insbesondere bei Polymeren, zurückzuführen. Die Flockungshilfsmittelmenge, die im relativen Maximum zugegeben wird, stellt die wirtschaftlich günstigste Flockungshilfsmittelmenge mit dem minimal erreichbaren Feststoffgehalt im Zentrat dar.
• Die am Freistrahl des Zentrats gemessene Reflexion weist im Gegensatz zur Transmission einen monoton steigenden Verlauf als Funktion der Flockungshilfsmittelmenge auf. Bis zur optimalen Flockungshilfsmittelmenge steigt die Reflexion an, da der Freistrahl des Zentrats aufgrund des abnehmenden Feststoffgehalts immer heller wird. Oberhalb der optimalen Flockungshilfsmittelmenge steigt die Reflexion weiter an. Das begründet sich in der zunehmend milchig weißen Färbung des Zentrats durch überschüssiges Flockungshilfsmittel und die damit verbundene vermehrt auftretende Blasenbildung und der Reflexion des Lichts an diesen Blasen.
• Wird die Vorrichtung mit einer konstanten Flockungshilfsmittelmenge und einem konstanten Suspensionsvolumenstrom betrieben, ändert sich aber mit der Zeit die Zusammensetzung der zugeführten Suspension und damit auch die benötigte Flockungshilfsmittelmenge, kann aus einer daraus folgenden Änderung der Transmission allein oder aus einer Änderung der Reflexion allein die Ursache der Änderung nicht eindeutig bestimmt werden. Ein Absinken der Transmission bedeutet entweder einen Anstieg des Feststoffgehalts des Zentrats oder einen Anstieg der Überdosierung des Flockungnshilfsmittels. Ein Anstieg der Transmission bedeutet entweder ein Absinken des Feststoffgehalts des Zentrats oder ein Absinken der Überdosierung des Flockungshilfsmittels.
• Ein Absinken der Reflexion bedeutet entweder einen Anstieg des Feststoffgehalts des Zentrats oder eine Abnahme der Überdosierung des Flockungshilfsmittels. Ein Anstieg der Reflexion bedeutet entweder ein Absinken des Feststoffgehalts des Zentrats oder eine Zunahme der Überdosierung des Flockungshilfsmittels.
• Werden sowohl die Reflexion als auch die Transmission ausgewertet, kann eindeutig die Ursache der Änderungen beider Werte während des laufenden Prozesses bestimmt werden. Man weiß sofort, welche Maßnahmen ergriffen werden müssen, um den Betriebszustand der Vorrichtung wieder an das Optimum führen zu können. Dementsprechend lassen sich diese Abhängigkeiten zur Optimierung der Dosierung des Flockungshilfsmittels nutzen.
• Gemäß einer weiterentwickelten Ausbildung umfasst das Verfahren die folgenden Schritte:
• - Minimierung der Differenzdrehzahl, bis
  • - der Feststoffgehalt im Zentrat nicht oder nur innerhalb vorgebbarer Grenzen ansteigt und/oder
  • - das maximal zulässig Förderdrehmoment der Förderschnecke nicht überschritten wird.
• Eine Minimierung der Differenzdrehzahl steigert die Wirtschaftlichkeit des Betriebs der Vorrichtung. Mit fallender Differenzdrehzahl steigen die Verweilzeit der Feststoffe im Hohlraum und das Förderdrehmoment der Förderschnecke und damit sinkt der Wassergehalt der Feststoffphase. In dieser Ausbildung des Verfahrens wird die Differenzdrehzahl unter Berücksichtigung der Randbedingungen Feststoffgehalt des Zentrats und/oder maximal zulässigem Förderdrehmoment minimiert.
• In einer weiteren Ausbildung werden die folgenden Schritte durchgeführt:
• - Optimieren der Flockungshilfsmittelmenge unter Verwendung der relativen Änderung der Transmission und der relativen Änderung der Reflexion und/oder
• - Optimieren der Differenzdrehzahl unter Verwendung der relativen Änderung der Transmission und/oder der relativen Änderung der Reflexion und/oder des maximal zulässigen Förderdrehmoments.
• Wie eingangs erwähnt, stellen die Differenzdrehzahl und die Flockungshilfsmittelmenge zwei wesentliche Parameter für den optimalen Betrieb der Vorrichtung dar. In dieser Ausbildung des Verfahrens kann zumindest für diese beiden Parameter nicht nur der optimale Betriebszustand für die Vorrichtung gefunden werden, sondern bei Änderungen insbesondere bei der Zusammensetzung der Suspension die Vorrichtung sehr schnell wieder in den optimalen Betriebszustand geführt werden. Der optimale Betriebszustand kann daher kontinuierlich überwacht werden. Abweichungen vom optimalen Betriebszustand können zeitnah erkannt und korrigiert werden. Werden beide Parameter optimiert, wird zunächst die Flockungshilfsmittelmenge optimiert, bevor die Differenzdrehzahl optimiert wird.
• Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
• 1A ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
• 1B eine erste Ausführungsform der Messeinrichtung,
• 1C eine zweite Ausführungsform der Messeinrichtung,
• 2A der Verlauf der Transmission des Zentrats als Funktion der Flockungshilfsmittelmenge,
• 2B der Verlauf der Reflexion des Zentrats als Funktion der Flockungshilfsmittelmenge,
• 3A bis 3D verschiedene Änderungen der Transmission und der Reflexion über die Zeit, und
• 4 der Verlauf des Förderdrehmoments der Vorrichtung als Funktion der Differenzdrehzahl,
jeweils anhand von schematischen Darstellungen.
• 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zum kontinuierlichen Trennen fließfähiger Stoffe unterschiedlicher Dichte einer Suspension anhand einer prinzipiellen Darstellung. Als Suspension kann beispielsweise Klärschlamm verwendet werden. Derartige Vorrichtungen werden auch als Dekanter bezeichnet.
• Die Vorrichtung 10 umfasst eine Trommel 12 mit einem zylindrischen Abschnitt 14 und einem kegelstumpfförmigen Abschnitt 16, wobei die Trommel 12 einen Hohlraum 18 umschließt. Die Trommel 12 ist auf nicht näher dargestellte Weise um eine Drehachse D drehbar gelagert. Um die Trommel 12 um die Drehachse D drehen zu können, umfasst die Vorrichtung 10 einen außerhalb des Hohlraums 18 angeordneten Trommelmotor 20, der auf nicht näher gezeigte Weise mit der Trommel 12 zusammenwirkt.
• Im Hohlraum 18 ist eine Förderschnecke 22 angeordnet, die ebenfalls auf nicht näher dargestellte Weise um die Drehachse D drehbar gelagert ist. Die Trommel 12 und die Förderschnecke 22 sind daher koaxial angeordnet. Die Förderschnecke 22 ist mit einem Förderschneckenmotor 24 um die Drehachse D drehbar, wobei auch hier die Art und Weise des Zusammenwirkens des Förderschneckenmotors 24 mit der Förderschnecke 22 nicht näher dargestellt ist. Der Förderschneckenmotor 24 ist außerhalb des Hohlraums 18 angeordnet.
• Die Vorrichtung 10 weist ferner ein Zulaufrohr 26 auf, mit dem die Suspension in den Hohlraum 18 eingebracht werden kann. Weiterhin umfasst die Vorrichtung 10 einen Auslauf 28 für ein aus dem Substrat gewonnenes Zentrat und einen Ausgangsstutzen 30 für einen aus dem Substrat gewonnenen Feststoff. Während der Auslauf 28 im Bereich des zylindrischen Abschnitt 14 der Trommel 12 angeordnet ist, ist der Ausgangsstutzen 30 dem kegelstumpfförmigen Abschnitt 16 der Trommel 12 zugeordnet.
• Der Auslauf 28 teilt sich außerhalb des Hohlraums 18 in einen ersten Auslaufabschnitt 32 und einen zweiten Auslaufabschnitt 34 auf. Während die überwiegende Menge des Zentrats durch den ersten Auslaufabschnitt 32 abläuft, fließt ein repräsentativer Teilstrom des Zentrats durch den zweiten Auslaufabschnitt 34. Der zweite Auslaufabschnitt 34 weist einen Freistrahlabschnitt 36 auf, in welchem das Zentrat einen Freistrahl FS bildet. Im Freistrahlabschnitt 36 weist der zweite Auslaufabschnitt 34 keine Oberflächen auf, die mit dem Zentrat in Berührung kommen. Stromabwärts des Freistrahlabschnitts 36 umfasst der zweite Auslaufabschnitt 34 beispielsweise einen Trichter 38, mit dem das Zentrat aufgefangen und in den ersten Auslaufabschnitt 32 zurückgeführt oder auf sonstige Weise entfernt werden kann (nicht dargestellt).
• Im Freistrahlabschnitt 36 befindet sich eine Messeinrichtung 40, mit welcher die Transmission T und/oder die Reflexion R des Zentrats im Freistrahlabschnitt 36 gemessen werden kann. Hierzu weist die Messeinrichtung 40 entweder eine erste Lichtquelle 421 und eine zweite Lichtquelle 422 sowie einen Lichtempfänger 44 (1B), beispielsweise eine Photodiode, oder eine Lichtquelle 42 und einen ersten Lichtempfänger 441 und einen zweiten Lichtempfänger 442 (siehe 1C) auf. Der Strahlengang des Lichts ist in den 1B und 1C dargestellt. Bezugnehmend auf die 1B wird der Anteil des Lichts, der ausgehend von der Lichtquelle 421 den Freistrahl FS des Zentrats durchläuft und vom der Lichtquelle 421 gegenüberliegenden Lichtempfänger 44 empfangen wird, wird als Transmission T und die entsprechende Messung als Durchlichtmessung bezeichnet. Der Anteil des Lichts, der ausgehend von der Lichtquelle 422 vom Freistrahl FS reflektiert und vom auf derselben Seite des Freistrahls FS der Lichtquelle 422 angeordneten Lichtempfänger 44 empfangen wird, wird als Reflexion R und die entsprechende Messung als Auflichtmessung bezeichnet.
• Um die Suspension in den Hohlraum 18 einbringen zu können, umfasst die Vorrichtung 10 eine Beschickungspumpe 46. Darüber hinaus ist die Vorrichtung 10 mit einer Dosierpumpe 48 ausgestattet, mit welcher ein Flockungshilfsmittel, beispielsweise ein Polymer, in den Hohlraum 18 eingebracht werden kann.
• Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung 10 eine Steuereinheit 50, welche die von der Messeinrichtung 40 erzeugten Daten verarbeitet. Die Steuereinheit 50 ist mit einem Signalgeber 52 verbunden, der ein Hinweissignal beispielsweise in optischer oder akustischer Form generieren kann. Die Steuereinheit 50 ist ferner mit dem Trommelmotor 20, dem Förderschneckenmotor 24, der Beschickungspumpe 46 und der Dosierpumpe 48 verbunden.
• Je nach Ergebnis der Datenverarbeitung kann die Steuereinheit 50 den Signalgeber 52 zum Generieren eines Hinweissignals veranlassen. Zudem kann die Steuereinheit 50 den Trommelmotor 20 und den Förderschneckenmotor 24 so ansteuern, dass eine erste Drehzahl der Trommel 12 bzw. eine zweite Drehzahl der Förderschnecke 22 geändert wird. Weiterhin kann die Steuereinheit 50 die Beschickungspumpe 46 und die Dosierpumpe 48 so ansteuern, dass die Flockungshilfsmittelmenge DP und/oder die Suspensionsmenge DS und folglich die Konzentration des Flockungshilfsmittels im Hohlraum 18 geändert wird.
• Die Vorrichtung 10 wird auf folgende Weise betrieben: Die Suspension wird mittels der Beschickungspumpe 46 kontinuierlich in den Hohlraum 18 der Trommel 12 gepumpt. Die Trommel 12 dreht dabei mit der ersten Drehzahl, während die Förderschnecke 22 mit der zweiten Drehzahl dreht. Die erste Drehzahl bestimmt dabei die Größe der auf die Suspension wirkenden Zentrifugalbeschleunigung. Die zweite Drehzahl ist nicht gleich der ersten Drehzahl, so dass sich eine Differenzdrehzahl DD aus der ersten Drehzahl und der zweiten Drehzahl ergibt. Aufgrund der unterschiedlichen Dichten der in der Suspension enthaltenen Stoffe setzen sich die Feststoffe an der Innenfläche der Trommelwand ab, während sich das flüssige Zentrat aufgrund der geringeren Dichte radial innerhalb der Feststoffe zur Drehachse D hin ansammelt. Infolgedessen wird eine Fest-Flüssigtrennung bewirkt. Die Feststoffe werden mit der Förderschnecke 22 zum Ausgangsstutzen 30 gefördert und dort aus der Trommel 12 entfernt. Das Zentrat wird über den Auslauf 28 aus der Trommel 12 entfernt.
• Die Differenzdrehzahl DD bestimmt die Geschwindigkeit, mit der die Feststoffe aus der Trommel 12 gefördert werden und damit die Verweilzeit der Feststoffe in der Trommel 12. Je länger die Verweilzeit, desto geringer der Wassergehalt in der Feststoffphase. Das Förderdrehmoment DM der Förderschnecke 22 ist analog zur Feststofffüllung der Trommel 12 und kann mit der Differenzdrehzahl DD automatisch angepasst werden. Die minimale Differenzdrehzahl DD wird durch ein maximal zulässiges Förderdrehmoment DM_max begrenzt. Außerdem muss die Förderschnecke 22 mindestens so viele Feststoffe aus der Trommel 12 entfernen wie der Trommel 12 zugeführt werden, sonst gelangt der überschüssige Anteil der Feststoffe in das Zentrat.
• Häufig ist eine effektive Fest-Flüssigtrennung nur möglich, wenn der Suspension Flockungshilfsmittel zugegeben werden. Die Flockungshilfsmittel haben einen Einfluss auf die Flockengröße und dadurch auf die Absetzgeschwindigkeit und das Absetzverhalten der Feststoffe im Zentrifugalfeld. Ist die Absetzgeschwindigkeit zu gering, können sich die Feststoffe innerhalb der kurzen Verweilzeit der Flüssigphase in der Trommel 12 nicht an der Innenfläche der Trommelwand absetzen und werden teilweise mit dem Zentrat ausgetragen. Außerdem beeinflussen die Flockungshilfsmittel die Verdichtung der Feststoffe an der Trommelwand und beeinflussen somit auch das Drehmoment der Förderschnecke 22 und den Trockensubstanzgehalt des ausgetragenen Feststoffs. Die Zugabe des Flockungshilfsmittels erfolgt mit der Dosierpumpe 48.
• Um die Vorrichtung 10 möglichst optimal betreiben zu können, müssen die Parameter Differenzdrehzahl DD und Flockungshilfsmittelmenge DP so eingestellt werden, dass ein möglichst hoher Trockensubstanzgehalt in der Feststoffphase und ein möglichst geringer Trockensubstanzgehalt in der Flüssigphase bei gleichzeitig wirtschaftlichem Einsatz der Flockungshilfsmittel während der gesamten, kontinuierlich durchgeführten Fest-Flüssigtrennung erreicht wird. Hierzu werden die von der Messeinrichtung 40 am Freistrahl FS des Zentrats bestimmte Transmission T und die Reflexion R auf folgende Weise ausgewertet:
• In 2A ist die Transmission T des Zentrats schematisch als Funktion der Flockungshilfsmittelmenge DP aufgetragen. Mit zunehmender Flockungshilfsmittelmenge DP steigt die Transmission T aufgrund des sinkenden Feststoffgehalts bis zu einem relativen Maximum T_max an. Im relativen Maximum der Transmission T hat das Zentrat den relativ geringsten Feststoffgehalt. Wird mehr Flockungshilfsmittel zugegeben, sinkt die Transmission T wieder ab. Der erneute Abfall der Transmission T ist auf eine Eintrübung des Zentrats durch überschüssiges Flockungshilfsmittel und die bei einer Überdosierung des Flockungshilfsmittels vermehrt auftretende Blasenbildung im Zentrat durch oberflächenaktive Substanzen in den Flockungshilfsmitteln, insbesondere bei Polymeren, zurückzuführen. Die Flockungshilfsmittelmenge DP, die bei T_max zugegeben wird, stellt die wirtschaftlich günstigste Flockungshilfsmittelmenge DP_opt mit dem minimal erreichbaren Feststoffgehalt im Zentrat dar.
• Wird die Vorrichtung 10 mit einer konstanten Flockungshilfsmittelmenge DP und einem konstanten Suspensionsvolumenstrom betrieben und ändert sich mit der Zeit t die Zusammensetzung der zulaufenden Suspension, was bei Klärschlamm eher die Regel als die Ausnahme ist, ändert sich auch die benötigte Flockungshilfsmittelmenge DP, um die Vorrichtung 10 optimal im oben beschriebenen Sinne betreiben zu können. Allerdings kann aus einer daraus folgenden Änderung der Transmission T die Ursache der Änderung nicht eindeutig bestimmt werden. Ein Absinken der Transmission T bedeutet entweder einen Anstieg des Feststoffgehalts oder einen Anstieg der Überdosierung des Flockungshilfsmittels. Ein Anstieg der Transmission T bedeutet entweder ein Absinken des Feststoffgehalts oder ein Absinken der Überdosierung des Flockungshilfsmittels.
• In 2B ist die Reflexion R am Freistrahl FS des Zentrats schematisch als Funktion der Flockungshilfsmittelmenge DP aufgetragen. Die am Freistrahl FS des Filtrats gemessene Reflexion R weist im Gegensatz zur Transmission T einen monoton steigenden Verlauf als Funktion der Flockungshilfsmittelmenge DP auf. Bis zur optimalen Flockungshilfsmittelmenge DP_opt steigt die Reflexion R an, da der Freistrahl FS des Zentrats aufgrund des abnehmenden Feststoffgehalts immer heller wird. Oberhalb der optimalen Flockungshilfsmittelmenge DP_opt steigt die Reflexion R weiter an. Das begründet sich in der zunehmend milchig weißen Färbung des Zentrats durch überschüssiges Flockungshilfsmittel und die damit verbundene vermehrt auftretende Blasenbildung und der Reflexion R des Lichts an diesen Blasen.
• Wird die Vorrichtung 10 mit einer konstanten Flockungshilfsmittelmenge DP und einem konstanten Suspensionsvolumenstrom betrieben und ändert sich die Zusammensetzung des zulaufenden Substrats mit der Zeit t und damit auch die benötigte Flockungshilfsmittelmenge DP, kann aus einer daraus folgenden Änderung der Reflexion R die Ursache der Änderung nicht eindeutig bestimmt werden. Ein Absinken der Reflexion R bedeutet entweder einen Anstieg des Feststoffgehalts oder eine Abnahme der Überdosierung des Flockungshilfsmittels. Ein Anstieg der Reflexion R bedeutet entweder ein Absinken des Feststoffgehalts oder eine Zunahme der Überdosierung des Flockungshilfsmittels.
• Erfindungsgemäß ist es möglich, sowohl die Funktionen der Transmission T als auch der Reflexion R auszuwerten. Infolgedessen kann eindeutig die Ursache der Änderungen beider Werte während des gesamten kontinuierlichen Betriebs bestimmt werden, was in Bezug auf die 3A bis 3D näher erläutert wird.
• Wird die Vorrichtung 10 mit einer konstanten Flockungshilfsmittelmenge DP und einem konstanten Suspensionsvolumenstrom betrieben und ändert sich die Zusammensetzung des zulaufenden Substrats mit der Zeit t und damit auch die benötigte Flockungshilfsmittelmenge DP, um die Vorrichtung 10 optimal zu betreiben, kann aus einer daraus folgenden Änderung der Transmission T und der Reflexion R die Ursache der Änderung eindeutig bestimmt werden:
1. a) Steigen die Transmission T und die Reflexion R mit der Zeit t, sinkt die Feststoffkonzentration im Zentrat ( 3A). Mit anderen Worten nimmt die Unterdosierung des Flockungshilfsmittels ab.
2. b) Sinken die Transmission T und die Reflexion R mit der Zeit t, steigt die Feststoffkonzentration im Zentrat (3B). Mit anderen Worten nimmt die Unterdosierung des Flockungshilfsmittels zu.
3. c) Steigt die Reflexion R und sinkt die Transmission T mit der Zeit t, nimmt die Überdosierung des Flockungshilfsmittels zu (3C).
4. d) Steigt die Transmission T und sinkt die Reflexion R mit der Zeit t, nimmt die Überdosierung des Flockungshilfsmittels ab (3D).
• Die Auswertung einer Transmissions- und Reflexionsmessung am repräsentativen Freistrahl FS ist nicht nur dazu geeignet, die momentan optimale Flockungshilfsmittelmenge DP_opt aufzufinden, sondern auch dazu geeignet die optimale Flockungshilfsmittelmenge DP_opt während des laufenden Betriebs bei Änderung der Zusammensetzung des Substrats nachzuführen. Das Auffinden der optimalen Flockungshilfsmittelmenge DP_opt erfolgt bevorzugt auf der Basis von relativen Änderungen der erfassten Messwerte und ist somit unabhängig von willkürlich vorgegebenen absoluten Sollwerten, wie es bei einer Regelung notwendig wäre.
• Ausgehend von einer eingestellten Startdifferenzdrehzahl und einer eingestellten Startflockungshilfsmittelmenge wird in einem ersten Schritt mithilfe der obigen Rückschlüsse aus den Änderungen der Messwerte für die Transmission T und für die Reflexion R eine optimale Flockungshilfsmittelmenge DP_opt gesucht und eingestellt.
• In einem zweiten Schritt des Verfahrens wird ausgehend von einer eingestellten Startdifferenzdrehzahl und der im ersten Schritt aufgefundenen optimierten Flockungshilfsmittelmenge DP_opt die minimal mögliche und damit optimale Differenzdrehzahl DD_opt gesucht und eingestellt, mit den Randbedingungen:
1. a) Der Feststoffgehalt im Zentrat steigt nicht oder nur innerhalb vorgebbarer Toleranzen an und/oder
2. b) das maximal zulässige Förderdrehmoment DM_max der Förderschnecke 22 wird nicht überschritten (4).
• Die beiden Schritte der Optimierung können mittels heuristischer Optimierungsverfahren durchgeführt werden. Die Optimierungsverfahren werden mittels geeigneter Abbruchkriterien beendet.
• In einer einfachsten Variante kann ein Hinweissignal im Falle einer Unterdosierung generiert werden, wenn sich Änderungen gemäß 3B einstellen und vorgebbare Toleranzgrenzen über- oder unterschritten werden. Alternativ kann ein Hinweissignal für eine Überdosierung generiert werden, wenn sich Änderungen gemäß 3C einstellen und vorgebbare Toleranzgrenzen über- oder unterschritten werden.
• Bei einer weiteren Variante kann auf die Betriebsparameter Flockungshilfsmittelmenge DP und/oder Differenzdrehzahl DD korrigierend eingegriffen werden. Stellen sich Änderungen gemäß 3B ein und werden vorgebbare Toleranzgrenzen unterschritten, werden die Flockungshilfsmittelmenge DP und/oder die Differenzdrehzahl DD solange erhöht, bis die Messwerte wieder oberhalb der Toleranzgrenze liegen. Danach werden die Verfahren zur Optimierung der Flockungshilfsmittelmenge DP und/oder der Differenzdrehzahl DD angestoßen. Stellen sich Änderungen nach 3C ein und werden vorgebbare Toleranzgrenzen über- oder unterschritten, wird die Flockungshilfsmittelmenge DP in einem ersten Schritt reduziert und eine optimale Flockungshilfsmittelmenge DP_opt gesucht und eingestellt. Das Verfahren der Optimierung wird abgebrochen, wenn die Messwerte innerhalb einer vorgebbaren Zeit t die Toleranzgrenzen weiterhin über- oder unterschreiten.
• Bezugszeichenliste

10

Vorrichtung

12

Trommel

14

zylindrischer Abschnitt

16

kegelstumpfförmiger Abschnitt

18

Hohlraum

20

Trommelmotor

22

Förderschnecke

24

Förderschneckenmotor

26

Zulaufrohr

28

Auslauf

30

Ausgangsstutzen

32

erster Auslaufabschnitt

34

zweiter Auslaufabschnitt

36

Freistrahlabschnitt

38

Trichter

40

Messeinrichtung

42

Lichtquelle

421

erste Lichtquelle

422

zweite Lichtquelle

44

Lichtempfänger

441

erster Lichtempfänger

442

zweiter Lichtempfänger

46

Beschickungspumpe

48

Dosierpumpe

50

Steuereinheit

52

Signalgeber

D

Drehachse

DD

Differenzdrehzahl

DM

Förderdrehmoment

DP

Flockungsmittelmenge

DS

Suspensionsmenge

FS

Freistrahl

t

Zeit

T

Transmission

R

Reflexion

Claims (13)

1. Vorrichtung (10) zum kontinuierlichen Trennen fließfähiger Stoffe unterschiedlicher Dichte einer Suspension, umfassend - eine um eine Drehachse (D) drehbar gelagerte Trommel (12), welche mit einem Trommelmotor (20) um die Drehachse (D) drehbar ist und welche einen Hohlraum (18) umschließt, - eine um die Drehachse (D) drehbar gelagerte und zumindest teilweise im Hohlraum (18) angeordnete Förderschnecke (22), welche mit einem Förderschneckenmotor (24) um die Drehachse (D) drehbar ist, - ein Zulaufrohr (26) zum Zuführen der Suspension in den Hohlraum (18), wobei o die Trommel (12) einen Auslauf (28) für die Abfuhr eines aus der Suspension gewonnenen Zentrats aus dem Hohlraum (18) aufweist, und o der Auslauf (28) einen Freistrahlabschnitt (36) aufweist, in welchem das Zentrat einen Freistrahl (FS) bildet, und - eine Messeinrichtung (40), mit welcher die Transmission (T) und die Reflexion (R) des Zentrats im Freistrahl (FS) berührungslos bestimmbar sind.
2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Auslauf (28) in einen ersten Auslaufabschnitt (32) und in einen zweiten Auslaufabschnitt (34) aufteilt und der Freistrahlabschnitt (36) im zweiten Auslaufabschnitt (34) angeordnet ist.
3. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (40) - mindestens zwei Lichtquellen (421,422) und mindestens einen Lichtempfänger (44), oder - mindestens eine Lichtquelle (42) und mindestens zwei Lichtempfänger (441,442) aufweist.
4. Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (40) zumindest einen Signalgeber (52) aufweist, welcher ein Hinweissignal ausgibt, wenn die Änderung der bestimmten Transmission (T) und/oder der bestimmten Reflexion (R) einen bestimmten Wert über- oder unterschreitet.
5. Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (40) mit einer Steuereinheit (50) zusammenwirkt, mit welcher der Trommelmotor (20) und/oder der Förderschneckenmotor (24) in Abhängigkeit der Änderung der bestimmten Transmission (T) und/oder der bestimmten Reflexion (R) ansteuerbar sind.
6. Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) - eine Beschickungspumpe (46) zum Fördern der Suspension in den Hohlraum (18) durch das Zulaufrohr (26), und - eine Dosierpumpe (48) zum Fördern eines Flockungshilfsmittels in den Hohlraum (18) umfasst, wobei - die Beschickungspumpe (46) und/oder die Dosierpumpe (48) mit der Steuereinheit (50) in Abhängigkeit von der bestimmten Transmission (T) und/oder der bestimmten Reflexion (R) ansteuerbar sind.
7. Verfahren zum kontinuierlichen Trennen fließfähiger Stoffe unterschiedlicher Dichte einer Suspension mit einer Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte: - Zuführen der Suspension in den Hohlraum (18) durch das Zulaufrohr (26), - Drehen der Trommel (12) um die Drehachse (D) mittels des Trommelmotors (20), - Drehen der Förderschnecke (22) um die Drehachse (D) mittels des Förderschneckenmotors (24), - Abführen des aus der Suspension gewonnenen Zentrats aus dem Hohlraum (18) durch den Auslauf (28), wobei das Zentrat im Freistrahlabschnitt (36) einen Freistrahl (FS) bildet, und - Berührungsloses Bestimmen der Transmission (T) des Zentrats und der Reflexion (R) mittels der Messeinrichtung (40) im Freistrahlabschnitt (36).
8. Verfahren nach Anspruch 7, umfassend folgende Schritte: - Drehen der Trommel (12) um die Drehachse (D) mittels des Trommelmotors mit einer ersten Drehzahl, - Drehen der Förderschnecke (22) um die Drehachse (D) mittels des Förderschneckenmotors (24) mit einer zweiten Drehzahl, - Ändern der Differenzdrehzahl (DD) mittels der Steuereinheit (50) in Abhängigkeit der Änderung der bestimmten Transmission (T) und/oder der bestimmten Reflexion (R).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, umfassend folgende Schritte: - Fördern einer Flockungshilfsmittelmenge (DP) in den Hohlraum (18) mit der Dosierpumpe (48), - Ändern der Flockungshilfsmittelmenge (DP) durch Ansteuern der Dosierpumpe (48) mittels der Steuereinheit (50) in Abhängigkeit der Änderung der bestimmten Transmission (T) und/oder der bestimmten Reflexion (R).
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, umfassend folgende Schritte: - Fördern einer Suspension in den Hohlraum (18) mit der Beschickungspumpe (46), - Ändern der Suspensionsmenge durch Ansteuern der Beschickungspumpe (46) mittels der Steuereinheit (50) in Abhängigkeit der Änderung der bestimmten Transmission (T) und/oder der bestimmten Reflexion (R).
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, umfassend zumindest einen der folgenden Schritte: - Detektieren einer Abnahme der Unterdosierung im Zentrat bei einem relativen Anstieg der Transmission (T) und der Reflexion (R), oder - Detektieren einer Zunahme der Unterdosierung im Zentrat bei einem relativen Abfall der Transmission (T) und der Reflexion (R), oder - Detektieren einer Zunahme der Überdosierung des Flockungshilfsmittels bei einem relativen Abfall der Transmission (T) und einem relativen Anstieg der Reflexion (R), oder - Detektieren einer Abnahme der Überdosierung des Flockungshilfsmittels bei einem relativen Anstieg der Transmission (T) und einem relativen Abfall der Reflexion (R).
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, umfassend folgende Schritte: - Minimierung der Differenzdrehzahl (DD), bis oder Feststoffgehalt im Zentrat nicht oder nur innerhalb vorgebbarer Grenzen ansteigt und/oder o das maximal zulässig Förderdrehmoment DM_max der Förderschnecke (22) nicht überschritten wird.
13. Verfahren nach Anspruch 7 bis 12, umfassend zumindest einen der folgenden Schritte: - Optimieren der Flockungshilfsmittelmenge (DP) unter Verwendung der relativen Änderung der Transmission (T) und der relativen Änderung der Reflexion (R), - Optimieren der Differenzdrehzahl(DD) unter Verwendung der relativen Änderung der Transmission (T) und/oder der relativen Änderung der Reflexion (R).

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