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Trommeldrehfilter mit Filterhilfsschicht und einer Vorrichtung zum
Abheben des Filterkuchens einschließlich der Filterhilfsschicht Die Erfindung bezieht
sich auf ein Trommeldrehfilter mit Filterhilfsschicht und einer Vorrichtung zum
Abheben des Filterkuchens einschließlich der Filterhilfsschicht nach jeder Trommelumdrehung
mittels eines unter Druck stehenden Spülmittels sowie unter Verwendung einer geneigten
Platte zum Ableiten des Filterbelages.
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Bei diesen bekannten Vorrichtungen werden die Radialkammern der Filtertrommel
zu ihrem überwiegenden Teil und soweit sie in die Trübe eintauchen unter Vakuum
gesetzt und die Filtration bewirkt, während eine oder zwei außerhalb der Trübe befindliche
Radialkammern unter die Einwirkung eines Druckmittels gesetzt werden, welches den
Filterkuchen und die Filterhilfsschicht vom Filtertuch ablösen. Der Nachteil dieser
bekannten Ausführungen besteht jedoch darin, daß ein Schaber diesen Ablösevorgang
im wesentlichen vornimmt und dabei mit seiner Schneide auf dem Filtertuch reibt,
das gerade in diesem Zustand nach außen durchgebeult wird. Es entstehen hierdurch
unerwünschte Reibungen und Verzerrungen des Filtertuches, das leicht beschädigt
wird. Es bilden sich Falten, in denen sich der Kuchen festsetzen kann und aus denen
er nicht entfernt wird. Hierdurch wird eine anschließende, ungleichmäßige Filtration
herbeigeführt und das fabel verschlimmert.
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Gemäß der Erfindung sollen eine oder zwei Radialkammern in der Nähe
des Kuchenabtragens mit einer Druckmittelquelle in Verbindung stehen und der so
losgelöste Filterbetrag durch einen als Blasrohr ausgebildeten Schaber mittels Druckflüssigkeit
abgeführt werden, wobei eine Schicht eines antikolmatierend wirkenden Filterhilfsmittels
vorgesehen ist.
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Der Vorteil dieses erfindungsgemäßen Verfahrens unter Benutzung der
entsprechenden Vorrichtungen liegt darin, daß die Kammern der Filtertrommel unter
Druck gesetzt sind, bevor sie die Abführeinrichtung berühren, und daß diese demgemäß
nicht mit ihrer Schneide auf dem Filtertuch zu ruhen braucht. Sie kann vielmehr
in einem gewissen Abstand von ihr angeordnet sein. Der weitere Vorteil besteht darin,
daß der Loslösungsvorgang sehr gleichmäßig und zuverlässig erfolgt, so daß die Filterhilfsmittelschicht
nur sehr dünn zu sein braucht.
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Aus diesem Grunde empfiehlt es sich, die Filterhilfsschicht mit einer
rotierenden Walze aufzusprühen, um einen sehr feinen Belag zu erhalten, wobei die
Festbestandteile der Filterschicht sich im Grunde genommen lediglich in die Poren
des Trummes setzen.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind an Hand
eines Ausführungsbeispiels
geschildert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Hierbei zeigt Fig. 1 das Trommeldrehfilter
gemäß der Erfindung als Ganzes, F i g. 2 und 3 Teilansichten betreffend die Befestigung
des Filtertuches, Fig. 4 eine Hilfsvorrichtung, die das Abstoßen des abgelösten
Kuchens erleichtern soll, F i g. 5 betrifft eine Teilansicht der Hilfsvorrichtung
nach Fig. 4, F i g. 6 gibt ein Schema der gesamten Filteranlage wieder.
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F i g. 1 zeigt die Filtertrommel 1, die sich im Sinne des Pfeiles
F dreht und die Wanne 2, in welche die Trübe durch ein Rohr 3 zuläuft. Mit 4 ist
ein Überlauf und mit 4' ein Rührwerk bezeichnet.
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Auf der Filtertrommel 1 ist gemäß der Erfindung ein Filtertuch 5
(F i g. 2 und 3) zwischen zwei Sieben oder Gittern 6, 7 gespannt, wobei letztere
aus Metall oder einem synthetischen Stoff, vorzugsweise jedoch aus nichtrostenden
Metallfäden bestehen.
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Das innere Sieb 6 ist auf dem Mantel der Filtertrommel 1 angebracht,
der von die üblichen Zellen 8 begrenzenden perforierten Platten 8 gebildet wird,
während das Sieb 7 außerhalb des Filtertuches 5 befestigt ist.
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Das Innensieb 6 besteht vorzugsweise aus Einzelteilen mit der gleichen
Oberfläche wie die perforierten Abdeckbleche 8 der Zellen, während das Außensieb
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im wesentlichen aus einem einzigen Stück besteht.
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Eine rotierende Walze 9, die nicht Gegenstand der Erfindung ist,
dient als Verteiler für das Filterhilfsmittel, ist in einer bestimmten Entfernung
von der Filtertrommel 1 angebracht und erstreckt sich über die ganze Länge dieser
Trommel.
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Die Walze 9, die sich in Richtung des Pfeiles F1 dreht, nimmt einen
Film der Filterhilfsmittel-Suspension von einer Schrägwand 10 auf, deren Unterkante
einige Millimeter über der Walze 9 liegt. Diese Schrägwand trägt eine Überlaufschwelle
11.
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Die durch ein Rohr 12 in einen Zuteiler 13 geleitete Suspension trifft
zunächst auf eine senkrechte Wand 14, die auf einem Deckel 15 des Zuteilers nach
unten vorspringt, fließt dann nach unten in den Raum 16, von wo sie auf die Walze
9 geleitet wird, wobei sie über die Schwelle 11 hinwegläuft.
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Die Suspension wird aus einem Behälterl7 mit Hilfe einer Pumpe 18
entnommen, die sie in die Leitung 12 drückt. Die überschüssige Suspension kann auf
Grund der Schwerkraft durch ein Rohr 19 in den Behälter 17 zurückfließen, der mit
einem Rührwerk 20 ausgestattet ist.
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Ein bemerkenswerter Vorteil der Erfindung liegt darin, daß nun keine
Grundschicht mehr auf dem Mantel der Filtertrommel erforderlich und es demgemäß
nicht mehr nötig ist, diese Grundschicht möglichst konstant zu halten.
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Gemäß der Erfindung spritzt man unausgesetzt auf das Filtertuch einen
möglichst dünnen Film eines filtrierenden, nicht schlämmenden Filterhilfsmittels,
z. B. Zellulose, Kieselgur, pulverisierten Koks, kohlesauren Kalk usw., so daß auf
dem Tuch ein hauchdünner Film in vorteilhafter Weise ein solcher von 0,1 bis 0,5
mm entsteht, und zwar so, daß man auf den Poren des Tuches Körner des Filterhilfsstoffes
befestigt, die der weiteren Kolmation des Tuches vorbeugen.
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Während 1t/12 oder nach Bedarf während '0/1: der Trommelumdrehung
legt sich dieser Film aus dem filtrierenden Hilfsmittel zwischen das Tuch, das vom
Außensieb bedeckt ist, und die der Trübe entzogenen festen Teile. Sobald dann die
Zelle oder die Zellen durch Dampf, Luft oder Gas unter Druck gesetzt werden, löst
sich der Filterkuchen von dem Tuch und wird gleichzeitig mit dem antikolmatierenden
Film. der anfänglich auf das Tuch gespritzt worden war, von der Oberfläche abgestoßen.
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Gewöhnlich besteht die Filtertrommel aus zwölf Zellen, von denen
elf unter Unterdruck gesetzt werden, während die zwölfte durch ein strömendes Medium,
z. B. Luft, Gas oder Dampf, unter Druck gesetzt wird.
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Die elf Zellen werden mit Hilfe einer Vorrichtung (21 in F i g. 1)
unter Vakuum bzw. die eine Zelle der Trommel unter Überdruck gesetzt, die mit zwei
Spalten 22 und 23 ausgestattet ist, die nicht miteinander verbunden sind und von
denen einer 22 mit einer Vakuumpumpe in Verbindung steht, während der andere 23
an ein Preßluftnetz od. dgl. angeschlossen ist.
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Die Maße dieser Spalte sind so gewählt, daß elf oder notfalls zehn
der aufeinanderfolgenden Zelle der Trommel in Unlerdruck gehalten werden, während
eine oder zwei Zellen einem Druck von innen ausgesetzt bleiben. In bestimmten der
bisher gebräuchlichen Apparaturen wurde das Filtertuch ab-
wechselnd unter Unterdruck
und unter Überdruck gesetzt, wodurch es zuerst gegen das Innere der Trommel hingezogen
und daraufhin von dort weggedrückt wurde; hierdurch entstehen Beulen im Tuch. Da
sich die Trommel jedoch dreht, bilden sich diese Beulen in dem Tuch an der Stelle
der Zellen, die unter Druck stehen und sich genau in diesem Augenblick vor dem Schaber
befinden. Dadurch entstehen unerwünschte Reibungen des Tuches an der Schneide des
Schabers, was unausweichlich eine Abnutzung und unerwünschte Beschädigung des Tuches
zur Folge hat.
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Gemäß der Erfindung ist bereits der Filterkuchen von dem Tuch abgelöst
und gleichzeitig mit dem zu Anfang auf das Tuch gespritzten antikolmatierenden Film
von der Oberfläche abgestoßen, wenn die Zelle oder die Zellen in den Bereich des
Schabers gelangen.
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Daraus ergibt sich, daß der Schaber nicht mehr als solcher in Funktion
tritt, um die Rückstände von der Trommeloberfläche zu entfernen, da diese Aufgabe
im wesentlichen durch die Wirkung des unter Druck eingeführten Mediums erfüllt wurde.
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Diese Art, die gefilterten festen Teilchen von der Oberfläche der
Filtertrommel abzustoßen, ist als solche bekannt: neu ist jedoch die Tatsache, daß
ein hauchdünner Film eines antikolmatierenden Hilfsmittels auf das Tuch gespritzt
wird und dieser Film und die daran haftenden festen Teilchen gleichzeitig entfernt
werden, und zwar in der Phase, in der die Zelle fast vollständig unter Druck steht.
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Der Schaber wird also nicht mehr als solches benutzt, denn das Ablösen
des Kuchens erfolgt mit Hilfe einer Spüleinrichtung 25, die von der Trommel etwa
0,5 mm oder mehr entfernt ist.
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In bekannter Weise dient dabei der Schaber als Düse für das Spülmittel.
Bei der bekannten Ausführung wurde jedoch ein als Druckmittel dienender Luftstrahl
auf der Schaberrückseite zugeführt, so daß er nur durch den damit erforderlichen
Spalt zwischen Filterbelag und Schaberkante auf den Kuchen zur Einwirkung kommen
konnte. Außerdem war dieser bekannte Düsenschaber nach unten gerichtet, so daß die
Gefahr bestand, daß Teile des Filterkuchens wieder in die Wanne zurückgelangen.
Durch die umgekehrte, also ansteigende Anordnung des Schabers und durch die Zufuhr
des Druckmittels auf der Schabervorderseite werden diese Nachteile behoben, der
Druckmittelstrom kommt zur vollen Wirkung, der Filterkuchen kann sich vor Auftreffen
auf die Schaberkante ablösen, diese kann dem Filterbelag besser genähert werden,
und ein Zurückgelangen von Filterkuchenteilen in die Wanne ist verhindert.
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Die Abführvorrichtung besteht aus zwei Platten 25 bis 26, die in
einem spitzen Winkel zueinander angeordnet sind - dessen Scheitel auf die Trommel
gerichtet ist - und die einen Raum 27 einschließen, der mit dem Inneren einer Druckflüssigkeitskammer
28 in Verbindung steht, die mit einer Zuführung 29 für ein zum Spülen dienendes
Druckmittel ausgestattet ist.
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Die Platte 25 ist dem natürlichen Gleitwinkel des Kuchens entsprechend
geneigt und längs ihrer der Trommel 1 zugewandten Kante mit einer Reihe kleiner,
nebeneinanderliegender Einschnitte 30 oder mit einer Längskerbe oder aber mit einer
Reihe von Bohrungen mit einem Durchmesser von 1 bis 2 mm versehen, durch die das
Druckmittel wie aus einer Düse entweichen kann.
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Der Arbeitsvorgang vollzieht sich folgendermaßen: Sobald der Filterkuchen,
der an dem antikolmatierenden Film haftet, der seinerseits auf dem Filtertuch sitzt,
der Wirkung des unter Druckmittels in der unter Druck stehenden Zelle der Trommel,
das durch den Spalt 23 zugeführt wird, ausgesetzt ist, wird er rissig und löst sich
fast vollständig von dem Tuch, während die zurückbleibenden Teilchen durch die Wirkung
des unter Druck aus der Düse gegen und auf die Trommel strömenden Mittels hochgehoben
werden. Dadurch wird einerseits jedes Festsetzen des Kuchens auf der Filtertrommel
verhindert, so daß dieser nicht in den Bereich geraten kann, in welchem der neue
Film aufgespritzt wird, und andererseits wird verhindert, daß der Filterrückstand
auf der Gleitplatte haftet.
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Die Teilchen gelangen so auf die obere Fläche 25 der Vorrichtung,
ohne die scharfe Kante 44 der Abführvorrichtung 25, 26 zur Entfernung des Filterkuchens
berührt zu haben. Durch die Neigung der Fläche 25 wird der ständige Abtransport
der gefilterten festen Körper in einem Aufnahmebehälter ermöglicht, beispielsweise
einen Wagen oder ein Förderband. Diese Vorrichtung bietet die Möglichkeit, daß das
Druckmittel die vollständige Beseitigung des Kuchens bewirkt, ohne daß die Abführvorrichtung
die Oberfläche der Trommel, von der sie 0,5 mm oder mehr entfernt ist, und das Tuch
berührt. Es kann also auf das Filtertuch ein neuer antikolmatierender Film befestigt
werden, der durch die rotierende Walze auf das Tuch gespritzt wird, bevor es mit
diesem Schutz in den Trog mit der zu filternden Trübe taucht.
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Eine weitere Eigenart der Erfindung liegt darin, daß in die Trübe
eine sorgfältig abgemessene Menge eines faserigen Materials gemischt wird, dessen
Fasern sich verteilen und so als Bindemittel zwischen den festen zu filternden Teilchen
dienen, wodurch es leichter möglich wird, den Kuchen in großen Stücken im Augenblick
der Einwirkung des unter Druck befindlichen Fluidums abzulösen, das von unten auf
das Tuch der Zelle wirkt.
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Es empfiehlt sich, als faseriges Material, das mit der Trübe gründlich
vermischt wird, Zellulose oder zerrissene Baumwolle zu wählen. In bestimmten Fällen
können jedoch andere faserige Materialien, z. B.
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Asbest, verwandt werden.
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Diese Zellulose kann von Zelluloseplatten, Linters oder auch von
Papier stammen, das zerrissen und in einer der gewünschten Filtration entsprechenden
Flüssigkeit (Wasser oder gezuckerter Saft) aufgeschwemmt wird.
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Die Zellulosefasern kann man in Zerreißern zerkleinern.
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Fig. 6 zeigt schematisch eine Vorrichtung zum Eindicken der Trübe.
Es bedeutet 1 die Filtertrommel, 2 die Wanne, 3 das Rohr, durch das die Trübe in
den Trog geleitet wird, 4' das Rührwerk, 9 die rotierende Walze für die Verteilung
des antikolmatierenden Filterhilfsmittels, 17 der Behälter für das antikolmatierende
Filterhilfsmittel und 25, 26 die pneumatische Abführvorrichtung, die das Ablösen
des Kuchens und das antikolmatierende Filterhilfsmittel begünstigt (Düse).
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Die Zuleitung 32 bringt Trübe zum Dekantiergefäß 31 bekannter Ausführung.
Die eingedickte Trübe wird über Rohr 33 von der Pumpe 34 abgesaugt und dem Behälter
35 zugeleitet, in den ein
faseriges Material aus den Behältern 36 durch Leitungen
37 und in gleicher Weise über Rohrleitungen 38 dem Behälter 17 zugeleitet wird.
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Das klare Filtrat wird über 39 durch die Hohlwelle 40 der Filtertrommel
1 zu der Leitung 41 geführt, in die geklärte Flüssigkeit aus dem Dekantiergefäß
31 fließt. 42 und 43 sind die Vakuumleitung bzw. die Leitung für die unter Druck
stehende Flüssigkeit.
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Die beiden Siebe 6 und 7 und das dazwischenliegende Filtertuch 5
werden im allgemeinen folgendermaßen aufgebracht: a) auf jeder einzelnen Zelle der
Trommel, die bereits mit dem gelochten Blech 8 ausgerüstet ist, wird ein Teilsieb
6, dessen auseinandergebreitete Oberfläche im wesentlichen der der Zelle gleich
ist, befestigt; b) über die so befestigten Innensiebe wird das Filtertuch 5 gelegt,
dessen Oberfläche dem Mantel der Trommel entspricht; c) schließlich legt man darüber
das Außensieb, das gewöhnlich aus einem einzigen Stück besteht.
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Beispiele zur Durchführung des Verfahrens Das Verfahren läßt sich
vor allem auf Schmutzwässer anwenden, die beim Entstauben von verunreinigten Gasen
entstehen, die von metallurgischen Werken auf feuchtem Wege gereinigt werden. a)
Die behandelten Schmutzwässer enthalten 350 bis 500 mgr/l feste Bestandteile (Eisen
400/0 + Al203 - CaO - MgO usw....); b) als antikolmatierendes Filterhilfsmittel,
das auf die Trommel gespritzt wird, werden zerrissene Zellulose oder geriebener
Koks verwandt; c) als faseriges Material dient Zellulose, und zwar 1/2 kg pro Quadratmeter
filtrierende Oberfläche und Stunde, davon sind 80°/o mit der zu filternden Trübe
gemischt und 20°/o in das antikolmatierende Filterhilfsmittel gegeben; d) die festen
Bestandteile, die vollständig abgeschieden waren, enthielten nicht mehr als 30 bis
35°/0 Feuchtigkeit gegenüber 50 bis 90°/o vor Anwendung des neuen Verfahrens.
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Mit Hilfe der beschriebenen Mittel erhält man einen Filterkuchen,
der sich trocken anfühlt, was für die Handhabung und die Weiterverwendung der Filterprodukte
besonders wichtig ist.
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Bei Verschmutzungen aus gezuckerten Säften genügt es, mit diesen
verunreinigten Flüssigkeiten vor dem Filtrieren zerrissene Zellulose zu vermischen,
damit der so vom Filter abgelöste Kuchen als wertvolles Produkt für die Ernährung
der Wiederkäuer verwandt werden kann.
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Die klare Flüssigkeit ist genügend gereinigt, um weiterverwendet
oder wieder in den Zyklus einem schaltet zu werden.