DE1271674B

DE1271674B - Filter zum Eindicken von Schlaemmen

Info

Publication number: DE1271674B
Application number: DEP1271A
Authority: DE
Inventors: Arthur Goehlert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-11-26
Filing date: 1960-11-26
Publication date: 1968-07-04

Description

Filter zum Eindicken von Schlämmen Die Erfindung bezieht sich auf ein Filter zum Eindicken von Schlämmen mit einer oder mehreren Filterkammern, die durch lotrecht stehende Filterwände getrennte Abflußkammern aufweisen, wobei der eingedickte Schlamm durch eine am Boden vorgesehene öffnung zeitweise abführbar ist.
Es ist ein Verfahren zum Betrieb eines Eindickers bekannt, bei dem eine Suspensionsflüssigkeit auf einer Seite eines Filtermediums in kräftige Bewegung versetzt wird und die Druckdifferenz auf beiden Seiten des Filtermediums intermittierend in ihrer Größe variiert oder ganz aufgehoben wird, um ein Absetzen von Trüb stoff auf der Filteroberfläche zu verhindern.
Hierbei wird entweder die Flüssigkeitsströmung durch ein Rührwerk in ständiger Bewegung gehalten oder es wird der Filterkörper auf- und niederbewegt bzw. in Rotation versetzt. Auch wurde die Verwendung von Ultraschall vorgesehen. Die Bildung eines Filterkuchens ist hierbei nicht möglich.
Bei einer anderen bekannten Einrichtung sind die Abflußkammern unterhalb des Spiegels einer zu reinigenden Flüssigkeit nach oben geschlossen und durch Trennwände unterteilt, die sich bis in die oberen Teile der Abflußkammern erstrecken und über die die gereinigte Flüssigkeit hinwegströmen soll. Das Reinigen der filternden Wände soll hierbei durch Umkehr der Strömungsrichtung des Flüssigkeitsstromes vorgenommen werden. Eine solche Umkehr bewirkt, daß dem bereits entwässerten Klärschlamm Wasser neu hinzugegeben wird, was die angestrebte Eindickwirkung wieder teilweise aufhebt. Dadurch, daß die Abflußkammern innerhalb der zum Zufluß der Flüssigkeit dienenden Filterkammern liegen, wird zugleich die Überwachung der Abflußkammern bzw. die Reinigung der Filterkammern erschwert.
Es ist ferner eine Wasserfiltrieranlage bekannt, bei der bei Erreichen eines vorbestimmten Filterverschmutzungsgrades durch den bei gegebener Durchgangsfördermenge auftretenden Filterdruckverlust, welcher einer vorbestimmten Differenz zweier Wasserspiegelhöhen entspricht, die Filterreinigung automatisch eingeleitet wird. Hierzu wird der Spülwasserstrom umgekehrt, so daß das Spülwasser in dem den niedrigeren Wasserspiegel aufweisenden Pumpschacht aufgestaut wird und rückwärts in das Filterbecken fließt, bis das Abwasser in diesem eine Niveauhöhe erreicht hat, bei der es durch einen Heber teilweise abgesaugt wird. Gleichzeitig mit dem Aufstauen des Spülwassers wird der im Abwasser befindliche Sand durch in den Filter strömende Druckluft aufgelockert. Bei dieser Anlage wird der zuvor im Filterbett abgesetzte Schlamm erneut aufgewirbelt und kann daher nicht im festen Zustand abgeführt werden.
Bei einem bekannten Rohreindicker sind die mit diesem über Filterwände verbundenen Filtratzellen einerseits an untere Abflußleitungen und andererseits an höher liegende Rückflußleitungen angeschlossen.
Hierbei wird vorgeschlagen, in periodischem Wechsel jeweils eine Zelle von der Filterarbeit abzuschalten und rückzuspülen. Zu diesem Zweck wird über eine automatische Steuerung der Anschluß der Zelle an die Filtratleitung durch ein Ventil geschlossen, während gleichzeitig das Ventil für die Spülflüssigkeit geöffnet wird. Diese dringt von der Zelle durch das Filtermedium in den Suspensionsraum und spült die auf der Filteroberfläche haftenden Feststoffe ab, worauf sie durch die restlichen in Tätigkeit befindlichen Filterzellen mit abgeführt wird und gleichzeitig zu einer Verdünnungswäsche der im Filterraum befindlichen Suspension dient. Als Spülflüssigkeit soll daher auch ein Lösungsmittel für die Feststoffe der Suspension verwendet werden.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, bei möglichst maximaler Ausnutzung der Filterwirkung der die Filterkammer von der oder den Filtratkammern trennenden Wände die festen und flüssigen Bestandteile vollständig voneinander zu trennen, so daß einerseits der durch Absetzen der festen Bestandteile auf den Filterflächen gebildete Filterkuchen erhalten bleibt und andererseits ein sauberes Filtrat gewonnen wird. Gleichzeitig wird eine leichte Einbau-, tSberwachungs-, Reinigungs- und Reparaturmöglichkeit angestrebt.
Die Erfindung besteht demgemäß darin, daß jede Filterkammer neben mindestens einer unter atmosphärischem Druck stehenden Filtratkammer mit im wesentlichen parallel zueinander stehenden Filterwänden durch den Zu- und Ablauf derart regelbar ist, daß entsprechend dem sich mit der Filtrationszeit vergrößernden Filterwiderstand die Differenz des Flüssigkeitsspiegels zwischen der die Trübe speichernden Filterkammer und der das Filtrat aufnehmenden Kammer und damit der hydrostatische Druck auf die Filterelemente vergrößert wird.
Durch die Erfindung wird vor allem folgendes erreicht: Dadurch, daß bei Konstanthaltung des Trübespiegels in der Filterkammer der hydrostatische Druck mit dem Filterwiderstand entsprechend der sich vergrößernden Flüssigkeitsspiegeldifferenz anwächst, kann der sich verstärkende Filterwiderstand ganz oder weitgehend ausgeglichen werden, so daß die pro Zeiteinheit gefilterte Flüssigkeitsmenge trotz des sich vergrößernden Filterwiderstandes weitgehend konstant oder nahezu konstant gehalten werden kann. Es können also die Filterkammern während der Filtrationszeit unter günstigsten Betriebsbedingungen voll ausgenützt werden. Die Höhe des hydrostatischen Druckes auf der Filtratseite kann so eingestellt werden, daß das Anlegen eines porösen Filterkuchens auf der Filterfläche möglich ist.
Der absinkende Flüssigkeitsspiegel in den Filtratkammern ist hierbei ein Maß für das Zusetzen der Filterflächen, und die Reinigung der Filterkammern kann vorgenommen werden, wenn der Flüssigkeitsspiegel in den Filtratkammern bis zu Bodenhöhe oder nahezu bis zu dieser abgesunken ist.
Dadurch, daß ein Rückspülen von Flüssigkeit durch die Filterflächen vermieden wird, kann die in die Filterkammern eingeleitete Trübe in diesen Kammern weitgehend zur Ruhe kommen. Hierzu trägt auch bei, daß die Entfernung des in hohem Maße entwässerten Klärschlammes von dem Vorgang des Absetzens der Sink- und Schwebestoffe sowie von dem Vorgang der Wasserfilterung zeitlich getrennt ist.
Eine besonders wirtschaftliche Anlage ergibt sich, wenn die zwischen den Filtratkammern angeordneten Filterkammern, die z. B. als schmale großflächige Elemente ausgebildet sind, mit ihren großen Filterflächen batterieartig nebeneinander angeordnet sind.
Die Erfindung ist nunmehr an Hand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Eindickerkammer zwischen zwei Filtratkammern und F i g. 2 batterieartig zusammengebaute Eindicker.
In der Ausführungsform nach F i g. 1 und 2 sind mit A, B und C drei Eindicker bezeichnet, die -gegebenenfalls mit weiteren Eindickern - zu einer Batterie zusammengefaßt sein können. Diese können eine beliebig große Länge haben. Vorzugsweise haben die einzelnen Eindicker eine im Verhältnis zu ihrer Höhe nur geringe Breite.
Jeder Eindicker besteht aus einer inneren Filterkammer al bzw. bl, cl, die den Klärschlamm, die Abwässer od. dgl. aufnimmt und aus einer bzw. zwei äußeren Filtratkammern a2, b2, c2, die als Filtratkammern dienen.
Die Filterkammern al, bl, cl weisen jeweils einen Boden 10 auf, der durch eine bei 11 schwenkbar gelagerte Klappe 12 wechselweise abgeschlossen bzw. geöffnet werden kann.
Gegebenenfalls kann auch der Boden 10 als doppelwandige Klappe ausgebildet sein, deren obere Wand porös und deren untere Wand wasserundurchlässig ist und die das in den Zwischenraum einsikkernde Wasser seitlich, z. B. über die Schwenkwelle ableitet.
Die Wände der inneren Filterkammern al, bl, c1 bestehen im wesentlichen aus Filterwänden 13, welche vorzugsweise aus Kunststoffaser oder einem ähnlichen Faserstoff oder Gewebe gebildet werden, die an einen Rahmen, ein Gitter, einen Drahtkorb oder eine ähnliche bei 14 schematisch angedeutete Abstützkonstruktion angelagert sind. Sie können mittels eines geeigneten, bei 15 angedeuteten Gehänges in die äußeren Filtratkammern a2, b2, c2, eingesetzt sein, deren Wände 16 aus undurchlässigem Material bestehen. Der Zulauf des Klärschlammes, der Abwässer od. dgl. erfolgt in die Filterkammern, z. B. oben bei 17, während der Abfluß aus den Filtratkammern a2, b2, c2 durch die unteren Leitungen 18 stattfindet.
Die Eindicker können über dem Erdboden angeordnet oder ganz oder teilweise in den Erdboden eingelassen sein, wobei sich ein Bedienungslaufsteg zweckmäßig in einer mittleren Höhe zwischen den Becken, etwa bei 19, befindet. Zum Entleeren der Filterkammern al usw. sind unterhalb derselben und unterhalb der sie abschließenden Bodenklappen 12 trichterförmige Auffangwände oder Kanäle20 vorgesehen, die ihrerseits den auf sie herunterfallenden eingedickten Feststoff auf ein seitlich verfahrbares Förderband 21 leiten.
Die Zufluß- bzw. Abflußmengen werden im Sinne der Erfindung auf die Filterwirkung bzw. den Durchflußwiderstand der Wandungen 13, 14 der Filterkammern abgestimmt und derart geregelt, daß einerseits in der Filterkammer ein k o n s t a n t e r Flüssigkeitsspiegel22 und andererseits ein um eine hydrostatische Druckhöhe h unter diesem liegender Filtratspiegel 23 in der Filtratkammer gehalten wird, wobei die Druckhöhe je nach dem Zustand des Schlammes der Filterwand 13, 14 variabel ist.
Vorzugsweise ist die Anordnung derart getroffen, daß bei gegebenem Durchflußwiderstand der gereinigten Filterwände und Zufuhr von reinem Wasser der Wert h nur einige Millimeter beträgt, bei Zufuhr von Abwässern oder eventuell Schlamm entsprechend mehr. Mit dem Ausscheiden der Trübstoffe findet allmählich ein im wesentlichen von unten nach oben ansteigendes Zuwachsen der Filterkammer al und der Filterwände 13, 14 statt, wodurch der Strömungswiderstand beim Durchtritt der Flüssigkeit erhöht und die in die Filtratkammern eintretende Filtratmenge verringert wird. Hierdurch vergrößert sich die Höhendifferenz h zwischen den Flüssigkeitsspiegeln 22 und 23, bis sich ein neuer Gleichgewichtszustand selbsttätig gebildet hat.
In F i g. 1 und 2 ist beispielsweise angenommen, daß bei gleichzeitiger Anordnung der Eindicker A, B und C in einer gemeinsamen Anlage der Eindicker A erst eine verhältnismäßig kurze, der Eindicker B eine mittlere und der Eindicker C eine verhältnismäßig lange Zeit in Betrieb ist und infolgedessen der Flüssigkeitsspiegel 23 in den Filtratkammern verschieden hoch liegt. Demgemäß ist z. B. der Zustand des Eindickers C ein Zeichen dafür, daß die Filterwirkung der Kammerwände 13, 14 bereits sehr stark nachgelassen hat und eine baldige Reinigung - gegebenenfalls vorher eine Belüftung und Trocknung des Klärschlammes - vorgenommen werden muß. Diese Reinigung kann dadurch stattfinden, daß die Klappe 12 geöffnet wird, so daß der in der Filterkammer c1 angesammelte Schlamm durch die von der Klappe 12 freigegebene Bodenöffnung über die trichterförmigen Auffangwände 20 auf das Förderband 21 entleert und durch letzteres nach außen transportiert wird. Sofern das Öffnen der Bodenklappe 12 nicht ausreicht, um die Filterwände 13, 14 der Filterkammern genügend zuverlässig und sauber zu reinigen, kann die gesamte Filterkammer c1 mit den Filterwänden 13, 14 gegebenenfaJis nach oben ausgehoben, gereinigt, eventuell getrocknet und hierauf wieder zur weiteren Benutzung von neuem eingesetzt werden.
Den zu einer Batterie zusammengefaßten Eindickern können gemeinsam, gruppenweise oder einzeln Schlamm, Abwässer od. dgl. zugeleitet werden, bei gleichmäßiger Belieferung derart, daß sich auch ein möglichst gleichmäßiges Absinken des Flüssigkeitsspiegels in den Filtratkammern a2, b2, c2 ergibt.
Bei ungleichmäßigem Absinken kann durch Regelung des Zuflusses, z. B. mittels Schwimmer, die Höhe des Flüssigkeitsspiegels in den Klärkammern al, bl, c1 eingehalten werden. Doch kann gewünschtenfalls auch eine zeitlich aufeinanderfolgende Belieferung der Kammern bzw. eine unterschiedliche Regelung der statischen Druckhöhe derart vorgenommen werden, daß sich jeweils ein Teil der Eindicker in Betrieb und der andere Teil zur Entleerung bzw. Reinigung außer Betrieb befindet.

Claims

Patentansprüche: 1. Filter zum Eindicken von Schlämmen mit einer oder mehreren Filterkammern, die durch lotrecht stehende Filterwände getrennte Abflußkammern aufweisen, wobei der eingedickte Schlamm durch eine am Boden vorgesehene Öffnung zeitweise abführbar ist, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß jede Filterkammer (al, bl, cl) neben mindestens einer unter atmosphärischem Druck stehenden Filtratkammer mit im wesentlichen parallel zueinander stehenden Filterwänden durch den Zu- und Ablauf derart regelbar ist, daß entsprechend dem sich mit der Filtrationszeit vergrößernden Filterwiderstand die Differenz des Flüssigkeitsspiegels zwischen der die Trübe speichernden Filterkammer und der das Filtrat aufnehmenden Kammer und damit der hydrostatische Druck auf die Filterelemente vergrößert wird.
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Filtratkammern (a2, b2, c2) angeordneten schmalen Filterkammern (al, bl, cl) mit ihren großen Filterflächen batterieartig nebeneinander angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 320 610, 371 586, 745 498, 873 989, 971481, 973 076; deutsche Auslegeschrift Nr. 1 082 575; schweizerische Patentschrift Nr. 201 296.