DE1461443C3 - Verfahren zum Filtrieren, insbeson dere zum Entwässern von Abwasserschlam - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Filtrieren, insbesondere zum Entwässern von Abwasserschlämmen, mittels einer Filterpresse, der das Filtergut zuerst mit Niederdruck und dann mit Hochdruck zugeführt wird.

Aus der deutschen Patentschrift 919 587 ist bekannt, Filtergut unter pneumatischem Druck aus einem stehenden Behälter in Filterkammern einzuführen und die weitere Filtration unter dem gleichen Druck durchzuführen. Der Nachteil eines derartigen Verfahrens ist, daß es einen Hochdruckbehälter benötigt, weil am Ende der Filtration ein erheblich höherer Druck erforderlich ist als am Anfang der FiI-tration. Dabei ist ein derart hoher Druck zum Aufbringen des Filtergutes auf das. Filtermedium gar nicht erfoderlich und bei schwer filtrierbaren Gütern wie Abwasserschlämmen sogar schädlich, da dann die Gefahr einer sofortigen Verstopfung der Filterporen besteht.

Weiterhin ist bekannt, das Filtergut mittels einer Pumpe der Filterpresse zuzuführen. Dabei dauert es jedoch verhältnismäßig lange, bis die Pumpe den erforderlichen Förderdruck aufbaut. Vor allem können aber mit einer Pumpe keine großen Flüssigkeitsmengen schnell in die Filterkammern gefördert werden, was insbesondere bei der Herstellung sogenannter Filterhilfsschichten, durch die in erster Linie ein leichtes Lösen des Filterkuchens vom Filtermedium bewirkt werden soll, wichtig ist. Das Filterhilfsmaterial muß dabei nämlich möglichst schnell in die Filterkammern eingebracht werden, damit es sich gleichmäßig in dünner Schicht auf dem Filtermedium ablagert. Weiterhin sind die bei diesen Verfahren verwendeten Pumpen relativ teuer, weil die Leistung dieser Pumpen zu Beginn der Filtration am höchsten ist und gegen Ende der Filtration gering wird. Wenn der maximale Filtrationsdruck erreicht ist, muß die Fördermenge sich selbsttätig der abfallenden Filter- r leistung anpassen. Die hierzu benötigteji Pumpen müssen verhältnismäßig groß sein, die dann bei fallender Filterleistung mit sehr schlechtem Wirkungsgrad arbeiten. Dementsprechend kann die Füllzeit für die Filterpresse nicht beliebig verkürzt werden, wenn die Filterpresse mittels einer Pumpe beschickt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das das rasche Füllen der Filterpresse ermöglicht und bei dem der mit fortschreitender Filtration benötigte, erheblich höhere Filtrationsdruck trotzdem bereitgestellt werden kann. Dadurch werden die Nachteile der obengenannten bekannten Verfahren vermieden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Filtergut zu Beginn der Filtration mittels pneumatischem Druck auf das Filter aufgegeben wird und eine Pumpe die gesamte Förderung des Filtergutes erst übernimmt, nachdem in der Leitung zwischen Pumpe und Presse ein höherer Druck aufgebaut worden ist.

Die mit Hochdruck arbeitende Pumpe kann dabei ν wesentlich kleiner ausgelegt werden, was nicht nur wirtschaftliche Vorteile bietet, sondern auch eine bessere Anpassung der Fördercharakteristik der Pumpe an die mit der Zeit annähernd parabelförmig abfallende Förderleistung während der Filtration ermöglicht. Weiterhin wird die zur Füllung der Filterpresse benötigte Zeit im übrigen erheblich verkürzt, da das Gut von vorneherein unter einem pneumatischen Druck auf das Filter aufgebracht wird. Gleichzeitig ist von Anfang an ein hoher Druckverlust beim Abtrennen der Flüssigkeit vorhanden. Unerwünschte Entmischungsvorgänge werden durch die erhöhte Filtrationsgeschwindigkeit in der Anfangsphase der Filtration vermieden, so daß der ganze Filterkuchen beispielsweise die durch die Zugabe von Filtrationshilfsmitteln bezweckte gleichmäßige Porosität aufweist. Dies ist insbesondere bei der Filtration von Abwasserschlämmen wichtig, welchen Asche als Filtrationshilfsmittel zugesetzt worden ist. Die spezifisch schwerere Asche würde sich sonst bei zu kleiner Anfangsgeschwindigkeit der Filtration absetzen und nicht mehr in der gewünschten Weise wirken.

Entsprechende Vorteile ergeben sich natürlich, wenn an Stelle der Pumpen beispielsweise mit ande-

ren, unter höherem Druck arbeitenden Fördervorrichtungen gearbeitet wird. Der pneumatische Druck, mit dem das Filtergut auf das Filter aufgegeben wird, kann durch einen Kompressor erzeugt werden. Dieser Druck kann dann auf das Filtergut einwirken, das sich in einem Druckgefäß befinden kann. Das Filtergut wird dann sofort aus dem Druckgefäß in die Filterpresse gefördert.

Gemäß einer bevorzugten ' Anwendungsart des Verfahrens nach der Erfindung fördert die Pumpe bereits während der pneumatischen Förderung des Filtergutes Filtergut in die Filterpresse. Die Pumpe übernimmt dann später die alleinige Förderung.

Gemäß einer anderen bevorzugten Anwendungsart des Verfahrens nach der Erfindung verwendet man bei Aufbringen einer Filterhilfsschicht auf das Filter vor Aufbringen des Filtergutes den in dem dazu erforderlichen Druckbehälter angewandten bzw. nach Aufbringen der Filterhilfsschicht noch verbleibenden Druck zum Aufbringen des Filtergutes. Die sonst ungenutzte Druckluft wird also für den eigentlichen Filtrationsprozeß eingesetzt, wodurch eine erhebliche Kostensenkung erreicht wird.

Eine weitere vorteilhafte Anwendungsart des Verfahrens nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in die Förderleitung zwischen Pumpe und Presse die Förderleitung eines zum Aufbringen des Filtergutes unter pneumatischem Druck dienenden Behälters mündet und daß in dieser.. Leitung ein Rückschlagventil vorgesehen ist. Sobald also der Druck in der Förderleitung zwischen Pumpe und Filterpresse den Druck in dem Behälter überschreitet, erfolgt eine Förderung nur noch durch die Pumpe allein. Dabei kann die Förderpumpe als Hochdruckpumpe mit einer Leistung von beispielsweise 15 atü ausgebildet sein. Auf den Behälter kann dann ein pneumatischer Druck von beispielsweise zunächst lOatü gegeben werden, der dann auf 5 atü absinkt. Wenn in der Leitung zwischen Pumpe und Presse schließlich ein Druck von über 5 atü aufgebaut ist, schließt das Rückschlagventil, und die weitere Förderung erfolgt allein über die Hochdruckpumpe unter steigendem Druck bis beispielsweise 15 atü.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung in schematischer Darstellung beispielsweise gezeigt, durch die gleichzeitig das Verfahren nach der Erfindung veranschaulicht wird. '

Eine Filterpresse 1 mit einem Ablaufbehälter 2 weist eine Förderleitung· 3 für das Filtergut auf, das von einer vorzugsweise unter Hochdruck arbeitenden Pumpe 4 auf die Filterpresse aufgegeben wird. Diese Pumpe 4 ist über eine Leitung 5 mit einem Vorratsbehälter 6 für das Filtergut verbunden. In diesem Behälter befindet sich vorzugsweise ein Schlamm-Asche-Gemisch, das vorher in nicht dargestellter Weise hergestellt worden ist.

Es ist ferner ein Druckbehälter 7 vorgesehen, dessen Förderleitung 8 in die Leitung 3 einmündet. Die Schlammzufuhr zu diesem Behälter erfolgt über eine Leitung 9, die von der Leitung 5 vor der Pumpe 4 abzweigt und gegebenenfalls, wenn der Behälter 6 nicht, wie in der Zeichnung dargestellt, erhöht angebracht ist, eine Pumpe aufweisen kann. Die Druckluftzufuhr zu dem Behälter 7 erfolgt über eine Leitung 10 mit einem Drosselventil 11 und einem Luftsteuerventil 12. Ferner ist eine Entlüftungsleitung 13 mit einem Entlüftungsventil 14 vorgesehen.

In den Leitungen 8 bzw. 9 sind je Rückschlagventile 15, 16 vorgesehen. Ein weiteres Rückschlagventil 17 ist hinter der Pumpe 4 angebracht. Dieser Teil der Vorrichtung, arbeitet wie folgt: In den Behälter7 wird zunächst das auf die Filterpresse 1 aufzugebende Filtergut über die Leitungen 5 und 9 bei geöffnetem Entlüftungsventil 14 eingebracht. Nach Schließen dieses Ventils und Öffnen des Ventils 12 wird ein Druck von beispielsweise 10 atü in den Behälter 7 ίο gegeben. Das Filtergut wird dann durch die Leitungen 8,3 auf die Filterelemente der Filterpresse 1 aufgebracht, wodurch sofort eine Filtration in Gang gesetzt wird und ein Filterkuchen gleichmäßiger Porosität entsteht. Die Rückschlagventile 16 und 17 in den Leitungen 9 und 33 werden dabei geschlossen, so daß also kein Schlamm in die Leitung 5 zurückgedrückt wird.

Infolgedessen kann gleichzeitig die Pumpe 4 in

Gang gesetzt werden. Wenn jedoch die Pumpe einen Druck aufgebaut hat, der den Druck in der Leitung 8 überschreitet, so schließt das Rückschlagventil 15.

Von diesem Moment an erfolgt die Förderung des Filtergutes nicht mehr von dem Behälter 7 aus, son- · dem nur noch über die Pumpe 4 und es kann nunmehr mit einem Hochdruck bis beispielsweise 10 bis 15 atü gefördert werden, je nach Auslegung der Pumpe:

Man kann auch das Rückschlagventil 16 statt in der Leitung 9 in der Leitung 5 anbringen, vor allem wenn nicht aus einem über dem Behälter 7 angeordneten Vorratsbehälter 6 gefördert wird, sondern das Gut mittels einer tiefer liegenden Pumpe in das System gefördert wird. Die Pumpe 4 fördert dann von dem Niveau des Filtergutes in dem Behälter 7 aus, wenn das Rückschlagventil 15 geschlossen ist, während dieses Niveau durch die in die Leitung 5 för-' dernde Pumpe gehalten wird.

Nach Abschluß der Filtration wird die Pumpe 4

ausgeschaltet. Gleichzeitig wird ein Entlastungsventil 18 geöffnet. Ferner wird die Presse 1 geöffnet und es

werden die Filterkuchen aus dem Filterkammerri ausgetragen. In der Zwischenzeit ist der Behälter 7 wieder gefüllt worden, so daß nun nach Schließen der Ventile 14 und 18 erneut Filtergut in die Presse gefördert werden kann.

Es ist ferner auf der Zeichnung eine Vorrichtung zur Aufbringung eines Filterhilfsmittels auf die Filter der Filterpresse dargestellt, insbesondere wenn damit gemäß der Erfindung bei Filtration von Abwasserschlämmen, gegebenenfalls in Mischung mit Asche, eine dünne Ascheschutzschicht auf das Filter aufgebracht werden soll. Das erforderliche Asche-Wasser-Gemisch wird dabei in einem Druckbehälter 19 hergestellt. Dieser Druckbehälter 19 wird aus dem FiI-tratbehälter 2 über eine Leitung 20, in der ein Rückschlagventil 21 vorgesehen ist, derart mit dem Filtrat der Filterpresse gefüllt, daß eine Mischung mit Asche, die aus einem Aschebunker 22 über eine Zellenschleuse 23 zugeführt wird, erfolgt. Über eine Leitung 24 mit Rückschlagventil 25, Steuerventil 26 und Drosselventil 27 ist der Druckbehälter 19 mit einem Kompressor 28 verbunden. Ferner ist eine weitere Druckluftleitung 29 mit einem Drosselventil 30 vorgesehen, die von unten in den Druckbehälter 19 eingeführt ist.

Der Druckbehälter 19 ist ferner über eine Leitung 31, die in die Leitung 3 mündet, mit der Filterpresse 1 verbunden.

Ein Wechselschieber 32 ist so ausgebildet, daß er die Leitung 3 vor Einmünden der Leitung 31 schließt, wenn die Leitung 31 geöffnet wird, und umgekehrt. Ferner mündet die Leitung 10 des Druckbehälters 7 in den Druckbehälter 19.

Zum Aufbringen einer Ascheschutzschicht auf die Filterelemente der Filterpresse vor der Filtration wird wie folgt vorgegangen: Zunächst wird der Behälter 19 mit Asche-Wasser-Gemisch gefüllt. Dies geschieht durch Öffnen der Ventile 12 und 14. Da der Behälter 19 dann drucklos ist, läuft Filtrat über die Leitung 20 aus dem Behälter 2 in den Behälter 19. Diesem Filtrat wird Asche über die Zellenschleuse 23 zugemischt. Gleichzeitig kann durch Öffnen des Ventils 26 eine Durchwirbelung der Mischung mit Druckluft über die Leitung' 29 erfolgen, die auch während des späteren Aufgabevorganges fortgesetzt werden kann. Der Zufluß von Filtrat hört auf, sobald das Ventil 12 geschlossen wird, da in der Leitung 20 das Druckluftventil 21 vorgesehen ist.

Nach Schließen der Presse 1 und des Ventils 18 sowie Verstellen des Wechselschiebers derart, so daß die Leitung 31 geöffnet, die Leitung 3 jedoch geschlossen ist, erfolgt nach Öffnung des Steuerventils 26 die Aufgabe des Asche-Wasser-Gemisches auf das Filter. Da₁ der Kompressor 28 kein konstantes Druckpotential aufrechterhält, erfolgt die Aufgabe zunächst mit größerem, dann jedoch abfallendem Druck. Das Asche-Wasser-Gemisch wird also sozusagen auf die Filterelemente aufgeschossen.

Nachdem die Ascheschutzschicht die erwünschte Dicke aufweist, wird, nach vorheriger öffnung des Steuerventils 12, der Wechselschieber 32 umgestellt, so daß nun die Leitung 31 verschlossen und die Leitung 3 geöffnet wird. Die Förderung des Asche-Wasser-Gemisches wird also unterbrochen. Gleichzeitig wirkt aber der noch in dem Druckbehälter 19 vorhandene Druck auf das Schlamm-Wasser-Gemisch in dem Behälter 7 ein und fördert dieses Gemisch nun wie vorher beschrieben in die Filterpressel. Es folgt also unmittelbar auf die Aufbringung der Filterhilfsmittelschicht eine Aufgabe von' Filtergut, wobei ein Zeitverlust vermieden wird und gleichzeitig der in dem Druckbehälter 19 zur Aufbringung des Filterhilfsmittels noch vorhandene

ao Druck zur Aufgabe des Filtergutes ausgenutzt wird.

Der weiterhin zur Aufgabe des Filtergutes in dem. Behälter 7 benötigte Druck kann dann natürlich von dem Kompressor 28 über die Leitungen 24 und 10 geliefert werden.

Die weitere Aufgabe des Filtergutes erfolgt dann in der vorher beschriebenen Weise.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Filtrieren, insbesondere zum Entwässern von Abwasserschlämmen, mittels einer Filterpresse, der das Filtergut zuerst mit Niederdruck und dann mit Hochdruck zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergut zu Beginn der Filtration mittels pneumatischem Druck auf das Filter aufgegeben wird und eine Pumpe die gesamte Förderung des Filtergutes erst übernimmt, nachdem in der Leitung zwischen Pumpe und Presse ein höherer Druck aufgebaut worden ist.

2. Verfahren nach Anspruch'1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe bereits während der pneumatischen Förderung des Filtergutes Filtergut in die Filterpresse fördert.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Aufbringen einer Filterhilfsschicht auf das Filter vor Aufbringen des Filtergutes den in dem dazu erforderlichen Druckbehälter angewandten bzw. nach Aufbringen der Filterhilfsschicht noch verbleibenden Druck zum Aufbringen des Filtergutes verwendet. · __

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Förderleitung (33 bzw. 3) zwischen Pumpe (4) und Presse (1) die Förderleitung. (8) eines zum Aufbringen des Filtergutes unter pneumatischem Druck dienenden Behälters (7) mündet und daß in dieser Leitung (8) ein Rückschlagventil (15) vorgesehen ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (7) zur Aufgabe des Filtergutes unter pneumatischem Druck mit einem Behälter (19) zum Aufbringen des Filterhilfsmittels über eine Druckluftleitung (10) als einziger Druckluftquelle verbunden ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleitung (31) für das Filterhilfsmittel durch einen Wechselschieber (32) unter gleichzeitigem öffnen der Förderleitung (33 bzw. 3) für das Filtergut verschließbar ist und umgekehrt.