DE1903974B2 - Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen entwaessern von abwasserschlaemmen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Entwässern von Abwasserschlämmen, bei dem aus einem von einem Filter- und Förderband unmittelbar getragenen Filterkuchen die Flüssigkeit in einer ersten Entwässerungszone zur einen und in einer zweiten Entwässerungszone zur anderen Grenzfläche des Filterkuchens hin durch Anwendung von Über- und/oder Unterdruck abgezogen wird.

Zu Beginn der Entwässerung nimmt das in der ersten Entwässerungszone zur einen Grenzfläche strömende Wasser feinste Feststoffteilchen mit und lagert diese im Bereich der einen Grenzfläche ab. Dies führt zu einem fortschreitenden Sinken der Entwässerungsgeschwindigkeit. Wird anschließend der Filterkuchen .Tür anderen Grenzfläche hin entwässert, so steigt die Entwässerungsgeschwindigkeit wieder sprunghaft an, ohne nachfolgend wesentlich abzusinken, da ja die feinen Fest-Stoffteilchen bereits im Bereich der einen Grenzfläche abgelagert sind. Man erhält also günstige Entwässerungsergebnisse.

Dennoch wurde gefunden, daß ein bekanntes Verfahren der eingangs genannten Art (DT-PS 1 38 623) in seiner Entwässerungsleistung noch verbesserungsbedürftig ist, und zwar hinsichtlich des erforderlichen Zeit- und/oder Energieaufwandes.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, die Entwässerung schneller und/oder ener-

jo giesparender durchzuführen.

Hierzu ist das Verfahren nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkuchen zwischen den Entwässerungszonen so gewendet wird, daß die in der ersten Entwässerungszone obenliegende, der Entwässerungsgrenzfläche gegenüberliegende Seite des Filterkuchens in der zweiten Entwässerungszone die Unterseite, nach der hin entwässert wird, bildet.

Der wesentliche Vorteil dieser Verfahrensweise besteht darin, daß die Entwässerung sowohl in der ersten, als auch in der zweiten Entwässerungszone durch die Schwerkraft unterstützt wird. Dies tritt zur Wirkung des Über- und/oder Unterdruckes hinzu und läßt damit den erforderlichen Zeit- und/oder Energieaufwand zur Erzielung eines vorgegebenen Entwässerungsgrades absinken.

Die abwechselnden Entwässerungsvorgänge können sich ohne weiteres wiederholen, so daß sich an die zweite Entwässerungsstufe eine dritte Entwässerungsstufe mit Flüssigkeitsentzug in gleicher Richtung wie in der ersten Stufe anschließen kann. Auch können Entwässerungsstufen mit gleichzeitigem Flüssigkeitsentzug nach beiden Seiten hin eingeschoben sein.

Zwar ist es zur Schaffung einer in ihren horizontalen Abmaßen kompakten Vorrichtung bekannt (GB-PS 8 81 969), schwer zu filtrierende Feststoffe eine horizontale Bahn laufen zu lassen, sodann nach unten hin umzulenken und sodann in Gegenrichtung eine vertikalversetzte, weitere horizontale Bahn zu führen. Jedoch laufen hier die Feststoffe zwischen Schwammbändem, die zunächst zusammengepreßt werden und beim Expandieren die Flüssigkeit aus der Suspension saugen. Die Entwässerung erfolgt also nach oben und unten gleichermaßen in beide Schwammbänder hinein. Dabei ist es ohne Bedeutung, zu welcher der beiden Schwammbänder hin die Schwerkraft gerichtet ist.

Weiterhin kenn man das Umlenken von zu entwässernden Feststoffschichten auf dem Sektor der Papierherstellung (US-PS 31 32 990). Dort treten jedoch völlig andere Probleme auf. Zum einen durchlaufen die Feststoffe die Entwässerungszonen mit vergleichsweise großen Geschwindigkeiten. Es treten also entsprechend kurze Entwässerungszeiten auf, bei denen die Einwirkung der Schwerkraft keine Rolle spielen kann. Zum anderen geht es bei der Papierherstellung nicht darum, den Zeit- und/oder Energieaufwand zur Erzielung eines bestimmten Entwässerungsgrades möglichst gering zu halten. Das Hauptaugenmerk des Papierfachmanns liegt vielmehr auf der Erzielung einer bestimm-

ten Qualität und Oberflächenbeschaffenheit des Endproduktes.

Die Erfindung betrifft ferner eine besonders vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bestehend aus einer ersten Entwässerungseinrichtung mit einem umlaufenden Filterband, auf dem durch Flüssigkeitsentzug ein Filterkuchen aus dem filternden Medium gebildet und teilweise nach einer Seite entwässert wird, und aus einer zweiten Entwässerungseinrichtung, die in räumlichem Abstand von der ersten angeordnet ist, wobei das Filterband von der ersten zur zweiten Entwässerungseinrichtung derart verläuft, daß der darauf abgelagerte Filterkuchen von der zweiten Entwässerungseinrichtung nach der anderen Seite entwässert wird. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Filterband vorgesehen ist, das derart angeordnet ist, daß es auf die Oberseite des die erste Entwässerungseinrichtung verlassenden Filterkuchens aufläuft und zusammen mit dem ersten Filterband und dem irischen ihnen gehaltenen Filterkuchen derart zur zweiten Entwässerungseinrichtung geführt ist, daß es in dieser das Filterband bildet, nach dem hin der Filterkuchen entwässert wird. Mit dieser Vorrichtung können die erfindungsgemäß vorgesehenen Verfahrensschritte ganz besonders einfach durchgeführt werden.

Vorzugsweise besteht die erste und/oder zweite Entwässerungseinrichtung aus einer rotierenden Saugtrommel oder einem ortsfesten Flachsauger.

Vorzugsweise sind Preßwalzen für den sich zwischen den Filterbändern befindenden Filterkuchen der zweiten Entwässerungszone nachgeschaltet.

Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal ist die Entwässerungsvorrichtung in der zweiten Entwässerungszone aus einem ortsfesten flachen Stützsieb und einem mit dem Filterband synchron umlaufenden, wasserundurchlässigen Preßband gebildet.

Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung an Hand der Zeichnungen erläutert.

F i g. 1 bis 3 zeigen in schematischer Seitenansicht verschiedene zweistufige Entwässerungsvorrichtungen gemäß der Erfindung;

F i g. 4 zeigt schematisch den zeitlichen Verlauf der Entwässerung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren im Vergleich zu einer einseitigen Entwässerung.

Gemäß F i g. 1 gelangt die zu entwässernde Suspension über einen Zulauf 1, der mit einer Tauchwand 2 ausgerüstet ist, in einen Filtertrog 3. Ein schematisch angedeutetes Pendelrührwerk 4 verhindert das Sedimentieren der Feststoffe in dem Filtertrog 3. In den Filtertrog 3 taucht eine rotierende Saugtrommel (erste Entwässerungseinrichtung 5) ein, die mittels einer Leitung 6 an eine (nicht dargestellte) Vakuumpumpe angeschlossen ist. Auf dem größten Teil des Umfangs der Saugtrommel 5 liegt ein erstes Filtertuch 7 an, das über mehrere Umlenkwalzen 8 der Saugtrommel 5 zugeführt wird. Die Saugtrommel läuft in Richtung des Pfeiles 9 um. Durch geeignete Steuermittel, die allgemein bekannt und deshalb nicht näher erläutert sind, wird der Unterdruck in der Saugtrommel 5 so gesteuert, daß in einer ersten Unterdruckzone 10 die Feststoffe aus der Suspension an das an der Saugtrommel 5 anliegende Filtertuch 7 angesaugt werden, so daß sie sich am Umfang der Saugtrommel 5 in Form einer Feststoffschicht 11 ansammeln. Sobald diese Feststoffschicht 11 durch die Drehung der Saugtrommel 5 über den Flüssigkeitsspiegel des Filtertroges 1 herausgehoben wird, beginnt die eigentliche Entwässerungszone I, in welcher aus der Feststoffschicht Ii das Wasser nach einer Seite hin abgesaugt wird, wie durch die kleinen Pfeile angedeutet. Dieser Teil der Vorrichtung stellt die erste Entwässerungsstufe 1 dar.

Die zweite Entwässerungsstufe II besteht aus einem Flachsauger (zweite Entwässerungseinrichtung 12), der entweder ein ortsfester Saugkasten oder ein rotierender Flachsauger sein kann. Er ist durch eine Leitung 13 ebenfalls an eine nicht dargestellte Vakuumpumpe angeschlossen. Ober dem Flachsauger 12 läuft ein zweites Filtertuch 14, das durch Umlenkwalzen 15 geführt ist. Wie man aus F i g, 1 erkennt, läuft das Filtertuch 14 am Ende der Entwässerungszone 1 auf die obere, d. h. feuchtere Seite der Feststoff schicht 11 auf. Die zwischen den beiden Filtertüchern 7 und 14 sich befindende, teilweise entwässerte Feststoffschicht 11 wird mittels der beiden Filtertücher von der Saugtrommel 5 weg, zunächst lotrecht nach oben und dann horizontal über den Flachsauger 12 zugeführt, wo sie nun in einer zweiten Entwässerungszone II nach der anderen Seite hin, die die von der Saugtrommel 5 entfernte Seite war, entwässert wird. Der besseren Führung halber liegt das erste Filtertuch 7 auf dem ganzen Weg der Feststoffschicht 11 über dem Flachsauger 12 an der Oberseite der Feststoffschicht an.

Die den Flachsauger 12 verlassende Feststoffschicht hat nunmehr die Konsistenz eines gründlich entwässerten Feststoffkuchens und wird z. B. mittels eines Schabers 16 vom Filtertuch 14 abgenommen. Ein weiterer Schaber 17 kann mit dem Filtertuch 7 zusammenwirken, um das Anhaften von Feststoffresten an diesem zu verhindern. In den gestrichelt angedeuteten Bereichen 18, 19 können Waschvorrichtungen vorgesehen sein, um die Filtertücher von Feststoffteilchen, die sich in den Poren festgesetzt haben, zu reinigen.

In der Zeichnung nicht dargestellt sind die Ablaufleitungen, mit denen das gereinigte Filtrat aus dem Innern der Saugtrommel 5 und des Flachsaugers 12 abgezogen wird. Das Filtrat aus beiden Entwässerungszonen kann einem gemeinsamen Filtratauffangbehälter zugeleitet werden. Es ist aber auch möglich, das jeweils am Beginn jeder Entwässerungszone anfallende Filtrat, da; noch einen größeren Anteil von feinsten Feststoffteilchen enthalten kann, getrennt aufzufangen und in die zu entwässernde Suspension zurückzuleiten.

Bei der Vorrichtung gemäß F i g. 2 ist die erste Ent Wässerungsstufe I identisch ausgebildet wie in F i g. 1.

In der zweiten Entwässerungsstufe dagegen erfolg die Entwässerung nicht durch Vakuum, sondern durcl Preßdruck, der durch Preßwalzen 24 auf die Feststoff Schicht 11 ausgeübt wird. Die Feststoffschicht 11 wire durch die Preßwalzen 24 gegen ein entsprechend be lastbares Stützsieb 25 angepreßt, über welches da zweite Filtertuch 14 läuft. Unter dem Stützsieb 25 be findet sich ein Filtratauffangbehälter 26. Um zu verhin dem, daß Wasser auch nach der Oberseite der Fest Stoffschicht 11 ausgepreßt wird, läuft über die Preßwal zen 24 ein Gummituch 27.

Bei der Vorrichtung gemäß F i g. 3 finden in der er sten und zweiten Entwässerungsstufe Flachsauger An wendung. Die zu entwässernde Suspension wird au einem Aufgabebehälter 28 auf ein erstes umlaufende Filtertuch 29 gegeben, wo sich eine bandartige Fest Stoffschicht 30 ausbildet. Das Filtertuch 29 läuft mit de Feststoffschicht 30 über eine erste Entwässerungsein richtung 31 (Flachsauger), die durch eine Leitung 32 mi einer Vakuumpumpe verbunden ist und die erste Ent Wässerungszone I darstellt. Am Ende der ersten Ent

wässerungszone I läuft auf die Oberseite der Feststoffschicht 30 ein zweites Filtertuch 33 auf. Die zwischen den beiden Filtertüchern sich befindende, teilweise entwässerte Feststoffschicht wird zu einem Flachsauger (zweite Entwässerungseinrichtung 34) gefördert, der die zweite Entwässerungszone Il bildet und durch eine Leitung 35 mit einer Vakuumpumpe verbunden ist. Die in der Entwässerungszone I vom Flachsauger 31 abgewandte Seite der Feststoffschicht 30 ist in der Entwässerungszone II, die dem Flachsauger 34 zugewandte Seite. Nach dem Verlassen der Entwässerungszone Il laufen die Filtertücher 29, 33 mit dem dazwischen befindlichen, weitgehend entwässerten Feststoffkuchen durch Preßwalzen 36, 37, die weiteres Wasser entfernen und der. Feststoffkuchen verdichten. Die Preßwalzen 36, 37 können gleichzeitig als Antriebswalzen für die Filtertücher 29 und 33 dienen. Mit 18 und 19 sind wieder Waschvorrichtungen für die Filtertücher angedeutet.

In F i g. 4 ist der in Prozent/Trockenmasse angegebene Trockengehalt des Feststoffkuchens als Ordinate über der in Minuten angegebenen Filtrationsdauer aufgetragen. Es handelt sich um Meßwerte aus Versuchen mit einem Abwasserschlamm, der mit einem Anfangstrockengehalt von 2,42% der Entwässerung zugeführt wurde. Die voll ausgezogene Linie a gibt den Verlauf bei einseitiger Entwässerung wieder. Man sieht, daß ein Endtrockengehalt von 25% erst nach etwa 23 Minuten Filtrationsdauer erreicht wird Die gestrichelten Linien b, c, d zeigen den Verlauf bei einer abwechselnd nach beiden Seiten erfolgenden Entwässerung. Man erkennt, daß die Entwässerung nach der Umkehr der ursprünglichen Entwässerungsrichtung sehr viel schneller verläuft, und daß der Entrockengehalt von 25% in wesentlieh kürzerer Zeit erreicht wird. Gegenüber der einseitigen Entwässerung ergibt sich eine Verkürzung der Filtrationsdauer bis zu 64%. Der wesentlich steilere Verlauf der gestrichelten Linien gegenüber der ausgezogenen Linie ist hauptsächlich darauf zurückzuführen, daß bei Beginn der Entwässerung die feinsten Feststoffteilchen sich in der Nähe der einen Oberfläche der Feststoffschicht ansammeln und dort eine verhältnismäßig undurchlässige Schicht bilden. Nach einer Umkehrung der Entwässerungsrichtung bildet sich an der anderen Oberfläche eine solche Schicht nicht aus, so daß das Wasser nach der anderen Seite wesentlich wirksamer abgezogen werden kann. Man erkennt aus F i g. 4 ferner, daß es auch auf die Wahl des richtigen

'5 Zeitpunktes der Umschaltung von der einen zur anderen Entwässerungsrichtung ankommt. Bei der Kurve c erfolgte diese Umschaltung bereits nach 2 Minuten und man erkennt, daß man hierdurch ein ungünstigeres Ergebnis erzielt, als wenn man gemäß Kurve b die Umschaltung erst nach 5 Minuten vornimmt. Die Ursache dürfte darin liegen, daß bei der Kurve c sich die eingangs erwähnte Schicht aus feinsten Feststoffteilchen an der einen Oberfläche noch nicht vollständig ausgebildet hatte. Bei Kurve b erfolgte die Umschaltung nach 5 Minuten und man erhält eine optimale Verkürzung der Filtrationsdauer um 64%. Ein noch'spätere! Zeitpunkt des Umschalten* ist wieder ungünstiger, wit die Kurve d zeigt, bei der die Umschaltung erst nach 10 Minuten erfolgte und die Verkürzung der Filtra tionsdauer nur 50,5% beträgt. Die Wahl des geeigneter Zeitpunktes hängt selbstverständlich von der Ausbil dung und dem Leistungsvermögen der jeweils verwen deten Vorrichtung sowie von der Beschaffenheit des zi entwässernden Schlammes ab.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Entwässern von Abwasserschlämmen, bei dem aus einem von einem Filter- und Förderband unmittelbar getragenen Filterkuchen die Flüssigkeit in einer ersten Entwässerungszone zur einen und in einer zweiten Entwässerungszone zur anderen Grenzfläche des Filterkuchens hin durch Anwendung von Über- und/oder Unterdruck abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkuchen zwischen den Entwässerungszonen so gewendet wird, daß die in der ersten Entwässerungszone obenliegende, der Entwässerungsgrenzfläche gegenüberliegende Seite des Filterkuchens in der zweiten Entwässerungszone die Unterseite, nach dir hin entwässert wird, bildet.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, bestehend aus einer ersten Entwässerungseinrichtung mit einem umlaufenden Filterband, auf dem durch Flüssigkeitsentzug ein Filterkuchen aus dem zu filternden Medium gebildet und teilweise nach einer Seite entwässert wird, und aus einer zweiten Entwässerungseinrichtung, die in räumlichem Abstand von der ersten angeordnet ist, wobei das Filterband von der ersten zur zweiten Entwässerungseinrichtung derart verläuft, daß der darauf abgelagerte Filterkuchen von der zweiten Entwässerungseinrichtung nach der anderen Seite entwässert wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Filterband (14, 33) vorgesehen ist, das derart angeordnet ist, daß es auf die Oberseite des die erste Entwässerungseinrichtung (5,31) verlassenden Filterkuchens aufläuft und zusammen mit dem ersten Filterband (7, 29) und dem zwischen ihnen gehaltenen Filterkuchen derart zur zweiten Entwässerungseinrichtung (12,34) geführt ist, daß es in dieser das Filterband bildet, nach dem hin der Filterkuchen entwässert wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder zweite Entwässerungseinrichtung (5,31,12,34) aus einer rotierenden Saugtrommel oder einem ortsfesten Flachsauger besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Preßwalzen (36, 37) für den sich zwischen den Filterbändern (29, 33) befindenden Filterkuchen (U) der zweiten Entwässerungseinrichtung (34) nachgeschaltet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwässerungseinrichtung in der zweiten Entwässerungszone aus einem ortsfesten flachen Stützsieb (25) und einem mit dem Filterband (7) synchron umlaufenden, wasserundurchlässigen Preßband (27) gebildet ist.