DE1911007B2 - Einrichtung zur Schwerkrafteindickung von Schlämmen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Schwerkrafteindickung von Schlämmen, insbesondere von kommunalen oder industriellen Abwasserschlämmen, bei der mindestens zwei Eindickerstufen, jede bestehend aus mindestens iinem Eindickerbehälter, in dem der Schlamm durch Schwerkraftabsetzung eingedickt und überstehendes Wasser abgezogen wird, derart hintereinandergeschaltet sind, daß aus dem Bodenbereich der einen Eindickerstufe abgezogener eingedickter Schlamm in den Eindickerbehälter der nächsten Stufe eingeleitet wird, wobei in der ersten Eindickerstufe der oder jeder Eindickerbehälter ein Verhältnis seiner größten lichten Weite zur mittleren Höhe des Schlammspiegels aufweist, das gröbei als I ist.

Je stärker der Schlamm im Eindicker entwässert wird, desto geringer ist der anlagenmäßige, zeitliche und energiemäßige Aufwand für die nachfolgende Schlammbehandlung, die entweder in einer natürlichen Schlammtrocknung auf Trockenbeeten oder in einer maschinellen Schlammentwässerung, z. B. durch Filterpressen, bestehen kann. Man ist deshalb bestrebt, die Leistungsfähigkeit der Eindickeranlagen zu steigern. Man hat deshalb auch bereits in der eingangs genannten Weise zwei Eindickerstufen hintereinander geschaltet, um den Entwässerungseffekt zu vergrößern.

Die Entwässerungsleitung eines Eindickerbeckens ist u· a. auch wesentlich von dem Verhältnis der lichten Becken weite bzw. — bei den in der. Regel verwendeten Rundbecken — des Beckendurchmessers zur mittleren Höhe des Schlammspiegels abhängig. In den zurückliegenden Jahren war man teilweise unterschiedlicher Meinung darüber, ob flache oder hohe Eindickerbecken vorteilhafter sind; es hat sich jedoch herausgestellt, daß die Eindickerleistung primär ganz wesentlich von der Oberflächenbelastung abhängt und sich mit zunehmender Belastung verschfechtert, so daß breite Becken, d. h. solche, deren Durchmesser wesentlich größer als die Höhe des Schlammspiegels ist, vorzuziehen sind und daher auch am häufigsten verwendet werden.

Aus der US-PS 2167 443 ist eine Eindickeranlage bekannt, die aus mehreren Eindickerbehältern der hohen Bauart, d.h. einem Verhältnis > 1, besteht. Hierbei muß ein hoher Eindickgrad mit geringen Eindickleistungen in Kauf genommen werden.

In einer durch die DE-OS 16 58 075 bekannten Vorrichtung findet die Schlammeindickung ausschließlich durch Verdampfen des Wassers statt. Der Schlamm wird in einem Wärmetauscher erhitzt und in einem Entspannungs-Verdampfer durch teilweises Verdampfen des Wassers eingeaickt, wobei er tangential in diesen Verdampfer eingeleitet wird. Als zweite Eindickerstufe ist hier ein Mehretagen-Trocknungsofen vorgesehen, auf dessen Heizflächen der voreingedickte Schlrmm aufgegeben imd durch Schaber weitergegeben wird.

Ein besonderer Nachteil aller Eindicker, insbesondere solcher, bei denen ein hoher Grad der Schlammentwässerung erzielt wird, besteht weiterhin darin, daß bei nachgeschalteten Schlammbehandlungseinrichtungen, in der Regel Filterpressen, aber auch den oben beschriebenen Mehretagen-Trocknungsöfen, ein diskontinuierlicher, chargenweiser Abzug des Schlammes erforderlich isL Auch bei konstanten« Zulauf ergibt sich daher eine schwankende Höhe des Schlar- mspiegels, was sich ungünstig auf den Eindickeffekt auswirkt. Vor allem aber besteht beim chargenweisen Abziehen des Schlammes die Gefahr, daß der schon weitgehend eingedickte und daher zähflüssige Schlamm nicht genügend schnell zur Entnahmestelle strömen kann, und daß das darüber befindliche Wasser oder dünnflüssige Schlammwassergemisch trichterförmig zur Entnahmestelle durchbricht, so daß große Schlammengen mit unnötig hohem Wassergehalt abgezogen werden, welche die nachgeschaltete Schlammbehandlungsvor- x richtung unnötig belasten. Durch die Anordnung eines trichterförmigen Schlammsumpfes am Boden des Eindickerbeckens und durch die Anbringung von Schlammräumwerken kann diesem Übel nur teilweise begegnet werden; insbesondere bei Eindickern mit hoher Eindickleistung reichen diese Maßnahmen nicht aus.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der bei großer Eindickleistung ein hoher Eindickgrad, insbesondere auch bei chargenweiser Entnahme des Schlammes zur Weiterleitung in nachfolgende Schlammbehandlungseinrichtungen erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindung -.gemäß bei einer Einrichtung zur Schwerkrafteindickung von Schlämmen der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß in der zweiten bzw. letzten Eindickerstufe der oder jeder Eindickerbehälter ein Verhältnis seiner größten lichten Weite ?ur mittleren Schlammspiegelhöhe aufweist, das kleiner als 1 ist.

Es wird hierdurch erreicht, daß in der ersten Eindickerstufe die Vorteile der breiten Eindickerbehälter mit geringer Oberflächenbelastung ausgenutzt werden können, während der schon weitgehend eingedickte Schlamm in der zweiten Eindickerstufe in Eindickerbehältent hoher Bauart behandelt wird, so daß er einem starken Verdichtungsdruck ausgesetzt ist und in so hoher Schiammsäule ansteht daß er ohne Gefahr von Wasserdurchbrüchen auch chargenweise abgezogen werden kann.

Insbesondere hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn in der zweiten Eindickerstufe das genannte Verhältnis zwischen 1 :5 und I : 2 liegt.

Weitere Vorteile d«:r erfindungsgemäßen Einrichtung können insbesondere d?nn nutzbar gemacht werden, wenn eine einen weitgehend kontinuierlichen Abzug des eingedickten Schlammes aus der ersten Eindickerstufe bewirkende Fördereinr'tihtung vorgesehen ist. Es können dann unabhängig vom Betrieb einer der Eindickereinrichtung' nachgeschalteten Schlammbehandlungsvorrichtung und deren chargenweiser Beschickung die Höhe des Schlammspiegels, die hydrostatischen Verhältnisse, die Strömungsverhältnisse und ähnliche, die Eindickerleistung beeinflussende Faktoren der ersten Eindickerstufe konstant gehalten werden. Insbesondere können in der ersten Stufe Schlammentnahmespitzen und damit die Gefahr von Wasserdurchbrüchen, gegen die diese Stufe wegen der verhältnismäßig geringen Höhe des Schlammspiegels besonders anfällig ist, vermieden werden. Vorteilhafterweise sieht man auf den Schlammzulauf und/oder -abzug der ersten Eindickerstufe einwirkende Steuereinrichtungen zum Konstanthalten des Schlammniverius in der ersten Eindickerstufe vor. Diese Steuereinrichtungen, die ja die tatsächliche Höhe der Schlammschicht und nicht in erster Linie die Höhe der da^r;'iber befindlichen Flüssigkeit steuern sollen, werden verzugsweise durch eine Meßeinrichtung zum Messen des auf ein in den Schlamm tauchendes Krählwerk und/oder Bodenräumwerk wirkenden Drehmomentes gesteuert.

In dem Eindickerbehälter der zweiten Stufe müssen wegen des chargenweisen Schlammabzuges zur Filterpresse od. dgl. zwangsläufig schwankende Höhen des Schlammspiegels in Kauf genommen werden, die aber wegen der wesentlich größeren Absoluthöhe des Schlammspiegels nur wenig ins Gewicht fallen. Man wird natürlich auch hier bestrebt sein, die Verhältnisse soweit als möglich konstant zu halten. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn in der zweiten Eindickerstufe den Schlammzulauf oder den Wasserablauf beeinflussende Steuereinrichtungen zum Verhindern des Überschreitens eines maximalen Schlammspiegels vorgesehen sind. Dies kann entweder durch den Schlammzulauf sperrende Niveauschalter geschehen oder dadurch, daß in der zweiten Eindickerstufe ein Überlauf vorgesehen ist, dessen Rückführleitung an den Zulauf zur ersten Eindickerstufe angeschlossen ist.

Da der von der ersten zur zweiten Eindickerstufe geförderte Schlamm bereits weitgehend eingedickt ist, ist es wesentlich, daß er in eine Zone der zweiten Eindickerstufe eingespeist wird, in de. etwa gleiche Verhältnisse vorliegen. Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung ist daher vorgesehen, daß die Schlammabzugsleitung etwa im mittleren Wassertiefenbereich in die zweite Eindickerstufe mündet Vorteilhaft ist es auch, wenn der Einlauf der Schlammförderleitung in die zweite Eindickerstufe über Verteiler erfolgt, die eine gleichmäßige Verteilung bewirken und keine störenden Strömungsvorgänge auslösen.

Um nicht nur die Menge, sondern auch die Konzentration des in der ersten Eindickers'ufe abgezogenen Schlammes möglichst konstant zu halten, ist es vorteilhaft, wenn diese Stufe mit einem trichterförmigen Schlammsumpf mit einer Höhe von 1 bis 2 m versehen ist.

Für die zweite Eindickerstufe hat es sich als Vorteilhaft erwiesen, wenn sie durch einen Eindickbehälter gebildet ist, der ein Rundbecken mit einer Höhe von 6 bis 9 m, vorzugsweise etwa 8 m und einem Durchmesser von 3 bis 5 m, vorzugsweise etwa 4 m, ist. Anstelle eines einzelnen Berkens kann vorteilhafterweise die zweite bzw. mindestens die letzte Eindickerstufe aus mehreren parallel geschalteten Einzelbehältern bestehen, die aus vertikal gestellten Kunststoffrohr bestehen. Das erfindungsgemäße Verhältnis von Durchmesser zu SchlammsDieeeihöhe muli dann für ieden

Einzelbehälter gelten. Ks ergibt sich hierbei eine besonders einfache und billige Herstellung des Kindikkcrs. da Kunststoffrohre als Massenartikel zur Verfügung stehen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung bietet weiterhin die vorteilhafte Möglichkeit, daß man dem Schlamm Eindickhilfsmitlel, insbesondere beschwerende Mineral stoffe, wie Asche, und/oder die Schlammkonsistenz beeinflussende Chemikalien zusetzt. Diese Zugabe erfolgt vorzugsweise in einem Ztiniischbchältcr /wischen der ersten und zweiten Eindickerstufe, da derartige Zusätze besonders in der /weiten Eindicker· stufe mit ihrem hohen Eindickungsgrad erforderlich oder jedenfalls vorteilhaft sind.

Anhand der Zeichnungen werden im folgenden Ausführungsformen der Erfindung erläutert, wobei Fig. i und 2 schemaiisch zwei verschiedene Eindickereinrichtungen gemäß der Ei idling zeigen.

Die zweistufige Einrichtung besteht gemäß F i g. I aus zwei hintereinander geschalteten Eindickerbehältern I und 2. Der Eindickerbehälter 1 der ersten Stufe ist in herkömmlicher Weise flach gebaut, so daß sein Durchmesser mindestens das Doppelte der normalen Schlammspiegelhöhe 3 beträgt. Hierdurch wird die Oberflächenbelastung des Beckens niedrig gehalten. Eine auf der Beckenkrone umlaufende Räumerbrücke 4 trägt ein aus Krählsläben bestehendes Krählwerk 5 und ein Bodenräumwerk 6 zum Räumen des Schlammes in Richtung auf einen trichterförmigen Schlammsumpf 7. Die Höhe dieses Schla.mmsumpfes betragt etwa 1 bis 2 m. Der über einen Zulauf 8 durch geeignete Fördereinrichtungen zugeführte Schlamm wird in den Eindickerbehälter 1 über einen geeigneten Verteiler 9 mittig eingeleitet. Während das abgetrennte Wasser durch geeignete (nicht dargestellte) Überläufe abgezogen wird, wird der eingedickte Schlamm durch eine Pumpe 10 abgezogen, deren Förderleistung durch eine auf das dem Krählwerk 5 entgegenwirkende Drehmoment des Schlammes ansprechende Steuereinrichtung 11 gesteuert wird, so daß der Schlammspiegel im Eindickerbehälter 1 konstant gehalten wird. Abgesehen von der drehmoment-abhängigen Steuerung besitzt die Pumpe 10 eine konstante Förderleistung, so daß sich ein weitgehend konstanter Abzug des Schlammes aus dem Eindickerbehälter 1 ergibt.

In einem Zumischbehälter 12. z. B. einem Mischzyklon, können dem Schlamm Eindickhilfsmittel, wie beschwerende Mineralstoffe, z. B. Asche, oder auch die Schlammkonsistenz beeinflussende Chemikalien zugegeben werden, z. B. Eisen- oder Aluminiumchlorid, Kalk, Abfallsäuren oder Polyelektrolyte.

Der Schlamm gelangt dann in den Eindickerbehälter 2 der zweiten Stufe, welcher von hoher Bauweise ist, so daß sein Durchmesser nur einen Bruchteil. /.. B.'/; bis '/, der Schlammspiegelhöhe beträgt. Der Schlamm wird etwa in halber Hohe in diesen Eindickerbehälter 2 eingeleitet und zwar mittels eines /entrisch angeordnc ten Verteilers 13. der eine gleichmäßige Verteilung des bereits verhältnismäßig zähflüssigen Schlammes ohne störende Strömungserscheinungen bewirkt. Auch dieser Eindickerbehälter 2 ist mit einem Bodenräumwerk 14 ausgerüstet, während auf ein Krählwerk in der Regel

ίο verzichte! werden kann, da ja in diesem Behälter bereits die hohe Schlammsäule einen starken Verdichtungsdruck ausübt. Das abgeschiedene Wasser wird über einen Überlauf abgezogen und über eine Leitung 15 in den Zulauf zum Eindickerbehälter I zurückgeführt Auch beim F.indickerbchälter 2 kann eine drehmomentabhängige Steuereinrichtung 16 zur Steuerung der Pumpe iü vorgesehen sein.

Der zweiten Eindickerstufe ist zur Entwässerung des Schlammes eine Filterpresse 17 nachgeschaltet, die durch eine Pumpe 18 chargenweise beschickt wird.

Bei der Einrichtung gemäß Fig. 2 ist mit 21 der Eindickerbehälter der ersten Stufe gezeigt, welcher wiederum mit einem großen Verhältnis des Beckendurchmessers zur Höhe des Schlammspiegels ausgebildet ist. Krählwerk, Räumwerk und Einlaufbauwerk sind in der Zeichnung der Einfachheit halber weggelassen. Vom Schlammtrichter des Eindickerbehälters 21 wird der teilweise eingedickte Schlamm durch eine Pumpe 20 abgezogen und über einen Mischbehälter 22 in die

jo zweite Eindickerstufe geleitet. Diese zweite Stufe besteht aus drei hintereinander geschalteten Eindickerbehältern 23, 24, 25, die eine im Verhältnis zu ihrem Durchmesser sehr große Höhe aufweisen. Diese Eindickerbehälter der zweiten Stufe bestehen vorteil-

J5 hafterweise aus Kunststoffrohren, die lotrecht nebeneinander gestellt sind. Diese Kunststoffrohre können auch gebündelt angeordnet sein.

Die Behälter der zweiten Eindickerstufe sind in der Weise hintereinander geschaltet, daß der jeweils vom trichterförmigen Schlammsumpf des vorhergehenden Behälters abgezogene Schlamm etwa in mittlerer Höhe in den darauf folgenden Behälter eingespeist wird. Aus dem letzten Behälter 25 gelangt der Schlamm in eine Filterpresse 27. Durch entsprechend eingestellte Überlaufe 31, 32, 33 an den Eindickerbehältern der zweiten Stufe werden in diesen Eindickerbehältern der Reihe nach abnehmende Höhen des Schlammspiegels aufrecht erhalten, so daß die Förderung des Schlammes vom Behälter 25 in den Behälter 24 und vom Behälter 24 in den Behälter 25 allein durch hydrostatischen Druck erfolgt Der an den Überläufen abgezogene Schlamm gelangt über eine Rückfuhrleitung 26 in den Zulauf 8 zur ersten Eindickerstufe zurück.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Schwerkrafteindickung von Schlämmen, insbesondere von kommunalen oder industriellen Abwasserschlämmen, bei der mindestens zwei Eindickerstufen, jede bestehend aus mindestens einem Eindickerbehälter, in dem der Schlamm durch Schwerkraftabsetzung eingedickt und überstehendes Wasser abgezogen wird, derart hintereinandergeschaltet sind, daß aus dem Bodenbereich der einen Eindickerstufe abgezogener eingedickter Schlamm in den Eindickerbehälter der nächsten Stufe eingeleitet wird, wobei in der eisten Eindickerstufe der oder jeder Eindickerbehälter ein Verhältnis seiner größten lichten Weite zur mittle- 'S ren Höhe des Schlammspiegels aufweist, das größer als I ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten bzw. letzten Eindickerstufe der oder jeder Eincickerbehälter (2; 23,24,25) ein Verhältnis seiner größten üchieri Wciie zur mittleren Schlammspiegelhöhe aufweist, das kleiner als 1 ist

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der größten lichten Weite zur mittleren Schlammspiegelhöhe bei dem bzw. den Eindickerbehältern der zweiten Eindickerstufe zwischen 1 :5 und 1 :2 liegt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine einen weitgehend kontinuierlichen Abzug des eingedickten Schlammes aus der ersten Ein'ickerstufe bewirkende Fördereinrichtung.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch auf den Schlammzulauf und/oder -abzug der ersten Eindickerstufe einwirkende Steuereinrichtungen (11) zum Konstanthalten des Schlammniveaus in der ersten Eindickerstufe.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (11) durch eine Meßeinrichtung zum Messen des auf ein in den Schlamm tauchendes Krählwerk (S) und/oder <o Bodenräumwerk (6) wirkenden Drehmomentes gesteuert ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Eindickerstufe den Schlammzulauf oder den Was- *5 serablauf beeinflussende Steuereinrichtungen zum Verhindern des Überschreitens eines maximalen Schlammspiegcls vorgesehen sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen den Zulauf sperrenden Niveauschalter oder drehmomentabhängigen Schalter aufweist.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Eindickerstufe ein Überlauf (31, 32, 33) vorgesehen ist, dessen « Rückführleitung (26) an den Zulauf (8) der ersten Eindickerstufe angeschlossen ist

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die von der ersten zur zweiten Eindickerstufe führende Schlammabzugslei- M tung etwa im mittleren Wassertiefenbereich in die zweite Eindickerstufe mündet.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf der Schlammabzugsleitung in die zweite Eindickerstufe über Verteiler (13) erfolgt.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der von der ersten zur zweiten Eindickerstufe führenden Schlammförderleitung ein Zumischbehälter (12) zum Zumischen von Chemikalien, Eindickhilfsmitteln od. dgl. vorgesehen ist

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Eindickbehälter(l) der ersten Eindickerstufe mit einem tridterförmigen Schlammsumpf (7) mit einer Höhe von mindestens 1 bis 2 m versehen ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Eindickerstufe durch einen Eindickerbehälter gebildet ist, der ein Rundbecken mit einer Höhe von 6 bis 9 m, vorzugsweise etwa 8 m, und einem Durchmesser von 3 bis 5 m, vorzugsweise etwa 4 m, ist.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite bzw. mindestens die letzte Eindickerstufe aus mehreren parallel geschalteten Einzelbehältern besteht, die aus lotrecht gestellten Kunststoffrohren bestehen.