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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden und
Entwässern
von Grobstoffen aus Schlämmen
und Abwässern
mit einer in einem Gehäuse
angeordneten Schneckenfördereinrichtung,
welche eine Schneckenwelle mit einer Wendel aufweist. Weiterhin
weist die Vorrichtung eine Siebwandung sowie eine an einem Ende
des Gehäuses
angeordnete, der Schneckenfördereinrichtung entgegenwirkende
Stauplatte auf.
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Derartige
Vorrichtungen werden in Klärwerken
beispielsweise zur Siebung von Primärschlamm aus der Vorklärung oder
weitere Stufen der mechanischen Abwasserreinigung eingesetzt. Durch
die Grobstoffabscheidung aus dem Schlamm wird eine nachfolgende
Behandlung, beispielsweise Hygienisierung oder Trocknung des Schlammes,
wesentlich erleichtert. Ebenso kann ein gesiebter und entwässerter
bzw. getrockneter Klärschlamm
ohne Fremdstoffe problemloser einer landwirtschaftlichen Verwertung
zugeführt
werden. Durch die Abscheidung der Grobstoffe werden Betriebsprobleme
und Schäden
an Anlagenteilen, beispielsweise durch Faserstoffe, vermieden. Derartige
Vorrichtungen sind im Stand der Technik bekannt und werden häufig als Schneckenfördereinrichtungen
bzw. Schneckenpressen ausgeführt.
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Die
DE 86 30 154 beschreibt
eine Vorrichtung zum Trennen von Störstoffen und wiederverwertbaren
Gutstoffen, wobei die Vorrichtung aus einer Entstippungsvorrichtung,
einer Trennvorrichtung und einer mechanischen Entwäs serungsvorrichtung besteht.
In der Trennvorrichtung erfolgt eine Abscheidung der Feststoffe
sowie die Trennung der Gut- und Störstoffe. Die abgetrennten Störstoffe
werden anschließend
in eine Entwässerungsvorrichtung
geleitet. Die Entwässerungsvorrichtung
kann hierbei als Förder-
oder Verdichterschnecke ausgebildet sein. Um einen der Förderschnecke
entgegenwirkenden Druck aufzubauen, kann beispielsweise auf der Schneckenwelle
nach einer Flügelfreien
Zone ein ganzer gegenläufig
gerichteter Schneckenflügel
angebracht sein. Ebenso ist es jedoch möglich, daß der Gegendruck durch einen
Pfropfen aus verdichteten Feststoffen ausgeübt wird. Die Austrittsöffnung für die eingedickten
Feststoffe befindet sich am Umfang des Behälters und kann durch einen
beweglich angeordneten Staudeckel verkleinert oder vergrößert werden.
Die so vorab entwässerten
Feststoffe gelangen anschließend
in eine Strangpresse, wo sie weiter verdichtet werden, um eine ausreichende
Entwässerung zu
gewährleisten.
Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist neben dem baulichen Aufwand,
daß für Abscheiden,
Entwässern,
Verdichten und Austragen der Feststoffe mehrere Arbeitsgänge erforderlich
sind.
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Weiterhin
sind im Stand der Technik Vorrichtungen bekannt, welche das Verdichten,
Entwässern und
Austragen der Feststoffe in einem Arbeitsgang ermöglichen.
Bei diesen Vorrichtungen ist eine Schneckenfördereinrichtung in einer Siebwandung angeordnet.
Das zu siebende Medium gelangt ins Innere der Schneckenfördereinrichtung,
wo die Flüssigkeit
durch die Sieblochungen abläuft,
während
die Grobstoffe an der Siebwandung zurückgehalten werden. Durch die
Schneckenfördereinrichtung
werden die Grobstoffe an eine Preßzone geführt, wo eine Verdichtung und
weitere Entwässerung
erfolgt. Die Feststoffe werden hierbei gegen eine Stauvorrichtung
gepreßt,
deren Anpreßdruck
mittels einer Pneumatikvorrichtung automatisch in Abhängigkeit
der Grobstoffzusammensetzung und Grobstoffkonzentration geregelt
ist. Sobald sich ein Filterkuchen an der Stauvorrichtung aufgebaut
hat und der Gegendruck hierdurch steigt, gibt die Stauvorrichtung
eine Austrittsöffnung
für die
Feststoffe frei, so daß diese ausgetragen
werden können.
Die Schneckenwendel ist hierbei häufig konisch ausgebildet und
in einer konischen Siebwandung angeordnet, so daß der Förderraum der Schnecke selbsttätig gegen
die Siebwandung abgedichtet ist. Die Schnecke ist hierdurch nachstellbar,
so daß stets
eine Abreinigung der Siebfläche
von innen erfolgt. Alternativ oder zusätzlich ist die Reinigung der
Siebfläche
durch eine Rückspülung mit
Wasser entgegen der Fließrichtung
möglich. Maschinen
mit einer automatischen Pneumatikregelung und einer Reinigungseinrichtung
sind konstruktiv aufwendig und teuer in der Herstellung, ebenso wie
die Fertigung eines konischen Siebes und einer konischen Schnecke.
Derart aufwendige und teure Maschinen sind daher nur für große Kläranlagen
mit großen
Durchflüssen
geeignet.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine kostengünstige und konstruktiv einfache
Maschine zum Abscheiden und Entwässern
von Grobstoffen bereit zu stellen, welche für kleinere Durchflüsse geeignet
ist.
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Die
Aufgabe wird gelöst
mit einer Vorrichtung zum Abscheiden und Entwässern von Grobstoffen mit den
Merkmalen des Hauptanspruches.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit
einer Schneckenfördereinrichtung,
einer Siebwandung sowie einer der Schneckenfördereinrichtung entgegen wirkenden
Stauplatte sind die Siebwandung und die Wendel zylindrisch ausgebildet.
Zur Abdichtung der Wendel gegen die Siebwandung sind an der Wendel
Bürstenleisten
angeordnet, so daß im Förderraum
der Schnecke ein Preßdruck
aufgebaut werden kann. Im Gegensatz zu der aus dem Stand der Technik
bekannten konischen Ausbildung von Siebwandung und Wendel sind hierdurch
nur geringe Toleranzen einzuhalten, entstehende Abweichungen können durch
die angebrachten Bürstenleisten
ausgeglichen werden. Das Fördergut
wird durch die Schnecke gegen die Stauplatte gefördert, wobei an der Stauplatte
ein Filterkuchen entsteht, welcher den Förderraum der Schnecke zusätzlich abdichtet.
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Eine
besonders vorteilhafte Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, daß die
Stauplatte zur Erzeugung eines Anpreßdruckes federbelastet ist. Durch
die Federbelastung kann die Stauplatte sofort der Förderwirkung
der Schnecke entgegenwirken, so daß Leckströme von Anfang an verhindert
werden. Beim Betrieb ohne eine Feder würde ansonsten eine Abdichtung
des Förderraumes
erst dann erreicht werden, wenn der Filterkuchen an der Stauplatte
eine ausreichende Dicke erreicht hat. Insbesondere bei Beschickung
der Vorrichtung durch eine Pumpe können durch eine federbelastete
Stauplatte Leckströme bereits
zu Beginn des Abscheideprozeßes
vermieden werden.
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Eine
besonders vorteilhafte Ausführung
der Erfindung sieht vor, daß die
Siebwandung an einem Ende stirnseitig eine Öffnung aufweist und daß die Stauplatte
an der Öffnung
der Siebwandung angeordnet ist. Diese Anordnung ermöglicht eine
besonders einfache Austragung des gepreßten Gutes durch einen Spalt
zwischen der Stauplatte und der Öffnung
der Siebwandung.
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Ebenfalls
vorteilhaft ist es, wenn die Schneckenwelle auf der der Öffnung der
Siebwandung gegenüberliegenden
Seite einseitig gelagert ist. Durch die nur einseitige Lagerung
werden Verstopfungen im Austrittsbereich des Fördergutes, welche durch eine
Lagerung der Schneckenwelle verursacht werden könnten, vermieden.
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Eine
andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Stauplatte
undurchbrochen ist. Die abgepreßte
Flüssigkeit
verbleibt somit im Inneren des Behälters und kann durch eine entsprechende
Auslaßöffnung abgeführt werden.
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Eine
besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die auf
die Stauplatte wirkende Federkraft zur Anpassung an unterschiedliche Medien
und Mengen einstellbar ist. Der Gegendruck der Stauplatte kann hierdurch
an verschiedene Gleiteigenschaften, Zusammensetzungen und Mengen des
einzudickenden Stoffes sowie den erforderlichen Entwässerungsgrad
angepaßt
werden.
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Besonders
vorteilhaft ist es hierbei, wenn die auf die Stauplatte wirkende
Federkraft durch ein Gewinde einstellbar ist. Die Höhe der Federkraft
auf die Stauplatte wird durch eine Veränderung des Federweges der
Feder eingestellt. Andere Einstellmechanismen sind jedoch ebenfalls
möglich.
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Ebenfalls
vorteilhaft ist eine Weiterbildung der Erfindung, bei welcher die
Stauplatte an ihrer der Öffnung
der Siebwandung zugewandten Seite in Form eines Kegels oder eines
Kegelstumpfes ausgebildet ist. Hierdurch wird im Bereich der Öffnung eine stetige
Querschnittsverengung in der Preßzone erreicht, wodurch besonders
gute Entwässerungen
erzielt werden können.
Ist der Staukonus als Kegelstumpf ausgeführt, können die entstehenden Preßkräfte im Inneren
der Förderschnecke
begrenzt werden. Darüber
hinaus wird der Weg des Preßgutes
bis zur Austragsöffnung
hierdurch vorteilhaft verkürzt. Ein
Hindurchtreten des Preßgutes
durch die Ablauföffnungen
für die
Flüssigkeit
und damit eine erneute Verunreinigung der Flüssigkeit wird durch die Begrenzung
der Preßkräfte ebenfalls
verhindert.
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Eine
andere vorteilhafte Ausführung
der Erfindung sieht vor, daß die
Siebwandung als Lochblech ausgebildet ist. Die Siebwandung ist hierdurch besonders
kostengünstig
und konstruktiv einfach herzustellen. Besonders vorteilhaft ist
es hierbei, wenn die Siebwandung als Langlochschlitzblech ausgebildet
ist. Durch die Verwendung eines Langlochschlitzbleches wird die
Reinigung durch die aufgeschraubten Bürstenleisten erheblich erleichtert. Darüber hinaus
wir durch die länglichen
Schlitze ein größerer Durchsatz
als bei runden Löchern
ermöglicht.
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Eine
besonders vorteilhafte Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, daß zur
Reinigung der Siebfläche
die Bürsten
der an der Schneckenwendel an geordneten Bürstenleisten länger sind
als der Abstand der Schneckenwendel zur Siebfläche. Insbesondere in Verbindung
mit einem Langlochschlitzblech kann hierdurch eine besonders gute
Reinigungswirkung durch die Bürsten
erzielt werden. Eine zusätzliche
Reinigung durch Rückspülung ist
hierdurch nicht nötig.
Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn die Bürstenleisten auf die Schneckenwendel aufgeschraubt
sind. Hierdurch ist sowohl ein einfacher Austausch bei Verschleiß gewährleistet,
darüber
hinaus können
die Bürstenleisten
beispielsweise durch Langlöcher
in Bezug auf die Siebwandung einstellbar sein, so daß entsprechende
Fertigungstoleranzen oder Verschleiß ausgeglichen werden können.
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Weiterhin
ist es vorteilhaft, wenn die Schneckenwendel eine konstante Steigung
aufweist und über
die gesamte Länge
der Schneckenwelle angeordnet ist. Der Weg des Preßgutes bis
zur Austragsöffnung
wird hierdurch verkürzt.
Durch die gleichmäßige Schneckensteigung
wird ein übermäßiger Druckaufbau
im Inneren der Förderschnecke
verhindert, so daß keine
Schäden
an der Siebwandung durch zu hohen Druck auftreten. Im Zusammenwirken
mit der federbelasteten Stauplatte wird dennoch ein ausreichender
Gegendruck erreicht.
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Eine
andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Vorrichtung
direkt in ein Rohrleitungssystem einer Abwasserreinigungsanlage
einbaubar ist. Hierdurch ist die Vorrichtung auch besonders gut
nachträglich
in ein bestehendes Rohrleitungssystem integrierbar.
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Daneben
ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung kontinuierlich über eine
Pumpe beschickbar ist. Wird die Vorrichtung beispielsweise durch
eine Schneidradpumpe beschickt, wird Feststoffmaterial bereits durch
die Schneidradpumpe zerkleinert. Leckströme oder Beschädigungen
des Siebes durch größere Teile
werden hierdurch verhindert. Bei Beschickung mit einer Pumpe ist
eine kontinuierliche Arbeitsweise mit kontinuierlicher Grobstoffab scheidung möglich. Ebenso
ist Jedoch auch eine diskontinuierliche Beschickung der Vorrichtung
denkbar.
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Weitere
Vorteile der Erfindung werden in den nachfolgenden Ausführungsbeispiele
beschrieben. Es zeigen
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1 eine schematische Darstellung
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit Anschlüssen und
Antrieb in einer Seitenansicht,
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2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung
in einer Seitenansicht in Schnittdarstellung,
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3 eine Detaildarstellung
des Zusammenwirkens von Bürsten
und Siebwandung zur Abdichtung und Reinigung und
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4 eine schematische Darstellung
eines für
die Siebwandung geeigneten Schlitzlochbleches.
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1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum
Abscheiden und Entwässern
von Grobstoffen. Die Vorrichtung 1 weist ein Gehäuse 9 mit
einen Einlauf 2 für
das zu siebende Medium, einem Ablauf 3 für das Filtrat sowie
einer Austragsöffnung 4 für die zurückgehaltenen
und entwässerten
Feststoffe auf. Im Inneren des Gehäuses 9 sind eine Schneckenfördereinrichtung mit
einer Schneckenwendel 7 sowie eine Siebwandung 6 angeordnet.
Mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 können Feststoffe
aus verschiedensten Medien, insbesondere aus Primärschlamm,
Faulschlamm, Überschlußschlamm
oder Fäkalschlamm ebenso
wie aus Produktionsabwässern
der Industrie abgesiebt und entwässert
werden. Ein Einsatz der Vorrichtung 1 zur mechanischen
Reinigung im Rahmen der Brauchwasseraufbereitung ist ebenfalls möglich. Wegen
der einfachen und kostengünstigen Bauweise
ist eine erfin dungsgemäße Vorrichtung
für kleinere
Anlagen und kleinere Durchflüsse
besonders geeignet.
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Das
Medium wird durch eine – nicht
dargestellte – Pumpe
unter Druck über
den Einlauf 2 in die Siebzone a gefördert, wobei die im Medium
enthaltene Flüssigkeit
unter geringem Druckverlust durch die Siebwandung 6 gedrückt wird.
Die abgepreßte
Flüssigkeit
gelangt durch die Öffnungen
in der Siebwandung 6 zum Filtratablauf 3, während die
Grobstoffe an der Siebwandung 6 zurückgehalten werden. Der von
Grobstoffen befreite Schlamm kann als Naßschlamm an die Landwirtschaft
abgegeben werden oder je nach Beschaffenheit einer weiteren Behandlung
zugeführt
werden. Durch die Drehung der Schneckenwendel 7 werden
die Grobstoffe zur Preßzone
b transportiert, wo sie stichfest entwässert und anschließend über die
Austragsöffnung 4 in
einen -nicht dargestellten – Feststoffbehälter ausgetragen werden.
Der gepreßte
Grobstoff erreicht hierbei einen Feststoffgehalt von bis zu 45%.
Der Antrieb der Schneckenwelle 8 erfolgt über einen
Elektromotor 10. Durch den geringen Platzbedarf und die
geschlossene Bauweise ist die Vorrichtung 1 problemlos
auch in bereits bestehende Rohrleitungssysteme integrierbar, wobei
die Pumpenbeschickung einen kontinuierlichen Betrieb ermöglicht.
Wird zur Beschickung der Vorrichtung 1 eine Schneidradpumpe
eingesetzt, gelangen nur bereits zerkleinerte Grobstoffe in die
Vorrichtung, so daß Schäden, beispielsweise an
der Siebwandung, vermieden werden. Leckströme durch das Verklemmen größerer Teile
werden somit ebenfalls verhindert. Die Vorrichtung 1 ist
jedoch ebenso für
eine diskontinuierliche Beschickung geeignet.
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Die
Schneckenwendel 7 fördert
das Siebgut gegen eine an einer Öffnung 5 der
Siebwandung 6 angeordnete Stauplatte 11 (2). Die Stauplatte 11 wird
im vorliegenden Beispiel durch eine Feder 12 gegen die Öffnung 5 gedrückt, so
daß ein
Austreten von Flüssigkeit
durch die Öffnung 5 verhindert
wird. Die Öffnung 5 ist
hier stirnseitig an der Siebwandung 6 angeordnet, eine
umfangsseitige Öffnung 5 ist
jedoch ebenfalls denkbar. Die Siebwan dung 6 sowie die Schneckenwendel 7 sind
zylindrisch ausgebildet. Der Spalt s zwischen Siebwandung 6 und
Wendel 7 wird durch an der Wendel 7 angeordnete
Bürstenleisten
abgedichtet. Die Bürstenleisten
sind hier nicht dargestellt. Bei Drehung der Schneckenwendel 7 wird
das Siebgut gegen die Stauplatte 11 gefördert und weiter entwässert, wodurch
sich an der Stauplatte 11 ein Filterkuchen aufbaut. Sobald
der Druck im Inneren der Förderschnecke
steigt, wird die Stauplatte 11 gegen die Federkraft von
der Öffnung 5 abgehoben,
so daß das
Preßgut
durch den entstehenden Spalt ausgetragen werden kann. Die Abdichtung
des Förderraumes
der Schnecke gegen Leckströme
erfolgt nun durch den Filterkuchen. Die Federkraft ist durch ein
Gewinde einstellbar, um den Anpreßdruck der Stauplatte 11 an
wechselnde Grobstoffbeschaffenheiten und -konzentrationen anpassen
zu können. Um
den Austrag der Feststoffe nicht zu behindern, ist die Schneckenwelle 8 nur
einseitig auf der der Öffnung 5 gegenüberliegenden
Seite durch ein Lager 13 gelagert.
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Im
vorliegenden Beispiel ist die Stauplatte 11 als Kegelstumpf
ausgebildet. Im Vergleich zu einem Vollkegel können hierdurch zu hohe Preßkräfte vermieden
werden, welche unter Umständen
die Siebwandung 6 zerstören
könnten.
Die Schneckenwendel 7 kann hierdurch über die gesamte Länge der Schneckenwelle 8 ausgeführt werden,
wodurch eine gute Entwässerung
des Preßgutes
erreicht wird und der Weg des Preßgutes bis zum Austritt an
der Öffnung 5 vorteilhaft
verringert wird. Eine Ausbildung der Stauplatte als einfache Platte
oder als Vollkegel ist ebenso möglich,
im Vergleich mit einer Platte ist jedoch mit einem Kegelstumpf eine
bessere Dichtwirkung zu erzielen. Eine Vorpressung des Preßgutes, beispielsweise
durch eine abnehmende Steigung der Schneckenwendel 7, ist
ebenfalls nicht nötig,
so daß die
Schneckenwendel 7 auf einfache Weise mit konstanter Steigung
gefertigt werden kann.
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3 zeigt schematisch die
Dicht- und Reinigungswirkung der an der Schneckenwendel 7 angeordneten
Bürsten 15.
Die Bürsten 15 sind über hier nicht
dargestellte Bürstenleisten
am Umfang der Schneckenwendel 7 angebracht, vorzugsweise
verschraubt. Die Bürsten 15 dichten
hierbei den Spalt s zwischen Schneckenwendel 7 und Siebwandung 6 ab,
so daß eine
Förderung
und Entwässerung
des Preßgutes
gewährleistet
ist. Die Einhaltung enger Fertigungstoleranzen für Siebwandung 6 und
Schneckenwendel 7 ist hierdurch nicht erforderlich. Die Bürsten 15 sind
so angeordnet, daß sie
bis in die Öffnungen 17 der
Siebwandung 6 hineinreichen, so daß sie zugleich die Siebfläche reinigen.
Aufwendige Konstruktionen zur Siebreinigung, beispielsweise durch
Wasserrückspülung, sind
hierdurch nicht nötig. Die
Vorrichtung 1 kann ohne Wasser betrieben werden.
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Eine
besonders gute Reinigungswirkung wird in Verbindung mit einem Langlochschlitzblech 19 erzielt,
wie es in 4 dargestellt
ist. Ein derartiges Blech läßt sich
durch Stanzen einfach herstellen. Die Größe der Langlöcher 20 kann
hierbei ebenso variieren wie ihre Anordnung. Als vorteilhaft für größere Durchflüsse hat
sich beispielsweise eine Größe der Langlöcher von
0,5 mm × 10
mm erwiesen. Ebenso sind jedoch auch runde Sieblochungen verschiedener
Größen möglich. Durch
den Einsatz verschiedener Siebe in eine erfindungsgemäße Vorrichtung können mit
einer Maschine mehrere Anwendungen realisiert werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt. Abwandlungen
im Rahmen der Patentansprüche oder
Kombinationen fallen ebenfalls unter die Erfindung.