DE2318270A1

DE2318270A1 - Verfahren zur entwaesserung einer suspensionsschicht, sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2318270A1
Application number: DE2318270A
Authority: DE
Inventors: Amichai Meir Carmel; Bengt Olov Lundh
Original assignee: Rederi Nordstjernan AB
Current assignee: Rederi Nordstjernan AB
Priority date: 1972-04-13
Filing date: 1973-04-11
Publication date: 1973-10-31
Also published as: BE798173A; CA1020469A; JPS5442101B2; NL176908C; ES413625A1; ZA732412B; GB1419406A; DE2318270B2; FR2180049B1; NL7304938A; NL176908B; DK145901C; FR2180049A1; SE365122B; US3891549A; IT980819B; AU5436573A; DK145901B; JPS4947975A; DE2318270C3

Description

Verfahren zur Entwässerung einer Suspensionsschicht sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entwässerung einer Suspensionsschicht auf einem Filtermedium, das sich kontinuierlich mit der Suspensionsschicht in einer Richtung bewegt, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist bekannt, Suspensionen auf einem Filtermedium, beispielsweise aus einem Drahtgeflecht oder Drahttuch, mit oder ohne eine am Filter angeordnete Saugvorrichtung zu entwässern. Beim Aufbringen der Suspension auf das Filter besteht die Suspension in der Regel zunächst aus Flocken suspendierter Partikel. Im Verlaufe der kontinuierlichen Bewegung des Filtermediums und der kontinuierlichen Zufuhr der Suspension auf das Filter wird auf dem Filter eine Suspensionsschicht erzeugt. Dabei hat es sich als wünschenswert erwiesen, die Suspension dem Filter in einer solchen Weise zuzuführen, daß die auf dem Filter erzeugte Schicht möglichst gleichförmig ist. In Wirklichkeit hat sich jedoch gezeigt, daß die auf dem Filter verteilte Masse in ungleichförmiger Weise verteilt ist, und zwar neben anderen Gründen deshalb, weil die Suspension Inhomogenitäten aufweist. Wenn relativ große Flüssigkeitsmengen durch das Filter gelangen, wird der Anteil der Suspension, der dem Filter am nächsten liegt, entwässert, so daß die suspendierten Partikel eine Verdichtung erfahren, wodurch eine weitere Flüssigkeitsentfernung erschwert wird. Im Falle vieler Suspensionstypen, die ein sogenanntes verdichtbares Material enthalten, führt dies zur Ausbildung einer praktisch impermeablen Schicht aus suspendierten Partikeln über dem Filter. Die Suspensionspartikel bilden dabei eine dichte Packung und führen dabei zur Ausbildung einer weniger komprimierten Schicht von Suspensionspartikeln mit einem geringeren Flüssigkeitsgehalt und darüber einer Schicht

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mit einer größeren Porosität aus Flocken suspendierter Partikel mit einem höheren Flüssigkeitsgehalt.

Es hat nicht an Versuchen gefehlt, die Flüssigkeitsentfernung durch Verpressen oder Druckausüben zu verbessern. Diesen Verfahren war jedoch kein bemerkenswerter Erfolg beschert. So hat sich gezeigt, daß die oben liegenden Suspensionen gewöhnlich nach den Seiten abflössen.

Aufgabe der Erfindung war es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, welche es ermöglichen, daß die Flüssigkeitsentfernung von einer Suspensionsschicht auf einem Filter erleichtert und verbessert wird.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Entwässerung einer Suspensionsschicht auf einem Filtermedium, das sich kontinuierlich mit der Suspensionsschicht in einer Richtung bewegt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in der Schicht mindestens eine Furche oder Rinne erzeugt wird, indem ein Teil der Suspension,der dem Filtermedium am nächsten liegt, einer Drehbewegung oder Aufwälzung unterworfen und in Bezug auf das Filtermedium auf ein höheres Niveau angehoben wird, x^orauf die mindestens eine Furche oder Rinne aufweisende Suspensionsschicht zu einer Schicht praktisch gleichförmiger Dicke eingeebnet oder geglättet wird.

Gegenstand der Erfindung ist des weiteren eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, gekennzeichnet durch ein System von über der zu entwässernden Schicht drehbar angeordneten Elementen, von denen mindestens eines so ausgestaltet ist, daß es in die Suspensionsschicht eine Furche oder Rinne zu graben vermag, und von denen mindestens ein zweites nachfolgendes Element aus einer Walze oder Rolle besteht, die die durch die Furchenoder Rinnenbildung unebene Schicht wieder einebnet.

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Das Verfahren und die Vorrichtung der Erfindung eignen sich zur Entwässerung der verschiedensten, in der Technik anfallenden Suspensionen, insbesondere zur Entwässerung von Schlämmen, Breien oder Trüben von Abwasser-Kläranlagen.

Erfindungsgemäß wird somit in der auf einem Filtermedium erzeugten Suspensionsschicht mindestens eine Rinne oder Furche erzeugt und vollständig oder teilweise umgewälzt und geglättet, indem sie einer Umwälz- oder Drehbewegung unterworfen wird. Die Furchen-^ oder Rinnenbildung wird dabei so ausgeführt, daß eine oder vorzugsweise mehrere Furchen oder Rinnen erzeugt werden, und zwar nahe zueinander, vorzugsweise parallel zueinander und quer durch die gesamte Suspensionsschicht. Hierbei wird die unterste Schicht komprimierter Partikel durchdrungen und die Flüssigkeitsentfernung, d. h. die Entwässerung, erleichtert. Wichtig ist, daß die Furchen- oder Rinnenbildung in der Weise erfolgt, daß die untere Schicht aus komprimierten Partikeln vom Filtermedium abgehoben und zur Seite fortbewegt wird, und zwar auf ein höheres Niveau relativ zum Niveau des Filtermediums. Ein optimaler Entwässerungseffekt wird dabei durch ein praktisch vollständiges Umdrehen der Suspensionsschicht der Bezirke der Furchen oder Rinnen und durch ein gleichzeitiges Verbringen dieser Suspensionsteile auf die Seite der Furche in Form von Wellen oder Anhäfungen erzielt, wobei diese Wellenoder Anhäufungen eine untere unberührte komprimierte Schicht, eine Zwischenschicht aus Flocken oder aus porösem Material und eine obere Schicht aus komprimierten Partikeln umfassen.

Nach der Furchen- oder Rinnenerzeugung wird die Suspensionsschicht auf dem Filtermedium wiederum eingeebnet. Das Einebnen erfolgt dabei in vorteilhafter Weise dadurch, daß die aufgefurchte Suspension einer Drehbewegung oder UmIaufbewegung unterworfen wird, die vorzugsweise durch sich drehende oder rotierende Walzen oder Rollen bewirkt wird, welche die bei

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der Furchen- oder Rinnenbildung erzeugten Wälle oder Anhäufungen so bearbeitet, daß die Furchen oder Rinnen wieder gefüllt werden, und zwar im wesentlichen mit der poröseren Fraktion der Suspension. Auf diese Weise ist es möglich, Flüssigkeit sehr rasch auch von diesem Teil der Suspensionsschicht zu entfernen.

Gemäß einer speziellen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, die eine besonders wirksame Flüssigkeitsentfernung gewährleistet, wird die gesamte Behandlung der Suspensionsschicht wiederholt, und zwar in der Weise, daß die Furchen oder Rinnen in der Suspensionsschicht auf dem Filtermedium dort erzeugt werden, wo sich vorher die Wälle der zunächst ausgehobenen Furchen oder Rinnen befanden.

Das Verfahren der Erfindung ermöglicht eine sehr wirksame Entwässerung von Suspensionen. So wurde beispielsweise bei der Entwässerung einer Schlammsuspension eine Erhöhung der Wasserentfernung um 25 % festgestellt.

Die Zeichnung dient der näheren Erläuterung der Erfindung. In der Zeichnung ist eine Ausgestaltung der Erfindung beispielsweise dargestellt. Im einzelnen sind dargestellt in:

Fig. 1 die Erzeugung einer Suspensionsschicht auf einem üblichen Filtermedium im Schema, wenn das erfindungsgemäße Verfahren nicht angewandt wird;

Fig. 2 die Entwässerung einer Suspension im Schema bei Anwendung des Verfahrens der Erfindung;

Fig. 3 eine Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung und

Fig. 4 und 5 Ansichten von drehbar angeordneten Elementen einer Vorrichtung nach der Erfindung.

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Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Entwässerung einer Suspension hat sich als nicht zufriedenstellend'erwiesen. Wie in Fig. 1 dargestellt, bildet sich bei dem üblichen bekannten Verfahren auf einem Filter 1, beispielsweise einem Filter aus einem Drahtgeflecht, eine komprimierte und praktisch impermeable Schicht 2 aus suspendierten Partikeln mit einem geringen Flussigkeitsgehalt in unmittelbarer Nachbarschaft zum Filter, während sich auf dieser Schicht 2 eine Schicht 3 mit einer größeren Porosität aus Flocken von suspendierten Partikeln mit einem höheren Flüssigkeitsgehalt ausbildet. Wie bereits dargelegt, sind Versuche, die Flüssigkeitsentfernung in irgendeiner Weise durch Verpressen zu erreichen, nicht sehr vorteilhaft verlaufen. So hat sich gezeigt, daß die überstehende Suspensionsschicht normalerweise zu den Seiten des Filters fließt.

Fig. 2 stellt schematisch den Zustand einer Suspension auf einem Filter dar, wenn die Suspension dem Verfahren der Erfindung unterworfen wird. Auf dem Filtermedium 1, beispielsweise einem Drahtgeflecht oder Drahttuch, wurde eine Vielzahl Erhebungen 4 oder aufgeworfener Teile 4 erzeugt, die durch die Furchen oder Rinnen 5 voneinander getrennt sind. Die einzelnen Erhebungen bestehen aus einer unteren komprimierten Schicht 6, welche mindestens im wesentlichen unberührt ist, einer Zwischenschicht 7 aus Flocken aus porösem Material und einer oberen Schicht 8 aus komprimierten Partikeln.

Nach der Erzeugung der Furchen oder Rinnen 5, wie in Fig. 2 dargestellt, werden die einzelnen Erhebungen 4 wieder eingeebnet, and zwar zu einer Schicht praktisch gleichförmiger Dicke. Durch diese Einebnung werden die Erhebungen oder Wälle 4 derart versetzt, daß die Furchen oder Rinnen 5 von neuem gefüllt werden, und zwar im wesentlichen mit der poröseren Fraktion 7 der Suspension. Auf diese Weise wird eine sehr schnelle Flüssigkeitsentfernung aus der Suspension erzielt.

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Die Flüssigkeitsentfernung kann in vorteilhafter Weise noch wirksamer gestaltet werden, wenn das beschriebene Verfahren wiederholt wird, und zwar in der Weise, daß die Furchen oder Rinnen dann in jenen Stellen erzeugt werden, wo sich früher die Erhebungen 4 befanden. Hierbei wird auch die in Fig. 2 durch das Bezugszeichen 6 dargestellte Schicht auf ein höheres Niveau angehoben.

In Fig. 3 ist eine vorteilhafte Ausgestaltung einer Vorrichtung nach der Erfindung, aus der sich ergibt, wie eine Suspensionsschicht mit Furchen versehen und wieder geglättet wird, im Schema dargestellt. Dabei sind nur jene Details der Vorrichtung dargestellt, welche erfindungswesentlich sind.

Die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Behälter 9 für die Zufuhr und Verteilung einer Suspension auf ein endloses Filtertuch 10, z. B. ein Drahtfiltertuch, welches in der durch Pfeile angedeuteten Richtung über Rollen oder Walzen 11 und 12 umläuft. Die Vorrichtung weist zwei Arten drehbar angeordneter Elemente zum Furchengraben und Ausgleichen oder Ausnivellieren der aufgefurchten Suspensionsschicht auf. Die erste Art drehbar angeordneter Elemente besteht aus einer drehbar gelagerten Welle 13 und hieran befestigten Nocken- oder Mitnehmerscheiben 14, während die zweite Art der drehbar angeordneten Elemente aus einer drehbar gelagerten Walze oder Rolle 15 besteht. Dabei bewirken die Nocken- oder Mitnehmerseheiben 14 das Auffurchen der Suspensionsschicht, während die Walzen 15 den Nivellierungseffekt herbeiführen. Die bearbeitete Suspensionsschicht verläßt das Filtertuch bei der Förderrolle 12, wie durch den Pfeil A dargestellt ist.

In Fig. 4 ist ein Teil einer vorteilhaften Ausführungsform eines zum Ausfurchen verwendeten Elementes 13, 14 dargestellt.

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Bei dieser Ausgestaltung des Elementes weisen die Nocken- oder Mitnehmerscheiben 14 eine Neigung zur Achse der Welle 13 auf. Durch die Neigung der Nocken- oder Mitnehmerscheiben wird eine besonders-vorteilhafte Aufhebung und Umwälzung der Suspensionsschicht bei der Furchenbildung erreicht. Die Nocken- oder Mit- . nehmerscheiben 14 können jedoch auch senkrecht zur Welle 13 angeordnet sein. Des weiteren können diese Scheiben auch eine andere Form als in Fig. 4 dargestellt aufweisen, d. h. die Scheiben brauchennicht geradlinig oder stabförmig zu sein, sondern können vielmehr auch wellenförmig oder gekrümmt sein, in welchem Falle keine geraden, sondern gewundene oder gekrümmte Furchen in die Suspensionsschicht gegraben werden. Als besonderslvorteilhaft haben sich jedoch in der Regel gerade Nocken- oder Mitnehmerscheiben in winkelförmiger Anordnung erwiesen.

Anstelle von auf einer drehbar gelagerten Welle befestigten Mitnehmer- oder Nockenscheiben, wie in Fig. 4 dargestellt ist, können auch andere geeignete drehbare Elemente, die eine Furche oder Rinne in die Suspensionsschicht zu graben vermögen, verwendet werden.

Die die Furchen grabenden Elemente, z. B. die Elemente 13, 14, sollen sich mit einer geeigneten, wahlweise einstellbaren Geschwindigkeit drehen können. Es hat sich gezeigt, daß stationär angeordnete Elemente, d. h. nicht drehbar angeordnete Elemente, nicht geeignet sind, da diese in der gleichen Weise wirken.wie Kies- oder Heurechen, die sich als ungeeignet erwiesen haben, da das Schichtenmaterial leicht vor dem Rechen Klumpen bildet.

Es ist jedoch ohne Bedeutung, ob die drehbar angeordneten Elemente sich in der Bewegungsrichtung des Filtermediums und der Suspensionsschicht drehen oder entgegengesetzt zu dieser Richtung. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung einer Vorrichtung nach der Erfindung drehen sich die Elemente entgegengesetzt zur

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Bewegungsrichtung der Suspensionsschicht, wodurch eine besonders effektive Anhebung der Schicht erreicht wird.

Die Walzen oder Rollen 15 zum Ausgleichen der Schicht können aus Walzen oder Rollen mit glatter Oberfläche bestehen. Vorzugsweise weisen sie jedoch kleine Riffelungen, Zacken oder Auskehlungen oder Furchen 16 in der Oberfläche auf, welche in einer vorteilhaften Ausgestaltung, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, schräg zur Bewegungsrichtung des Filtermediums verlaufen.

Wesentlich ist des weiteren, daß die Walze oder Rolle, wenn sie sich in Bewegungsrichtung des Filtermediums dreht, eine Umlaufgeschwindigkeit hat, welche größer ist als die Geschwindigkeit des Filtermediums. Hierdurch wird erreicht, daß die Schicht davor bewahrt wird, in falscher Weise komprimiert zu werden. Erreicht wird vielmehr, daß das Schichtenmaterial in die Furchen gefördert wird und nachfolgend leicht in die Furchen gepreßt wird. Hierdurch wird Flüssigkeit schneller aus dem Material entfernt, da-s zuvor einen hohen Flüssigkeitsgehalt aufwies.

In vorteilhafter Weise können die drehbar angeordneten Elemente 13, 14 bzw. 15 in federndem oder elastischem Kontakt mit der Schicht angeordnet sein und gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung einer Vorrichtung nach der Erfindung sind die einzelnen Elemente derart angeordnet, daß ihr Abstand oder ihre Höhe von der Schicht verstellt werden kann.

Eine gleichförmige Verteilung einer Suspension über das gesamte Filtermedium, wie es erfindungsgemäß erzielbar ist, kann von besonderem Vorteil für all die Fälle sein, in denen die Behand-1 ung der Suspension durch einen besonderen Druck auf die Schicht oder ein besonderes Verpressen der Schicht in einer Endstufe beendet wird. Eine solche Druckausübung oder ein solches Verpressen kann in besonders einfacher Weise erreicht werden, indem ein besonderer Streifen oder ein besonderes Band oder ein

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Filtertuch, ζ. B,Drahtfiltertuch, angeordnet wird, welches um die FSrderwalze 12 der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung gebogen ist,

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1.1 Verfahren zur Entwässerung einer Suspensionsschicht auf einem ^*⁰^ Filtermedium, das sich kontinuierlich mit der Suspensionsschicht in einer Richtung bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schicht mindestens eine Furche erzeugt wird, indem ein Teil der Suspension, der dem Filtermedium am nächsten liegt, einer Drehbewegung unterworfen und in Bezug auf das Filtermedium auf ein höheres Niveau angehoben wird, worauf die mindestens eine Furche aufweisende Suspensionsschicht zu einer Schicht praktisch gleichförmiger Dicke eingeebnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Verfahrensstufe in der Suspensionsschicht zunächst mehrere, durch aufgewalztes Suspensionsmaterial vone inander getrennte Furchen erzeugt und wieder eingeebnet werden und daß in den Bereichrüer aufgewalzten Suspensionsanteile in einer zweiten Verfahrensstufe weitere Furchen erzeugt und eingeebnet werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen

1 und 2, gekennzeichnet durch ein System von über der zu entwässernden Schicht drehbar angeordneten Elementen, von denen mindestens eines so ausgestaltet ist, daß es in die Suspensionsschicht eine Furche zu graben vermag, und von denen mindestens ein zweites nachfolgendes Element aus einer Walze besteht, die die durch die Furchenbildung unebene Schicht wieder einebnet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die Furche erzeugende Element aus einer drehbar gelagerten Rolle oder Walze mit mindestens einer Mitnehmer- oder Nockenscheibe besteht.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Einebnung verwendete Walze derart ausgestaltet ist, daß sie mit einer Umfangsgeschwindigkeit zu rotieren vermag, die die Fördergeschwindigkeit des Filtermediums übertrifft.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Furchen grabenden Mitnehmer- oder Nockenscheiben mit der Bewegungsrichtung des Filtermediums einen Winkel bilden. '

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Furche erzeugende Element derart drehbar angeordnet ist, daß es sich entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Filtermediums dreht.

8. Vorrichtung nach Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Einebnung verwendete Walze Rinnen aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinnen quer zur Bewegungsrichtung des Filtermediums verlaufen.

10. Vorrichtung nach Ansprüchen 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Einebnung verwendete Walze eine glatte Oberfläche aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das die Furche erzeugende Element in seiner Entfernung zum Filtermedium verstellbar angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Einebnung verwendete Element in seiner Entfernung zum Filtermedium verstellbar angeordnet ist.

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