DE2318270C3 - Vorrichtung zur Entwässerung einer auf einem Filtermedium befindlichen Suspensionsschicht - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entwässerung einer auf einem Filtermedium befindlichen Suspensionsschicht, mit einer beweglichen Filtereinrichtung vom Endlosbandtyp und Mitteln zur Bildung einer Vielzahl von praktisch parallelen Furchen und Erhebungen in Längsrichtung bezüglich der Bewegungsrichtung der Filtereinrichtung in der Suspensionsschicht. *o

Es ist allgemein bekannt. Suspensionen auf einem Filtermedium, beispielsweise aus einem Drahtgeflecht oder Drahttuch, mit oder ohne einer am Filter angeordneten 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 so 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 mit einer größeren Porosität aus Flocken suspendierter Partikel mit einem höheren Flüssigkeksgehalt.

Aus der US-PS 20 97 529 ist ferner ein Verfahren zur Entwässerung einer Suspensionsschicht auf einem sich kontinuierlich mit der Suspensionsschicht in eine Richtung bewegten Filtermedium bekannt, bei dem im Anfangsstadium des Verfahrens die Suspension, die dem Filtermedium am nächsten liegt, einer Drehbewegung unterworfen und in bezug auf das Filtermedium auf ein höheres Niveau angehoben wird, worauf im Endstadium des Verfahrens die Suspensionsschicht zu einer Schicht praktisch gleichförmiger Dicke eingeebnet wird. Bei diesem Verfahren wird die Suspension im Anfangsstadium über die gesamte Breite des Filtermediums einer Drehbewegung unterworfen, um den Entwässerungsprozeß zu beschleunigen.

Aus der DE-AS 11 53 790 ist weiterhin ein Verfahren zum Abtrennen und Trocknen von Feststoffteilchen aus Flüssigkeitssuspensionen und Schlämmen auf Horizontalfiltern mit umlaufender Filterfläche, bei dem im Anschluß an die Filtrierung eine Trocknung des Filterkuchens auf dem Filter erfolgt, bekannt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Filterkuchen unmittelbar nach Beendigung der Entwässerung während der anschließenden Trocknung gleichzeitig umgewälzt wird. Zum Umwälzen können dabei z. B. Pflugscharen, Harken, Eggen, Stachelwalzen und Schnecken verwendet werden. Das bekannte Verfahren bezweckt jedoch eindeutig die Trocknung eines Filterkuchens und nicht die Entwässerung einer auf einem Filtermedium befindlichen Suspensionsschicht.

Aus der DE-PS 9 66 953 ist überdies eine Walze zum Zudrücken, Zuschmieren oder zur Vermeidung von Rissen in zu entwässernden Filterkuchen auf endlos bewegten Filterflächen bekannt, die Erhöhungen und Vertiefungen aufweist, um die Tiefenwirkung der Walze zu erhöhen.

Aus der FR-PS 5 50 347 ist es schließlich bekannt, bei der Filterung auf kontinuierlich bewegten Filtermedien in der Suspensionsschicht in der Bewegungsrichtung des Filtermediums parallele Furchen zu erzeugen. Die Furchenbildung erfolgt dabei mit stationär, d. h. nicht drehbar angeordneten Elementen, die den Nachteil haben, daß sie wie Kies- oder Heurechen wirken und sich infolgedessen vor dem Rechen leicht Klumpen bilden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, mit der die Flüssigkeitsentfernung aus einer Suspensionsschicht auf einem Filtermedium erleichtert und beschleunigt wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung wie sie im Anspruch 1 gekennzeichnet ist, gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich zur Entwässerung der verschiedensten, in der Technik anfallenden Suspensionen, insbesondere zur Entwässerung von Schlämmen, Breien oder Trüben von Abwasser-Kläranlagen.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden somit in der auf einem Filtermedium erzeugten Suspensionsschicht Furchen erzeugt und vollständig oder teilweise umgewälzt und geglättet, indem sie einer Umwälz- oder Drehbewegung unterworfen werden. Die Furchen werden dabei parallel zueinander und quer durch die gesamte Suspensionsschicht erzeugt. Bei der Furchenbildung wird die unterste Schicht komprimierter Partikel durchdrungen und die Flüssigkeitsentferriung,

d. h. die Entwässerung, erleichtert Wichtig ist, daß die Furchenbildung in der Weise erfolgt, daß die unterste 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 und durch ein gleichzeitiges Verbringen dieser Suspensionsteile auf die Seite der Furche in Form von Anhäufungen erzielt, wooei diese Anhäufungen eine untere unberührte komprimierte Schicht, eine Zwischenschicht aus Flocken oder aus porösem Material und eine obere Schicht aus komprimierten Partikeln umfassen.

Nach der Furchenerzeugung wird die Suspensions- is schicht auf dem Filtermedium eingeebnet. Das Einebnen erfolgt dabei in vorteilhafter Weise dadurch, daß die aufgefurchte Suspension einer Drehbewegung oder Umlaufbewegung unterworfen wird, die durch drehbare Walzen bewirkt wird, welche die bei der Furchenbildung erzeugten Anhäufungen so bearbeiten, daß die Furchen 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, ist die Vorrichtung nach der Erfindung derart ausgestaltet, daß die gesamte Behandlung der Suspensionsschicht wiederholt wird, und zwar in der Weise, daß die Furchen in der Suspensionsschicht auf dem Filtermedium dort erzeugt werden, wo sich vorher die Anhäufungen der zunächst ausgehobenen Furchen befanden.

Die Zeichnung dient der näheren Erläuterung der Erfindung. Im einzelnen sind dargestellt in

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

F i g. 2 die Entwässerung einer Suspension im Schema in einer Vorrichtung nach der Erfindung;

F i g. 3 eine Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung und

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

Die in F i g. 1 schematisch dargestellte Entwässerung einer Suspension hat sich als nicht zufriedenstellend erwiesen. Wie in Fig. 1 dargestellt, bildet sich bei der üblichen bekannten Entwässerung auf einem Filtermedium 1, beispielsweise einem Filtermedium aus einem Drahtgeflecht, ohne Anwendung von Hilfsmaßnahmen, eine komprimierte und praktisch impermeable Schicht 2 aus suspendierten Partikeln mit einem geringen Flüssigkeitsgehalt in unmittelbarer Nachbarschaft zum Filtermedium, während sich auf dieser Schicht 2 eine Schicht 3 mit einer größeren Porosität aus Flocken von suspendierten Partikeln mit einem höheren Flüssigkeitsgehalt ausbildet. Versuche, die Flüssigkeitsentfernung durch Verpressen zu erreichen, sind nicht sehr vorteilhaft verlaufen. So hat sich gezeigt, daß die to überstehende Suspensionsschicht normalerweise zu den Seiten des Filtermediums fließt.

F i g. 2 stellt schematisch den Zustand einer Suspension auf einem Filtermedium dar, wenn die Suspension in einer Vorrichtung nach der Erfindung behandelt wird. Auf dem Filtermedium !,beispielsweise einem Drahtgeflecht oder Drahttuch, wird eine Vielzahl von Erhebungen 4 erzeugt, die durch die Furchen 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 5, wie in Fig.2 dargestellt, werden die einzelnen Erhebungen 4 wieder eingeebnet, und zwar zu einer Schicht praktisch gleichförmiger Dicke. Durch diese Einebnung werden die Erhebungen 4 derart versetzt, daß die Furchen 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 Die Flüssigkeitsentfernung kann in vorteilhafter Weise noch wirksamer gestaltet werden, wenn die beschriebene Arbeitsweise wiederholt wird, und zwar derart daß die Furchen 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 F i g. 3 ist eine vorteilhafte Ausgestaltung einer Vorrichtung nach der Erfindung im Schema dargestellt. Dabei sind nur jene Details der Vorrichtung dargestelilt. welche erfindungswesentlich sind.

Die in F i g. 3 dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Behälter 9 für die Zufuhr und Verteilung einer Suspension auf ein endloses Filtertuch 10, ζ. Β. ein Drahtfiltertuch, welches in der durch Pfeile angedeuteten Richtung über Walzen 11 und 12 umläuft. Die Vorrichtung weist zwei Arten drehbar angeordneter Elemente zum Furchengraben und Ausgleichen der aufgefurchten Suspensionsschicht auf. Die erste Art drehbar angeordneter Elemente besteht aus einer drehbar gelagerten Achse 13 mit einer Vielzahl von drehbaren Scheibenelementen 14, während die zweite Art der drehbar angeordneten Elemente aus einer drehbar gelagerten Walze 15 besteht. Dabei bewirken die Scheibenelemente 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 Abschnitt einer Achse 13 mit Scheibenelementen 14 dargestellt. Dabei ist die Neigung der Scheibenelemente 14 zur Achse 13 ersichtlich. Durch die Neigung der Scheibenelemente wird eine besonders vorteilhafte Aufhebung und Umwälzung der Suspensionsschicht bei der Furchenbildung erreicht. Die Scheibenelemente können jedoch auch eine andere Form als in Fig.4 dargestellt aufweisen, d.h. die Scheiben brauchen nicht 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 besonders vorteilhaft haben sich jedoch in der Regel gerade Scheibenelemente in winkelförmiger Anordnung erwiesen.

Die die Furchen grabender. Scheibenelemente 14 sollen sich mit einer geeigneten wahlweise einstellbaren Geschwindigkeit drehen können. Wie bereits dargelegt, 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 Bewegungsrichtung der Suspensionsschicht, wodurch eine besonders effektive Anhebung der Schicht erreicht wird.

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

Wesentlich ist des weiteren, daß die Walzen, wenn sie sich in Bewegungsrichtung des Filtermediums drehen, eine Umlaufgeschwindigkeit aufweisen, 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, das zuvor einen hohen Flüssigkeitsgehalt aufwies.

In vorteilhafter Weise können die drehbar angeordneten Elemente 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

ίο 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 in den Fällen sein, in denen die Behandlung der Suspension durch einen besonderen Druck auf die Sehiefrl öder 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 Filtertuch, z. B. Drahtfiltertuch, angeordnet wird, welches um die Förderwalze 12 der in F i g. 3 dargestellten Vorrichtung gebogen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Entwässerung einer auf einem Filtermedium befindlichen Suspensionsschicht, mit einer beweglichen Filtereinrichtung vom Endlosbandtyp und Mitteln zur Bildung einer Vielzahl von praktisch parallelen Furchen und Erhebungen in Längsrichtung bezüglich der Bewegungsrichtung der Filtereinrichtung in der Suspensionsschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Bildung der Furchen und Erhebungen aus einer Vielzahl von drehbaren Scheibenelementen (14) bestehen, die auf mindestens einer quer zur Bewegungsrichtung des Filtermediums (10) über diesem angeordneten Achse (13), parallel zueinan- '5 der, im Abstand über die ganze Breite des Filtermediums verteilt geneigt zur Achsenl£ngsrichtung befestigt sind, wobei sich aer untere Umfangbereich der Scheibenelemente (14) nahe der Oberfläche des Filtermediums (10) befindet und daß in Bewegungsrichtung des Filtermediums (10) hinter den Scheibenelementen (14) drehbare Walzen (15) zum Einebnen der erzeugten Erhebungen und Bildung einer gleichförmig dicken Suspensionsschicht vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibenelemente (14) entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Filtermediums drehbar sind.

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