DE2422208C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Entwässern von schlammartigen Gütern - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Entwässern von schlammartigen Gütern

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DE2422208C3 DE2422208A DE2422208A DE2422208C3 DE 2422208 C3 DE2422208 C3 DE 2422208C3 DE 2422208 A DE2422208 A DE 2422208A DE 2422208 A DE2422208 A DE 2422208A DE 2422208 C3 DE2422208 C3 DE 2422208C3
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entwässern von schlammartigen Gütern, insbesondere von Kläroder Aufbereitungsschlämmen, welche mit Flockungsmitteln versetzt und einer Filtervorrichtung zum Trennen eines aus dem Schlamm entstehenden Filterkuchens von ausscheidende^ Filtrat aufgegeben werden.
Ferner betrifft die Erfindung eine Filtervorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit vorgeschalteten Trennorganen zur Vorentwässerung eines schlammartigen Gutes, welches im Trennorgan mit Flockungsmitteln versetzt wird, sowie mit Filtratrückleitung.
Nach der DE-AS 11 72 616 wirdeinerzur Vorentwässerung dienenden Zentrifuge eine diskontinuierlich arbeitende Filterpresse nachgeschaltet um den Schlammfeststoff zu einem lagerungsfähigen Kuchen zu entwässern. Zur Erzielung des gewünschten Trockengrades müssen hier allerdings mehrere Filterpressen eingesetzt werden. Um dabei zumindest einen diesen Filierpressen nachfolgenden Klärteich einzusparen, wird bei einer mehrstufigen Anlage einer Schälzentrifuge zur Nachbehandlung des Restgutes eine Schneckenpresse nachgeschaltet und deren Flüssigkeitsablauf mit einem vor jener Schälzentrifuge angebrachten Mischer verbunden, in dem frischer oder ausgefaulter Abwasserschlamm homogenisiert wird.
Gegenüber den letztgenannten Pressen stellt die Einführung von Siebbandpressen mit kontinuierlich umlaufendem Siebband oder Filtergewebe einen erheblichen Vorteil dar; in deren Vorentwässerungszone wird die geflockte Suspension einem relativ geringen Druckgefälle ausgesetzt — meistens wird hier nur die Schwerkraft bzw. ein relativ geringer hydrostatischer Druck angewendet.
In der nachfolgenden Zone steigen die zur Entwässerung eingesetzten Drücke entsprechend der durch die Vorentwässerung fester gewordenen Konsistenz erheblich an, in der dritten Zone schließlich wird der Druck noch weiter gesteigert unter gleichzeitiger Einleitung von Scherkräften durch Walkbewegung des Preßkuchens.
Besonders die Druck- und Scherkräfte der letzten beiden Zonen verursachen eine erhebliche Verschmutzung der Siebbänder bzw. der Filtertücher, die dadurch für eine Vorentwässerung unter geringem Druck unbrauchbar werden. Im kontinuierlichen Betrieb ist so eine dauernd oder in Intervallen arbeitende Spülvorrichtung, meistens für Druckwasser von 2 bis 10 atü, erforderlich, welche die in die Maschen des Gewebes
eingepreßten Feststoffe ausspült. Der Spülwasserverbrauch ist erheblich und kann bis zum vierfachen der verarbeiteten Schlammenge betragen. Darüber hinaus wird das Spülwasser stark durch die aus den Maschen des Filtergewebes ausgewaschenen Feststoffe verunreinigt. Der Abscheidegrad der Filtermaschine wird dadurch erheblich beeinträchtigt, in ungünstigen Fällen können bis zu 10% der im Oünnschlamm aufgegebenen Feststoffe mit dem Spülwasser wieder ausgetragen werden. ι ο
Der Durchsatz von Siebbandpressen, Vakuumflaehbettfiltern od. dgl. wird häufig durch die Leistungsfähigkeit der Vorentwässerungszone begrenzt, an deren Ende der Schlamm in preßfähiger Konsistenz vorliegen muß. Besonders bei der Konditionierung von kommuna- ι s len Klärschlämmen mit PoJyelekirolyien entstehen oft große schleimige Flocken, die auf den langsam sich fortbewegenden Sieben bzw. Filtertüchern eine dichte Schicht bilden, weiche die Kuchenbildung stark behindert und unter Umständen eine weitere Filtration unmöglich werden läßt. Durch Umschichten der Masse kann hier in gewissem Maße Abhilfe geschaffen werden, oft bleibt aber ein gewisser Rest von dichtenden Flocken auf dem Filtermedium haften.
Angesichts dieser Gegebenheiten liegt der Anmeldung die Aufgabe zugrunde, die Filtrationsfähigkeit von Schlämmen der eingangs genannten Art auf Siebbandpressen zu verbessern und vor allem das Anhaften von Teilen des entstehenden Filterkuchens am Siebgewebe in wirtschaftlich sinnvoller Weise zu vermindern.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß als Filtervorrichtung eine Siebbandpresse verwendet und dem Schlamm nach dem Zumischen von Polyelektrolyten als Flockungsmittel ein bei Reinigung des Siebgewebes der Siebbandpresse entstehendes Spülwasser und/oder der Siebbandpresse entnommenes Filtrat zumindest teilweise zugeführt wird, wobei das Rockungsmittel enthaltende Filtrat und/oder Spülwasser mit dem gedockten Schlamm reagiert.
Nach ehr?r Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens soll das zugeführte Filtrat und/oder Spülwasser nach Reaktion mit dem geflockten Schlamm und vor der Siebbandpresse wenigstens teilweise wieder entzogen werden.
Dank dieser Maßgaben wird ein Anhaften von Teilen des Preßkuchens arn Siebband erhebrch verringert oder gar verhindert, da dem Schlamm nach der Totalflockung das rückgeführte Spülwasser bzw. ein Teil des Filtrates zugesetzt wird sowie nach kurzer Reaktionszeit die gesamte nach der Flocking frei werdende Flüssigkeitsmenge vor der Verteilung des Schlammkuchens auf dem eigentlichen Filtermedium ablaufen kann.
Als besonders günstig hat sich es sich erwiesen, Filtrat und Spülwasser vor Berührung des gefiockten Schlammes zusammenzuführen. Dieses Gemisch, oder auch Filtrat bzw. Spülwasser allein, kann erfindungsgemäß auf den vor der Behandlung in der Siebbandpresse einzudickenden Schlamm dadurch über die gesamte Länge des Eindickweges einwirken, daß jene Flüssigkeit an der Eindickermündung eingeleitet wird und gegebenenfalls wahrend der gesamten Durchläufzeit des Schlammes durch den Eindicker mit dem Schlamm zu reagieren vermag, soweit Filtrat und/oder Spülwasser nicht im Verlaufe dieses Weges vor dessen Ende austreten; dieser Vorgang aber bleibt im Rahmen der Erfindung steuerbar.
Es efolgt so ein gleichzeitiges Eindicken der mit Polyelektrolyten gefiockten Suspensionen und eine Reinigung des bei der nachfolgenden Entwässerung anfallenden verschmutzten Spülwassers bzw. Filtrates. Durch die Restflockungswirkung des Filtrates, jedoch auch des vom verschmutzten Sieb beeinflußten Spülwassers, wird eine Totalflockung der in ihm enthaltenen Feststoffe erreicht. Führt man einen Teil des in einer Vorentwässerungszone anfallenden Filtrates oder dessen Gesamtmenge in den Eindicker, so werden die gefiockten Feststoffe auf der Innenseite des Siebmantels der Eindickvorrichtung zurückgehalten, während das Wasser frei nach außen abfließt; in Versuchen hat sich gezeigt, daß die Feststoffausbeute bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens praktisch auf 100% erhöht wird, was eine beträchtliche Entlastung der Kläranlage zur Folge hat
Zudem wird durch die Konditionierung des Schlammes nach der Flockung mit Hilfe von Spülwasser und/oder Filtrat erfindungsgemäß die Adhäsion des Preßkuchens an einem nachgeschalteten Siebband in der Abnahmezone verringert, wenn nicht gänzlich aufgehoben.
Gemäß weiterer Ausgestaltung wird iw den gefiockten Schlamm Spülwasser und/oder Filtrat unter Einwirkung von Zentrifugalkräften eingeleitet, vornehmlich axial an der Ursprungsachse der Zentrifugalkräfte; dies erhöht die Wirkung der beschriebenen Restflockung erheblich.
Eine für die Durchführung dieses Verfahrens besonders vorteilhafte - Filtervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß am Zulauf der als Siebbandpresse ausgebildeten Filtervorrichtung wenigstens eine Siebtrommel od. dgl. als Trennorgan mit vorgeschaltetem Mischgefäß für zulaufenden Schlamm und Hauptflokkungsmittel vorgesehen ist und Filtratsammelleitungen und/oder der Spülwassersammler der Siebbandpresse mit der Siebtrommel und/oder dem Mischgefäß verbunden ist.
Gemäß einer Weiterbildung dieser Vorrichtung sollen die das Spülwasser und/oder Filtrat zuführenden Leitungen am Einlauf des Eindickers einmünden.
Die mit einem eigenen Antrieb versehene Siebtrommel rotiert um ihre Achse und wird in Längsrichtung von dem mit Polyelektrolyten totalgeflockten Schlamm durchlaufer., wobei das bei der Flockung frei gewordene Wasser durch den Siebmantel nach außen abläuft, während sich die Feststoffe zu einer Schlammwalze formen; diese wird am Austragsende von einer dort angebrachten ringförmigen Schikane in an sich bekannter Weise abgeschert
Der Feststoffgehalt des austretenden Dickschlammes beträgt etwa das Drei- bis Zehnfache der Aufgabekonzentration. Der Dickschlamm ist preßfähig, so daS unmittelbar im Anschluß an die Voreindickung in der Siebtrommel mit der zweiten Entwässerungsphase begonnen zu werden vermag.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß das Spülwasser der Filtermaschine mit einer Sammelleitung dem totalgeflockten Schlamm in der durch ein ringförmiges We! J- abgeteilten ersten Kammer der Siebtrommel zugeführt wird, nachdem es vorher mit dem stärker verschmutzten Teil aus der zweiten und dritten Entwässerungszone vermischt wurde. Sie Länge der Mischstrecke nach Zugabe des Filtrates richtet sich dabei nach der Reaktionszeit des verwendeten Polyelektrolyten. Die im Filtrat noch vorhandene Restflokkungswirkung vermag die im Waschwasser unter Wirkung der Druckwasserstrahlen fein verteilten Schlammpartikel zu gröberen Rocken zu koagulieren,
wodurch die Qualität des aus der Siebtrommel ausfließenden Filtrates erheblich verbessert wird.
Durch richtige Wahl der erfindungsgemäß stufenlos regelbaren Drehzahl der Siebtrommel ist es möglich, die Durchsatzleistung einer Siebbandpresse außerordentlich zu steigern, in einigen Fällen sogar zu verdoppeln. Gleichzeitig wird das aus der Kombination Siebtrommel/Siebbandpresse abfließende Filtrat praktisch feststofffrei, da die im Preßfiltrat und dem Spülwasser enthaltenen Feststoffe nahezu vollständig in der Siebtrommel abgefangen und dem Dickschlamm wieder zugeführt werden.
Zudem bewirkt die Rückführung des Spülwassers und eines Teiles des Filtrates, daß sich der Preßkuchen am Austritt aus der Siebbandpressc leicht vom Filtermedium löst, ohne daß größere Feststoffmengen in den Maschen halten bleiben. Dies ermöglicht es, sowohl Spüiwasscrüicnge als such Spiilwasserdn'ck erheblich zu reduzieren, was zu einer stets gewünschten Energieeinsparung führt. Das aus dem Aggregat abfließende Filtrat kann ohne Nachteil als Spülwasser wiederverwendei werden.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung anhand der Zeichnung beschrieben.
Kontinuierlich zufließender Schlamm 5 wird in einer Mischvorrichtung 1 mit der ebenfalls kontinuierlich zulaufenden Polyelektrolyt-Lösung P gemischt und tritt nach Durchlaufen der Mischvorrichtung 1 in totalgeflocktem Zustand durch einen Trichter 2 in die jener Mischvorrichtung 1 nachgeschaltete Siebtrommel 3 ein.
Die Siebtrommel 3 ist durch ringförmige Wehre 4 in mehrere Kammern S aufgeteilt, die nacheinander durchwandert werden und ein besseres Abscheiden des freien Wassers ermöglicht Das ringförmige Wehr 4a an der Auslaufseite 6 ist durch eine konische Austrittsschürze 7 ergänzt, die den vorentwässerten Dickschlamm D schonend auf das zwischen zwei Trommeln
8 gespannte unendliche Filterband 9 einer Siebbandpresse IO aufgibt Der Dickschlamm D durchfährt diese
■ο Siebbandpresse 10 in einem von dem unteren Filterband
9 und einem oberen, ebenfalls um zwei Trommeln 8 geführten. Druckband 12 gebildeten Preßspalt 13 und wird an dessen Ende über eine der Umlenktrommeln 8 ausgetragen.
ι j Das einer Spüleinrichtung 14 entströmende Spülwasser W der Siebbandpresse 10 wird in einem Trog 60 gesammelt und mit einer Pumpe 62 durch die Leitung 63 ( zum Eingang 15 der Siebtrommel 3 gefördert Das : Filtrat F der Siebbandpresse i0 wird in einem Trog 64
jo aufgefangen und mit einer Pumpe 66 durch eine Leitung 67 bei 68 in die Spülwasserleitung 63 eingespeist
Das gestirnte Gemisch aus Filtrat Fund Spülwasser W der Entwässerungsvorrichtung 10 fällt an der Siebtrommel 3 an; es wird nach Durchtritt durch die
JS Trommelwände 3j in dem unter der Siebtrommel 3 befindlichen Trog 69 gesammelt, von wo es teilweise von <*er Spülwasserpumpe 70 angesaugt wird, wohingegen der Rest über die Ftltratleitung 73 abläuft
Gegen Verschmutzung ist die gesamte Vorrichtung von einem Gehäuse 74 umgeben.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Entwässern von schiammariigen Gütern, insbesondere von Klär- oder Aufbereitungs- S schlämmen, welche mit Flockungsmitteln versetzt und einer Filtervorrichtung zum Trennen eines aus dem Schlamm entstehenden Filterkuchens von ausscheidendem Filtrat aufgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Filtervorrichtung (10) eine Siebbandpresse verwendet und dem Schlamm (S) nach dem Zumischen von Polyelektrolyten als Flockungsmittel (P) ein bei Reinigung des Siebgewebes (9) der Siebbandpresse entstehendes Spülwasser (W) und/oder der Sieb- is bandpresse entnommenes Filtrat (F) zumindest teilweise zugeführt wird, wobei das Flockungsmittel enthaltende Fihrat und/oder Spülwasser mit dem gefleckten Schlamm reagiert.
2. Verfahren sach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das zugeführte Filtrat (F) und/oder Spülwasser (W) nach Reaktion mit dem geflockten Schlamm (S) und vor der Siebbandpresse (10) wenigstens teilweise wieder entzogen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Filtrat (F) \in& Spülwasser (W) vor Berührung des geflockten Schlammes (S/D) zusammengeführt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm (S) vor 3» der Behandlung in der Siebbandpresse (10) eingedickt sowie etwa über tue gesamte Länge des Eindickweges unter Einwirkung des Filtrates (F) und/oder des Spülwassers (Ή^ steht
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den geflockten Schlamm (S) Spülwasser (W) und/oder Filtrat (F) unter Einwirkung von Zentrifugalkräften eingeleitet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Spülwassers (W) und/oder des Filtrats (F) axial an der Ursprungsachse der Zentrifugalkräfte erfolgt.
7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6. gekennzeichnet durch die Reinigung des zugeführten Spülwassers (W) und/oder Filtrates (F) während des Eindickvorganges durch den Schlamm (S)
8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach Flockung des Schlammes (S) durch die Restwirkung von im Spülwasser (W) und/oder Filtrat (F) enthaltenen Polyelektrolyten (P) eine zusätzliche Nachflockung der in Spülwasser und/oder Filtrat enthaltenen Feststoffe durchgeführt wird.
9. Filtervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche mit vorgeschaltetem Trennorgan zur Voreruwässerung eines schlammartigen Gutes, welches im Trennorgan mit Flockungsmittel versetzt ta wird, sowie mit Filtratrückleitung, dadurch gekennzeichnet, daß am Zulauf der als Siebbandpresse ausgebildeten Filtervorrichtung (10) wenigstens eine Siebtrommel (3) od. dgl. als Trennorgan mit vorgeschaltetem Mischgefäß (1) für zulaufenden ft5 Schlamm (S) und Hauptflockungsmittel vorgesehen ist und Filtralsammelleitungen (64) und/oder Spülwasscrsammler (60) der Siebbandpresse mit der Siebtrommel und/oder dem Mischgefäß verbunden ist
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die das Spülwasser (W) und/oder Filtrat (F) zuführenden Leitungen (63,67) am Einlauf der Siebtrommel (3) einmünden.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebtrommel mit gesondertem Trommelantrieb versehen ist
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet daß die Siebtrommel (3) durch ringartige Einbauten (4) oder Wehre in Kammern (5) unterteilt ist
13. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 12, gekennzeichnet durch ein der Siebtrommel (3) zugeschaltetes koaxial drehendes Mischgefäß (1).
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