DE2461663A1

DE2461663A1 - Verfahren und vorrichtung zur feinsiebung waessriger feststoffsuspensionen, insbesondere bei der abwasseraufbereitung

Info

Publication number: DE2461663A1
Application number: DE19742461663
Authority: DE
Inventors: Lloyd Ewing
Original assignee: EWING
Current assignee: EWING
Priority date: 1973-12-26
Filing date: 1974-12-27
Publication date: 1975-07-10
Also published as: CA1060351A; DE2461663B2; JPS50106280A; DE2461663C3; FR2255936B1; GB1497866A; FR2255936A1; JPS5820291B2

Description

PATENTANWÄLTE

DR. ERNST STURM

DR. HORST REINHARD

DIPL.-ING. KARL-JÜRGEN KREUTZ

Anne 1. ti er; Lloyd Ewing

und Michael J.. üykowski

8000 München 40, Leopoldstraße 20/IV Telefon:' (089) 39 64 51

Draht: Isarpatent

Bank: Deutsche Bank AG München 21/14171

Postscheck: München 9756-809

Datum 27, Dezember 1974 Kr/h

fa-rreii und Vorrichtung zur Feinsiebung wässriger Feststoffsusponsionon, insbesondere bei der Abwasseraufbereitung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur Foinsi ebunp; einer wässrigen Suspension von Festteilchen, wobei diese Suspension in das Innere einer stirnseitig geschlossenen Siebtrommel eingegeben wird." welche Siebtrommel in einem Behälter drehbar gelagert ist, wobei der Zufluß ■n die Siebtrommel bis zum Erreichen eines bestimmten Niveaus innerhalb der Siebtrommel eingegeben wird und der durch das , .

flossene Durchgang

Sieb hindurchge±K!KiXHSX5Ci**xjii bei Erreichen eines vorbestimmten Niveaus innerhalb des Behälters von diesem abgeleitet wird, während der auf der Innenseite des Siebes abgelagerte Rückstand bei der fortlaufenden Drehung der Siebtrommel zusammen mit der Siebtrommel jeweils an der einen Seite aus dem Flüssigkeitsspiegel aufsteigt und im Bereich des oberen Umkehrpunktes

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durch von oben aufgehobene Sprühstrahlen in einen sich länf\sweisc im Inneren der Trommel erstreckenden Abflußtrog; gestillt λ/ird.

Durch die Feinsiebung werden insbesondere feinste Teilchen aus der Flüssigkeit, insbesondere aus dem Abv/osser entfernt*

IKe mit einem entsprechend feinen Siebgewehe versehene Siebtrommel dreht sich dabei in einem Behälter, der in die Flüssigkeit, und zwar in den Ablauf vm dem Sieb eintauchte In die Siebtrommel wird der Zufluß eingegeben und steigt.darin bis zu einem gewissen Flüssigkeitsspiegel an. Der Flüssigkeitsspiegel erstreckt sich dabei bis etwa über den Durchmesser außerhalb der Siebtrommel liegt der Flüssigkeitsspiegel normale weise etwas niedriger. Aufgrund einer Druckdifferenz innerhalb der Flüssigkeit zwischen dem Inneren der Trommel und außerhalb der Trommel fließt die Flüssigkeit durch das Sieb hindurch \ wobei die größeren Partikel an der Siebfläche zurückgehalten werden.

Es ist hierbei streng zu unterscheiden zwischen der Feinsiebung, auf die sich die Erfindung bezieht, und der Filterung, auch Druckfilterung, bei der ein Filterkuchen abgelagert wird; die Erfindung befaßt sich wie gesagt mit der Feinsiebung, nicht mit Filterung. Anders als bei der Filterung bleibt ein gewisser Anteil der Sieböffnungen auch beim Austritt bzw. an der Austri,ttsseite des sich drehenden Siebes jeweils frei, also von

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BAD QR!S3SWAL

Festteilchen unbesetzt. Die Feststoffe sollen an der inneren Siebseite haften bleiben und dann am oberen Umkehrpunkt des Siebes in den darunter befindlichen Spültrog gespült v/erden, worauf das freie Sieb wieder in die Flüssigkeit eintaucht und der Arbeitszyklus - an der entsprechenden Stelle oder Zone des Siebes - wieder von neuem beginnt.

Es wurde nun herausgefunden, daß ein gewisser Anteil von an der inneren Siebseite zunächst zurückgehaltenem Festteilchen nicht wie gewünscht an dem Sieb beim Austritt aus der Flüssigkeit haften bleiben und dann in den Spültrog gespült werden kann; vielmehr besteht mehr oder weniger die Neigung, daß Festteilchen auf dem Wege von der Flüssigkeit zu der Spülζone herabfallen, also wieder in die Flüssigkeit zurücktropfen. Die Feststoffkonzentration erhöht sich, der Wirkungsgrad der Siebvorrichtung vermindert sich durch diese Erscheinung bzw. diese ständige unnötige Umwälzung eines Teiles der zu entfernenden Feststoffe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Leistungsfähigkeit der Feinsiebung zu erhöhen, also diesen Nachteil auszuschalten, also insbesondere ein Verfahren und Vorrichtungen zu schaffen, mit welchem der Rückfall von Feststoffteilchen vermieden oder wenigstens vermindert und damit die Leistung der Siebmaschine vergrößert wird.

• Die Lösun"· dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin,

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daß zur Verminderung des Rückfalls bzw. Zurücktropfens von Feststoffteilchen von dem sich ,jeweils aus der Flüssigkeit zu der Spülzone bewegenden Zone des Siebes ein überdruck innerhalb der Siebtrommel, wenigstens längs dieser Zone (bzw- eine nositive Druckdifferenz vom Siebinnenraum gegenüber dem Außenraum) angewendet wird.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.

Zur Erleichterung des Verständnisses wird die Erfindung im einzelnen nunmehr anhand der Zeichnung beschrieben»

Die Figuren 1 und 2 zeigen schematisch den Unterschied zwischen Mikrosiebung bzw. Feinsiebung und Filterung bei der Feststofftrennung in flüssigem Medium.

Die Fig. 3a und 3b illustrieren schematisch das Problem des Rückfalls von Teilchen bei der Feinsiebung. A^obei Fig.. Zn eine schematische Stirnansicht einer Siebmaschine lmcT Fig. 3b ein Ausschnitt aus der Siebtrommel in größerem Maßstab zeigen.

Fig. 4 zeigt in der Fig. 3b entsprechender Darstellung die Arbeitsweise bzw. Wirkungsweise gemäß vorliegender Erfindung.

Fig. 5 zeigt perspektivisch, teilweise ausgebrochen, eine Feinsiebmaschine*, in welcher die Ausgestaltung gemäß der

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iOrfihdimg enthalten ist*

Fig β i st eine Stirnansicht auf die Maschine nach Fig. 5.

Fig. 7 ?,eigt eine Seitenansicht, teilweise ausgebrochen, der Hr.schine nach Fig. 5.

Fig. 8 zeigt ebenfalls in Seitenansicht ein geringfügig abgewandeltes Modell.

Fig. 9 zeigt im Diagramm die Schwankungen der Belastung bei einer Abwasseranlage, bei der die Vorrichtung gemäß der Erfindung vorgesehen sein kann, innerhalb eines Tages, also die belastung aufgetragen über der einen Tag umfassenden Zeit-Achse.

Fig 10 zeigt schematisch eine Kontrollvorrichtung für die Maschine nach der Erfindung.

Fig. 11 und 11a aeigen ausschnittsweise weitere Auführungsformen der Erfindung*

Fig. 12 ?,eigt die Kontrollvorrichtung für die Ausführung gemäß Fig. 11 und IJa.

Fig, 13, 14 und 15 aeigen schematisch im Querschnitt weitere Ausführungsformen bzw. Einzelheiten der Erfindung.

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Fig. 16 zeigt im Diagramm die Leistung einer Feinsiebmaschine bei unterschiedlicher Drehgeschwindigkeit, mit und ohne erfindungsgemäßer Auslestaltung-

Fig. 1 zeigt ein gewebtes Drahtfi.lter 1, welches eine Flüssigkeit bzw. eine Suspension 2 filtert» In der Flüssigkeit sine! Partikel 3 unterschiedlicher Größe dispergiert„ Über dem Filter 1 hat sich eirle Schicht von Partikeln 4 abgelagert, die also einen Filterkuchen bildet. Der Filterkuchen bzw., die abgelagerten Partikel 4 bilden ebenfalls einen Filter, welcher die Partikel 3 aus der Flüssigkeit 2 zurückhält. Damit der Filterkuchen 4 den hauptsächlichen Filterfaktor zum Ausfiltern der Partikel 3 aus der Flüssigkeit darstellt, muß der Filtervorgang so eingerichtet sein, daß der Hauptteii der zu filternden Flüssigkeit ziemlich leicht durch den Filterlaichen hindurchgelangt. Die gefiltere Flüssigkeit tritt auf der reinen Seite 5 des Filters in Richtung der Teile 6 aus.

Es sind bereits Fiiterhilfen angewendet worden, um die Durchsatzleistung durch das Filter zu vergrößern, ohne daß dabei zu viele feine Partikel mit dem Filtrat hindurchgehen. Auch hat man schon Druck angewandt, um die Flüssigkeit schneller hindurchzupressen (Druckfilterung).

Bei der Feinsiebung, auf die sich die Erfindung bezieht, handelt es sich dagegen nicht um eine Filterung. Das Schema der Feinsiebung ist in Fig. 2 gezeigt. Bei der Feinsiebung sieht

„ ί ,

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man eine im Vergleich zur Feststoffmenge so große Siehfläche vor, rlaß der Ilrupttei.l der Flüssigkeit durch das Sieh hindurchr;osetzt v/ird bevor sich ein Filterkuchen bilden kann- Das Gewicht der pro Flächeneinheit auf dem S^eh abgelagerten Masse (trocken gewogen), jeweils zwischen swei Waschungeu des Siebes, unter Außerachtlassung· des später -noch diskutierten "Rückfalls" wird als "Feststoffhelastung" bezeichnet» Beim Sieben - im Gebensntr hub Filtern - ist die Belastung typisch weniger als 0,5 mg/en"- ,jedoch bei Feststoffen mit günstiger Form, Dichte und anderen Eigenschaften- kann die Belastimg bis ι ng/cm"' sein. Bei relativ schweren Feststoffen, die nur relatr\ wenig Wasser absorbieren und bei Verwendung von Sieben mit ziemlich großer Sieböffnung (innerhalb der später noch gegebe -

ο non Maße) kann die Fest stoff belastung bis 2 mg/ cm'"¹ ansteigen»

Bei einem Abfluß 2 aus der biologischen Stufe einer Abwasseraufbereitung finden sich kleinste Teile 3 in Suspension, von denen sich einige Teilchen 3a agglomeriert haben. Die Öffnungei in dem Siehtuch 1 können in der Größenordnung von etwa 140 Mycron sein, diese Größe der öffnungen v/ird so ßusgewählt, daß sie kleiner sind als die durchschnittliche Größe des Hauptte.i.ls der Agglomerate und der einzelnen dispergieren Teilchen. Der Zufluß kann einen wesentlichen Anteil einzelner Teilchen in der Größe von 10 Mycron oder weniger und einen wesentlichen Prozentsatz von agglomerierten Teilchen der Größe 50 Mvcron oder größer hrbon., D^e Konzentration von Feststoffen

fVG hlllHoin . ·

im Zufluß kann 20 Teile/ sein, und dieser Gehalt kann durch

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pro Mikrosiebung auf eine Konzentration von 10 Teile /reduziert

werden.

Wegen des großen Flüssigkeitsanteils im Vergleich zum Feststoffanteil im Zufluß, abgesehen von der kleinen Partikelgröße, ist die Bildung eines Filterkuchens mit solch feinen Partikeln unter diesen Umständen praktisch unmöglich. Es tritt daher hier nicht das Problem auf, die Flüssigkeit durch einen "Filterkuchen" mit größerer Geschwindigkeit hindurchzutreibeu. Vielmehr ist es bei der Feinsiebung so, daß das Siebtuch bzw. die Siebtrommel zur Entfernung anhaftender Teilchen gereinigt wird, kurz vor oder kurz nach dem im wesentlichen alle Sieböffnungen blockiert sind.

Fig. 3a illustriert die bekannte Technik zur Reinigung des Siebtuches sowie einiger damit zusammenhängender Probleme, Wie ersichtlich, zeigt Fig. 3a einen Querschnitt durch die S'ebvorrichtung mit Siebtrommel 12 und Drehachse 11 *

Der Zufluß, also die verdünnte wässrige Suspension, tritt durch einen passenden Einlaß 13 ein. Die Trommel 12 ist in einem Behälter oder Tank 16 gelagert und in diesem zum Teil eingetaucht. Der Zufluß durchsetzt das Sieb, wobei der Siebrückstand auf der Innenseite des Siebes abgelagert wird und die Flüssigkeit in den Raum 15 innerhalb des Behälters Ifi eintritt. Der Abfluß fließt über die oberen Kanten 17 oder ein passendes Wehr in einen Sammelbehälter, Meist wird der Flüssir-

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keitsspiegel 25 im Tank auf vorgesehener Höhe gehalten durch passende Mittel, die ein automatisches Niveaukontrollsystem umfassen mögen. Das Flüssigkeitsniveau 23 innerhalb der Trommel v/eist gegenüber demjenigen außerhalb eine Differenz "d" auf, dieser Niveauunterschied variiert ,je nach Belastung, Trommelgesclwindigkeit, Größe, Gestalt und Fläclienanteil der Sieböffnungen, sowie auch in Abhängigkeit von dem Agglomerationsgrnd der Teilchen und anderen Faktoren.

Beim Umlauf der Siebtrommel hängen die Teilchen, die sich zunächst unten auf dem Sieb abgelagert haben, schließlich, wenn sie aus der Flüssigkeit aufsteigen und sich zum oberen Umkehrpunkt 28 bewegen, an der Unterseite des Siebes- Die Partikel liefen also zuerst auf dem Sieb (im unteren Teil) und sodann hängen sie an dem Sieb (wenn sie den oberen Bereich der Umlaufbahn des Siebes erreicht haben). Im allgemeinen haften die Partikel 4 ausreichend fest an dem Siebtuch, so daß sie in der umgekehrten Position hängen bleiben. Daher kann das Siebtuch im oberen Umkehrpunkt 28 freigespti.lt werden. Eine Düse oder Düsen 18 (Fig. 3a) gibt einen starken Wasserstrom 19 auf das Siebtuch auf. Der durch das Sieb hindurchdringende Wasserstrom 20 spült die anhaftenden Partikel ab und trägt sie in einen Trog 21 mit Seitenwänden 22, der in Längsrichtung der Siebtrommel oberhalb der Flüssigkeit angeordnet ist. Die abgespülten Feststoffe nebst Spülwasser werden abgeführt.

Die Leistungsfähigkeit der herkömmlicheri Feinsiebung wird durch

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"Ptückfall" beeinträchtigt. Im ansteigenden Bereich der Siebtrommel fallen einige der anhaftenden Teilchen 4 zurück in den Siebpool 14. Dadurchsteigt die Konzentration im Siebpool an, womit die Leistungsfähigkeit abnimmt. Dieses Problem ist bisher nicht beachtet bzw, nicht verstanden und daher auch nicht gelöst worden.

In Fig. 3a, 3b rotiert die Siebtrommel 1 in Richtung des Pfeiles r; im Punkt 26 taucht das Siebtuch aus der Flüssigkeit auf. Fig. 3b zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus diesem Auftauchbereich.Gemäß Fig, 3b v/eist das gewebte Sieb 1 Eettdrähte 30 und Schußdrähte 31 auf, die bei 26 aus dem Flüssigkeitsniveau 23 auftauchen. In dem Bereich S' - S¹¹ divergieren die Geschwindigkeitvektoren des am Sieb anhaftenden Wasserfilmes und des im Pogl 14 verbleibenden Wassers. Die resultierende Strömung C sucht die anhaftenden Teilchen vom Sieb freizuspülen; ein Teil der Partikel 4a bleibt haften, andere Partikel 4b werden fortgerissen. Es besteht die Tendenz zu einem hydraulischen Druck in der Zone S¹ - S", um die Partikel 4b an dem Sieb 1 zu halten, jedoch nimmt der hydraulische Druck bei S' - an der Oberfläche - auf Null ab, so daß dort relativ starke Divergenz bz\*r. Strömung herrscht. An dem Sieb sind viele Öffnungen durch Partikel 4 besetzt, es sind jedoch noch freie oder teilweise freie Öffnungen 8 vorhanden, von einigen wurdaizuvor die Partikel 4b abgeschwemmt. Wasserfilme 32e und 32i werden vom Sieb nach oben mitgezogen. Bei der jeweils fortlaufenden Drehung wird der äußere Wasserfilm 32e

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nach innen hindurchsickern, wie die Pfeile "g" andeuten (Fig. 3b). Vorzugsweise gelangt dieses Wasser durch die freien Sieböffnungen hindurch. Dadurch schwillt der innere Wasserfilm 31i an verschiedenen Stellen 34 an, so daß dadurch weitere Partikel 4c losgelöst werden. Ef- lösen sich schließlich Tropfen 35 vom Sieb ab, welche Partikel 4c mit sich in den Trommelpool 14 reißen, die schon gesiebten Teilchen gelangen also wieder in die zu siebenden Flüssigkeit, wodurch die Leistungsfähigkeit vermindert wird»

Eine andere Quelle für innere und äxißere fließende Wasserfilme zeigt 3a. Und zwar dringt ein Teil des Spülwassers 19 nicht direkt durch das Filtertttch hindurch, sondern ein Teil fließt außen und innen in Umfangsrichtung des Siebes (Pfeile 24e) nach unten. Diese Wasserfilme 24i, 24e, die der Trommeldrehung entgegenströmen, dürften die Haftung von Teilchen ebenso beeinträchtigen und Teilchen von dem Sieb ablösen, wie die von der Flüssigkeit nach oben mitgezogenen Filme 32i und 32e bei Fig. 3b· Wenn jedoch die Umfangsgeschwindigkeit der Siebtrommel groß genug ist, stellen die Wasserfilme 24e, 24i kein größeres Problem dar. Auch hängen diese Wasserfilme 24e, 24i von der Art der Spülung ab.

Die Lösung dieses der Erfindung zugrundeliegenden Problems ist in Fig. 4 schematisch dargestellt» Und zwar wird gemäß der Erfindung 4 ein gewisser Überdruck Pl auf die Innenseite des Siebes wenigstens in dem aufsteigenden Bereich der Sieb-

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fläche ausgeübt» Innen ist also ein etwas höherer Druck als nnßen, die Druckdifferenz von innen nach außen ist positiv, Dieser Überdruck hält die Partikel on der Innenseite des Siebes fest und verhindert ein Rücktropfen.

(Diese Maßnahme gemäß der Erfindung, also der Überdruck in dem aufsteigenden Bereich dos Siebes - kann nicht verwechselt werden mit Druckfilterimg, bei der die Flüssigkeit unter Druck durch einen Filterkuchen hindurchgetrieben wird.)

Der kontrollierte Überdruck wird vorzugsweise (nur) in dom aufsteigenden axialen Bereich des Siebes - der aufsteigenden Siebzone - vom Auftauchpunkt 26 bis zum Punkt über dem Sammeltrog 21 angewendet. Zu diesem Zweck kann z. B. eine axiale Trennwand in dem Siebraum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 23 vorgesehen sein - die natürlich in die Flüssigkeit eintaucht. Der gewünschte begrenzte Überdruck kann allerdings auch gleichmäßig in dem gesamten Raum oberhalb des Flüssigkeit tsspiegels vorgesehen sein. In sehr praktischer Weise kann der begrenzte Überdruck durch ein Gebläse erreicht werden, indem Blasdüsen in der gewünschten Richtung oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 23 angeordnet sind. Wenn die ganze Siebvorrichtim in einem Gehäuse eingeschlossen ist und die Siebtrommel gegenüber ihrem Außenumfang abgeschlossen ist, kann die Druckdifferenz bzw. der Überdruck in der Siebtrommel auch dadurch erreicht werden, daß Luft aus dem äußeren Gehäuse abgesaugt wird. Der Druck darf natürlich nicht wahllos angewendet werden,

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_ λ ■ rf _

Um cl-cη ^Tiücl:fall zu verhindern, muß der Druck so eingestellt werdeu. daß der Eintritt des äußeren Wasserfilmes bzw. Filme 3?,e und 24e verhindert bzw. verzögert wird. Gleichseitig soll ,jedoch der Luftdruck so begrenzt werden, daß die Luft nicht durch das Sieb hindurch nach außen strömt, wenigstens nicht

in den.Tftn^en Bereichen-, in denen die Gefahr eines Zurücktro^vfens Tizw. Rückfalls besteht. Der Überdruck ist also derart hc-renrjt. daß der Ifasserfilm an von Partikeln nicht besetzten Sieböffnungen nicht zerrissen wird.

Auf diese V/eise wird also gemäß der Erfindung ein Überdruck im Innern des Siebes angewendet, der ausreicht, um den Rückfall von Teilchen von dem aufsteigenden Siebumfang ganz wesentlich zu vermindern. Bei herkömmlichen, gebräuchlichen Feinsiebmaschinen kann der erforderliche Überdruck angegeben werden mit ungefähr 2,5 mm bis ungefähr 150 mm Wassersäule, vorzugsweise 2,5 mm bis 75 mm Wassersäule; es ist aber auch an einen Betrieb mit mehr als 150 mm bis 254 mm Wassersäule zu denken.

Von Bedeutung für die Erfindung sind ferner weitere Maßnahmen und Vorrichtungen zur Behandlung agglomerierender Teilchen. Zum Beispiel kann.der Überdruck nur während Spitzenbelastlmgen angewendet werden und/oder erhöhter Spülwasserdruck wenigstens zweitweise bzw. wenigstens während der hautpsächlichen Zeit der Anwendung des Überdruckes; auch kann der Spülwasserstrom seitlich versetzt werden, um einen Aufbau des Überdruckes

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in der Waschzone zu verhindern.

Daraus ergibt sich eine lieihe von später beschriebenen Vorteilen. Insbesondere wird die Feststoffkonzentrntion in d.en Siebpool vermindert und dnmit die Leistung erhöht.

Bevor nun Ausführungsbeispiele und Einzelheiten näher beschrieben werden, soll noch einmal im einzelnen auf die Theor.i η der Erfindung eingegangen werden. Hingewiesen wird hierzu auf die Fig. 3a, 3b und 4. Die Fig. 4 entspricht der Fig. 3b, jedoch mit Anwendung des erfindungsgemäßen Überdruckes im Innern der Trommel. Durch diesen Überdruck werden die Strömungen und Bewegungen wie gezeichnet geändert, bzw. verhindert.

Der Druck P₁ im Innern der Trommel ist größer als der Druck P₀ außerhalb der Trommel. In Fig. 3b war der hydraulische bzw. hydrostatische Druck in dem Auftauchpunkt S¹ gleich Null, bei Fig. 4,ist er entsprechend der Druckdifferenz größer. D:'es trifft zu, ob nun der Flüssigkeitsspiegel 23 innerhalb der Trommel unterhalb oder oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 25 außerhalb der Trommel liegt. Es ergibt sich somit eine größere Haftkraft im Bereich S¹ - S". Die Partikel 4b, die in Fig. 3b abgeschwemmt werden wurden, werden nun bei Fig. 4 anhaften.

Der angewendete Überdruck wirkt auch den Wasserströmen g (Fig. 3b) entgegen oder kehrt die Strömung um in Richtung der Pfeile H (Fig. 4). Obwohl freie Sieböffnungen in der aufgetauchten

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Siebfläche vorhanden sind, verhindert also die Druckdifferenz

ρ - I^ oiη Durchsickern des äußeren V/asserfilmes 32e. Es 10

bleiben also mehr der am Sieb abgelagerten Teilchen haften, bis sie oberhalb des Troges 21 abgespült v/erden. Entsprechend ist der Rückfall vermindert und also die Durchsatzleistung erhöbt .

Im Vergleich mit der Filterung wird aber der Druck in anderer \Ioi.r-e angewendet und damit eine andere Arbeitsweise erzielt. Angenommen- in dem Bereich des inneren bzw. äußeren Flüssigkeit ss^egels sei eine Kraft bzw, ein Druck .Δ Π erforderlich, um die Flüssigkeit durd- das Sieb zu treiben.Die Durchsatzleistung der Feinsiebmaschine ist dann von diesem Δ Η begrenzt, der seinerseits vom Aufbau, den Eigenschaften des Siebes und der Qualität des Zuflußes usw. abhängt.

Durch den Überdruck gemäß der Erfindung wird die Feststoffkonzentration in dem Siebpool vei-mindert, womit auch A H beziehungsweise die·zum Durchsetzen der Flüssigkeit durch das Sieb erforderliche Kraft vermindert wird. Damit wird bei einem bestimmten A H eine größere Durchsntzleistung erreicht.

Es worden nun v/eitere Einzelheiten beschrieben (Fig. 5 bis ). Ein Tank oder Bottich 42 bildet den Behälter für den T^nkpool 43 (Fig. 6)ο In den Stirniränden 45a, 45b und innerhalb der ITrnbe 49 sind Achslager 47a, 47b, in denen" die Feinsiebtrommel 53 rotiert. Die Haube 49 verhindert ein Herausspritzen oder

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Herausschleudern von

In der Stirnwand 45a ist der Einlaß 51, der in den Trommel pool 54 einmündet. Innerhalb der Trommel, in Lnn~,srt chtrir \ unterhalb des Umkehrpunktes 28 ist ein Snmncltro^ 55/57 vor gesehen, der über Leitung 59 in der Stirnwand 45b verbunden ist.

Oberhalb des oberen Umkehrpunktes, alfio· auch oberhalb des
Spmrneltro^cs 45. aber unterhalb der Haube, sind Sprühmittel fil vorgesehen.

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Gemeint ist eine Leitung 63 und auf dieser eine Vielzahl von Sprühdüsen 65 vorgesehen. Als Sprühdüsen 65 werden vorzugsweise" selbstreinigende Düsen insbesondere der Firma Lodding Engineering Corporation of Auburn Massachusetts vorgesehen. Diese Düsen haben einen federbelasteten Kolben, der die Auslaßöffnung zur Bildung eines Sprühstrahls, verkleinert, wenn Masser-Druck auf den Kolben aufgegeben wird. Wird der Wasserdruck vermindert oder abgestellt, zieht sich der Kolben zurück, und die Düse öffnet sich zwecks Reinigung.

Das Spülwasser kann von außerhalb des Systems herkommen, gemäß Figuren 5-7 ist jedoch eine Spülpumpe 67.vorgesehen, welche Spülflüssigkeit aus dem Behälter 43 ansaugt und über Leitung 69, Leitung 63 und Düsen 65 auf das Sieb schickt. Mittels eines Drosselventils 271 kann der Druck der Düsen 65 eingestellt werden.

Die Pumpe 67 kann eine Zentrifugalpumpe sein, vorzugsweise ist die Pumpe auf 2 oder mehr unterschiedliche Lieferdrucke einstellbar. Die Siebtrommel 43 wird durch Motor 73, Welle 75, Ritzel 77 angetrieben, die Ritzel kä mmen mit einem Zahnkranz 79 an je einem Ende der Trommel 53. Das Sieb 83 selbst kann herkömmlicher Art sein. Vorzugsweise wird ein Mikrosieb mit perforiertem Tragglied, Schildertuch mit zwischengewebten Litzer oder Streifen verwendet, welche öffnungen bilden, die kleiner als die Öffnungen in dem perforierten Tragglied sind, wobei ferner eine Lage zum Festhalten des Filtertuches mit dem Tragglied vorgesehen ist. Das Siebtuch ist also von einem Tragglied mit größeren Öffnungen getragen. Die Befestigungslage

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ist gewöhnlich aus festem Material gebildet, welches wenigstens vor der Befestigung weich oder erweichbar ist unter Bedingungen, welche nicht ausdehnen oder beeinträchtigen das Material des Filtertuchs, und die Befestigungslage hat einen äußeren Bereich, der festverbunden ist mit dem Tragglied und einen inneren Bereich mit Teilen, die sich hindurcherstrecken und wenigstens teilweise überlappen mit einer ausreichenden Anzahl von Drähten oder Streifen des Filtertuches, so daß das Tuch sicher mit dem Tragglied verbunden ist.

Gemäß Figuren 5 und 6 hat eine der Seitenwände des Tanks 42 ein Überlaufwehr 85 für das gefilterte reine Filtrat, an den eine Auslaßleitung 89 anschließt.

An einer das eine Siebtrommellager abdeckenden Deckplatte 91 ist eine Konsole 90 vorgesehen, auf der ein Gebläse 93 mit Antriebsmotor 94 und Einlaß 95 und Auslaß 96 vorgesehen sind. Die Blasluftleitung erstreckt sich durch eine wasserdichte Verbindung durch die Platte 91 und im Inneren der Vorrichtung über Leitungsstücke 97, 98 in die Auslaßleitung bzw. den Auslaß 100 (Figur 7).

Die Trommel 53 ist an ihren Enden durch Wandungen 81 wasserdicht verschlossen und ein wasserdichter Sitz oder eine Packung zwischen den Trommelachsen 101a und 101b und den Lagern 47a und 47b sind vorgesehen. Zwischen dem Innenraum der Trommel und der äußeren Atmosphäre besteht im allgemeinen keine Verbindung, es ist also ein Verschluß innerhalb der Einlaßieitung 51 sowie des

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Schlammauslasses 59 vorgesehen. Zu diesem Zweck kann jeweils ein Heberrohr, also Rohrkrümmer, vorgesehen sein.

Die Sieböffnungen des Siebes 83 sind ausreichend klein und die Oberflächenspannung der das Sieb bedeckenden Wasserfilme sind ausreichend groß, so daß ein begrenzter Überdruck in dem Siebinnenraum mittels der Pumpe 93 und der Blasvorrichtung 100 aufrechterhalten wird. Diese Luftdruckdifferenz ist getrennt und wirkt zusätzlich zu der Druckdifferenz Δ H (Figur 3a) zwischen der Flüssigkeit im Innern der Trommel und außerhalb der Trommel. Der Luftdruck innerhalb der Trommel wird so eingestellt, daß die Luft nicht durch das Sieb 83 nach außen durchbrechen kann.

Wahlweise kann die Luftdruckdifferenz auch gemäß Figur 8 - also durch Absaugen von Luft aus dem Tankgehäuse - erzeugt werden. Figur 8 entspricht im großen und ganzen Figur 7, gleiche «Teile haben gleiche Bezugszeichen. Es ist ebenfalls ein Gebläse 93 vorgesehen, dieses ist jedoch ein Sauggebläse, es saugt Luft aus dem Zwischenraum zwischen Trommel und Gehäuse ab.' Das Gebläse 53 sitzt auf der Stirnwand 45b, sein Einlaß 95 steht in Verbindung mit dem Raum zwischen Trommel und Gehäuse.

Beim Absaugen gemäß Figur 8 benötigt man weniger Leitungen im Innern der Trommel (Rohrstücke 99, 98 entfallen). Andererseits sind beim Absaugen (Figur 8) Dichtungsmittel zwischen Gehäuse und Anschlußleitungen erforderlich, und es tritt Korrosion auf, insbesondere wegen mitgerissener Wasserteilchen von den Sprüh-

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strahlen 65. Selbst wenn ein korrosionsgeschütztes Gebläse 93 vorgesehen wird, ist dennoch die Ausbildung gemäß Figur 7, also mit Überdruck im Innern der Trommel, besser. Der Auslaß 100 gemäß Figur 7 und der Einlaß 95 gemäß Figur 8 liegen oberhalb des höchsten Wasserspiegels.

Sprühmittel 61 und Sammelmittel 65 sind herkömmliche Mittel. Der Hauptteil-des Waschwassers soll möglichst zugleich in den Trog 57 durch das Sieb hindurch gelangen. Jedoch erreicht ein Teil des Waschwässers den Trog nicht. Etwas Waschwasser dringt nicht durch das Sieb hindurch, sondern bildet einen außerhalb strömenden Film und gelang so in den Tankpool 43. Ein anderer Teil des Waschwassers dringt zwar durch das Sieb hindurch, rinnt dann aber als innerer Film längs des Siebes nach unten und gelangt in den Siebpool 54. Dabei werden am Sieb haftende Teilchen gelöst. Der Hauptteil der anhaftenden Teilchen wird unmittelbar in den Trog geschwemmt.

Der Überdruck im Innern der Trommel läßt einen größeren Anteil des Spülwassers auf dem Außenumfang der Trommel fließen. Auch mag ein Anteil des inneren Wasserfilmes nach außen getrieben werden. Dies ist im allgemeinen unschädlich, insbesondere wenn der Zufluß keine agglomerierten Teilchen aufweist. Dies sind Gruppen von zusammenhaftenden Teilchen, die durch das Spülwasser auseinandergebrochen werden können, wobei ein bedeutender Anteil dieser Teilchen kleiner als die Sieböffnungen ist. Ein Wasserstrom von innen nach außen kann einige dieser kleineren Teile mit nach außen..tragen, womit die Güte der Siebung beeinträchtigt wird,(wenn man es weniger auf die Trennung in -21-

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Korngrößenklassen, sondern vor allem auf die Entfernung aller Teilchen überhaupt abgesehen hat.) Die Siebgüte ist der Anteil der entfernten Teilchen an den insgesamt im Zufluß enthaltenen Teilchen. Wenn der Anteil der genannten kleineren Teilchen nicht zu groß ist, können die Vorrichtungen eine größere Belastung, also eine größere Menge an Feststoffen pro Zeiteinheit entfernen, als es ohne Erfindung möglich wäre. Man kann sagen, daß die Vergrößerung der Durchsatzleistung bzw. der Entfernung von Feststoffen sehr viel wichtiger sind als die evtl. Verminderung in der Siebgüte , die bei Anwesenheit von kleinen, durch das Sieb hindurchgedrückten Teilchen entsteht.

Wenn jedoch der Zufluß einen entsprechenden Anteil an agglomerierten Teilchen enthält, kann die Siebgüte verbessert werden durch eine oder mehrere der nunmehr an Hand Figuren 9-15 beschriebenen Maßnahmen. So kann der überdruck nur während Spitzenbelastungen der Siebvorrichtung vorgesehen sein oder aber der Druck der Spülflüssigkeit kann während der Erhöhung des Innendrucks erhöht werden oder die Zone der Spülung kann seitlich versetzt werden bzw. der erhöhte Innendruck kann ferngehalten werden von dem jeweils durch die Waschzone hindurchtretenden Bereich des Siebes. Diese Maßnahmen können auch in Kombination angewendet werden.

Anwendung des Überdruckes nur während Spitzenbelastungen ist sehr passend für städtische Abwasseranlagen. Wird der erhöhte* Innendruck in dem Siebzylinder nur zu Zeiten der Spitzenbelastung angewendet, wird also zur Zeit der Spitzenbelastung die

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Durchsatzleistung entsprechend vergrößert, so kann die erforderliche Reservekapazität der Anlage (und das dafür erforderliche Investitionskapital) kleiner sein. In diesem Zusammenhang wird auf Figur 9 verwiesen.

Die X-Achse ist in die 24 Stunden des Tages eingeteilt. Auf der Y-Achse ist die Belastung aufgetragen in Millionen Gallons Zufluß pro Tag (MGD). In den frühen Morgenstunden ist die BeIa-

stung gering, die Belastung nimmt dann zu; morgens gibt es eine Spitzenbelastung M. Abends gibt es ebenfalls eine Spitzenbelastung e, an die sich eine geringere Belastung bis Mitternacht anschließt. Die meisten Anlagen haben ähnliche Belastungskurven. Jedoch kann z.B. ein plötzlicher schwerer Regenfall eine ungewöhnlich hohe Spitzenbelastung bringen, siehe den Flächenanteil R, insbesondere wenn Regenwasser von den Dächern in die Abwasserkanalisation^gelangt o.dgl.

Die Abwasseranlagen sind so ausgelegt, daß sie die täglichen Spitzenbelastungen verkraften können. Bei einem Abwasseranfall gemäß Figur 9 würde die Anlage dementsprechend etwa für 1,5 MGD ausgelegt sein. D.h. daß die Anlage während des größten Teiles des Tages nur zum Teil ausgelastet ist.

Bei Anwendung der Erfindung kann man ohne weiteres eine Steigerung der Durchsatzleistung des Mikrosiebes um das Anderthalbfache bis Zweifache erwarten - ohne größere Mehrkosten. Die Siebvorrichtung braucht dann nur für etwa 1 MGD ausgelegt zu sein. Wenn der Zufluß entsprechend viel agglomerierte Teilchen

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enthält, kann die Anlage mit automatischen Kontrollvorrichtungen versehen sein, welche den Überdruck im Innern der Trommel nur bei Spitzenbelastungen, sei es der Spitzenbelastung M, R oder E, einschaltet. Wenn also die Belastung unterhalb 1 MGD liegt, wird der Überdruck abgeschaltet und die Anlage arbeitet mit größerer Reinheit (Wirksamkeit). Im Durchschnitt ergibt sich dann eine durchschnittlich ausreichende Reinheit bzw. Wirksamkeit.

Mehr noch, eine zu 1,5 MGD ausgelegte herkömmliche Anlage könn-* te eine Spitzenbelastung durch plötzlichen Regenfall (R) nicht verkraften, so daß eine entsprechende Abwassermenge ungesiebt in einen Fluß oder See eingegeben werden müßte. Dank der Erfindung werden diese Vorfälle vermindert, da eine große Kapazitätssteigerung in Reserve gehalten ist. Selbst wenn man also einen relativ großen Überdruck anwenden muß, um mit einer hohen Spitzenbelastung fertigzuwerden, wobei dann relativ viel Teilchen in das Filtrat mitgehen, so ist dies doch weit besser, als wenn diese Spitzenbelastung ungefiltert in den Vorfluter gelangen

< würde.

Eine Steuervorrichtung dieser Art zeigt Figur 10 schematisch. Im Tank 105 dreht sich die Siebtrommel 106. Der Tank enthält einen Tankraum bzw. Tankpool 107 mit Spiegel 109, in der Siebtrommel ist der Siebpool 108 mit Spiegel 110. Das Sieb wird durch Sprühvorrichtung 112/113 gewaschen, Waschwasser und abgespülte Teilchen gelangen in den Sammeltrog -111. Der Überdruck wird durch Gebläse 114 mit Leitung 115 und Auslaß 116 geliefert.

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Die Steuerung spricht an auf eine oder mehrere Größen der Belastung (Feststoffkonzentration im Zufluß und/oder Zuflußmenge pro Zeiteinheit). Die Steuervorrichtung mag ein Ausströmrohr bzw. Rohr 117 mit einem geschlossenen unteren Ende 120 und eine Öffnung im herausragenden oberen Ende 118 aufweisen, sowie mit einem Schlitz 119 im Bereich des Wasserspiegels 110. Die wirksame Fläche der Zuflußöffnung 119 ist also durch den Flüssigkeitsspiegel 110 in dem Trommelpool 109 gesteuert, so daß an der Einlaßöffnung 119 ein größerer Druckabfall auftritt, wenn sich der Spiegel 110 erhöht. Dieser Anstieg des Druckabfalls bewirkt einen Druckanstieg innerhalb der Trommel 106 (durch entsprechende Steuermittel). Das Gebläse ist (selbstverständlich) so ausgelegt, daß es den höchsten Spitzendruck liefern kann, der auftritt, wenn der Spiegel 110 den Eintrittsschlitz 119 völlig verschlossen hat.

Da der Flüssigkeitsspiegel 110 in der Trommel 108 bei steigender Belastung ansteigt, und demgemäß auch der Druckabfall an dem Einlaßschlitz 119 ansteigt, steigt dementsprechend auch der Überdruck in der Trommel über dem Spiegel 110 an; wie gewünscht wird also der angewendete Überdruck in Abhängigkeit von der Belastung erhöht oder erniedrigt. Die gleiche Regelung bzw. Steuerung kann auf vielfältige andere Weise erzielt werden. Z.B. kann ein Schwimmerhebel vorgesehen sein, der entsprechend seiner Stellung ein elektrisches Steuersignal abgibt. Das Steuersignal wird einem beliebigen passenden Regler eingegeben, der bzw. dessen Stellglied den Ventilator 115 entsprechend im Sinne höheren oder niederen Drucks verstellt. Bei geringer oder

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normaler Belastung kann das Gebläse ausgeschaltet sein und bei ansteigender Belastung und damit des Flüssigkeitsspiegels wird das Gebläse eingeschaltet und dann mehr und mehr höhergefahren. Es kann allerdings auch vorgesehen sein, daß das Gebläse 114 ständig mit gleicher Geschwindigkeit und gleichem Druck arbeitet, daß aber ein regelbarer Auslaßschieber vorgesehen ist.

Die Regelung kann auch in Abhängigkeit von anderen Großen, wie z.B. zufließende Menge pro Zeiteinheit oder Feststoffkonzentration oder Viskosität erfolgen.

Ein vorzugsweises Kontrollsystem ist in Figuren 11, 11a und 12 gezeichnet, wonach über Druck ebenfalls nur bei Spitzenbelastung angewendet wird. Dabei wird auch der Spülwasserdruck erhöht. Eine periodische Erhöhung des Spülwasserdruckes kann aber auch aus anderen Gründen zweckmäßig sein, so um zeitweise das Sieb besonders zu reinigen.

Figuren 11, 11a zeigen eine Mikrosiebvorrichtung 141 mit einem Tank oder Bottich 142, darin der Tankpool 143, die Seitenwände 145a, 145b; in den Traglagern 147a, 147b rotiert die Mikrosiebtrommel 153. (Nicht gezeigte Mittel sind zum Drehantrieb der Siebtrommel vorgesehen.) Es ist ebenfalls ein Überlaufwehr, ein Überlaufbehälter und ein Auslaß vorgesehen, um den reinen Überlauf (das Filtrat) abzulassen.

Durch eines der Lager (links) erstreckt sich eine Zuflußöffnung 151, wodurch ein Behälter 152 mit dem Inneren der Trommel 154 verbunden ist. Der Behälter 152 ist zur Atmosphäre offen.

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Innerhalb des Zuflußbehälters 152 sind zwei Schalter 175, 177 angeordnet. Die Schalter werden durch Schwimmer 175a, 177a betätigt. Die Schwimmer hängen in zwei unterschiedlichen Höhenlagen oberhalb dex Zuflußöffnung 151.

Innerhalb der Siebtrommel ist der Sammeltrog 157 angeordnet, ein Anschlußrohr erstreckt sich durch den anderen (rechten) Lagerring hindurch, wobei.eine wasserdichte Drehverbindung angewendet ist, so daß also das abgespülte Material abfließt. Der Auslaß des Gebläses 150 ist an das Fallrohr 155 angeschlossen.

Da dieser Strömungsquerschnitt im normalen Betrieb nur teilweise durch die Flüssigkeit für die Luft verschlossen ist, steht der Auslaß des Gebläses über dem Raum 173 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in Verbindung mit der freien Atmosphäre; d.h. das Gebläse arbeitet zwar, aber es herrscht kein Überdruck bei Normalbetrieb.

Wie zuvor sind eine Spülvorrichtung 161 mit einem Rohr 163 und Düsen 165 und einer Pumpe 167 (Figur 12) vorgesehen. Die Pumpe kann unterschiedliche Drucke liefern. Gemäß Figur 12 kann der elektrische Antriebsmotor 179 der Pumpe mit einer Erregerwicklung 183 für normale, niedere Drehzahl und einer zusätzlichen Wicklung 195 für erhöhte Drehzahl bzw. Drehzahlen ausgerüstet sein. Beispielsweise kann einmal ein Spülviasserdruck von rd. 2,1 kg/qcm und zum anderen ein Druck von 8,4 kg/qcm geliefert werden.

Die Erregerwicklung 185 für den oder die erhöhten Drücke _₂₇_

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wird wie dargestellt von den schwimmerbetätigten Schaltern 175, 177 (Figur 11) über den Kasten bzw. ein Stellglied 187 ein- und ausgeschaltet, je nach Schwimmerstellung.

Figur 12 ist nur ein Beispiel der Art der Schaltung, die angewendet sein könnte in Verbindung mit anderen Systemelementen für die Erhöhung des Spülwasserdruckes während wenigstens eines Teiles der Zeit, während welcher der Gasdruck nicht eingetauchter Teile im Innern des Siebes erhöht ist. So kann z.B. die Erregerwindung 143 für geringe Geschwindigkeit über einen Schalter 191 mit einer Stromquelle 189 verbunden sein, so daß diese Windung immer erregt ist, wenn der Schalter geschlossen ist !Controller 187, der an die gleichen Hauptleitungen angeschlossen ist, kann verwendet sein zum Steuern der Hochdruck-Erregerwindung 185 mit Hilfe der Schalter 175 in dem Zuflußbehälter 152.

Obwohl einer der Schalter 175 oder 177 ausreichen würde, sind zwei Schalter vorteilhaft. Die Zusatzwicklung 185 kann dabei eingeschaltet werden,, wenn der Schwimmer 177a ansteigt, und er kann ausgeschaltet werden, wenn der Schwimmer 175a sich absenkt. Damit wird ein zu häufiges An- und Abschalten vermieden.

In Figur 11 ist mit 192 ein bestimmtes niederes Niveau bezeichnet. Bei diesem Niveau 192 ist der Querschnitt der Verbindungs öffnung 151 zum Teil frei bzw. geöffnet. Oberhalb des Niveaus 192 herrscht also normaler atmosphärischer Druck. Steigt der Flüssigkeitsspiegel in der Trommel an (wegen erhöhtem Zufluß

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oder vermindertem Abfluß bzw. Ansteigen der Feststoffkonzentration in der Trommel) bis zum Niveau 153, so wird die Verbindungsöffnung 151 im wesentlichen durch die Flüssigkeit- für die Luft verschlossen. Durch die in die Trommel geförderte Luft wird der Luftdruck in der Trommel entsprechend erhöht (nachdem die Luft nun nicht bzw. nicht mehr so leicht ausströmen kann).

Wenn die Belastung nun weiter zunimmt, so kann der Flüssigkeitsspiegel in dem Zuflußbehälter weiter bis zum Niveau 194 und ansteigen. Wenn das Niveau 195 erreicht ist, wird der Schwimmer 177a angehoben, der Schalter 177 erregt bzw. geschlossen, so daß die Zusatzwicklung 185 eingeschaltet wird. Der Druck des Spülwassers wird somit beispielsweise von 2,1 auf 8,4 kg/qcm ansteigen. Das Sieb wird somit besser freigespült. Dies wird erreicht sowohl durch bessere Reinigungswirkung des Siebes und bessere Entfernung des Spülwassers in den Sammeltrog. Durch diese zusätzliche Wirkung wird die Feststoffkonzentration innerhalb der Siebtrommel reduziert, der erforderliche Druck ΔΗ wird entsprechend reduziert, die Durchsatzleistung der Siebtrommel wird also vergrößert. Sinkt dann bei vermindertem Zufluß der Flüssigkeitsspiegel bis zum Niveau 194 ab, so wird durch Schwimmer 175a der Schalter 175 betätigt und das Stellglied schaltet die Zusatzwindung 183 aus. Der Spüldruck sinkt auf 2,1 kg/qcm ab. Bei weiterem Absinken der Belastung und damit des Niveaus auf 193 wird die Verbindungsöffnung 191 für den Luftstrom freigegeben, der Druck innerhalb und außerhalb der Trommel gleicht sich aus, man hat wieder Normalbetrieb.

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Die Figuren 13 bis 15 illustrieren die Anwendung unterschiedlichen Druckes beim Herausdrehen des Siebes aus der Flüssigkeit.

Und zwar soll der Überdruck jeweils dort angewendet werden, wo er benötigt wird, während kein Überdruck an anderen Zonen herrschen soll, wo er gar stören könnte, insbesondere in Drehrichtung hinter der Spülzone. Die Figuren 13, 14 bis 15 zeigen die Vorgänge lediglich schematisch, vielfältige Abwandlungen der Erfindung sind möglich.

In Figuren 13 bis 15 sind die rotierende Trommel 253 mit dem Sieb 283, der Trommelpool 254 (Flüssigkeitsraum innerhalb der Trommel), der Gasraum 273, der Tankpool 243 (Flüssigkeitsraum in dem Tank), die Sprüh- bzw. Spülmittel 261 vorgesehen. Die Vorrichtungen sind insoweit gleichartig, jedoch sind Abwandlungen an dem Sammeltrog und an der Sprühvorrichtung vorgesehen.

Auch die übrige Ausrüstung und Ausgestaltung ist bei Figuren 13 bis 15 untereinander gleich, wie im einzelnen näher an Hand Figuren 5 und 6 beschrieben.

Gemäß Figur 13 kann eine von Druckschwankungen freie bzw. unabhängige Zone 273a in der Spülzone innerhalb des Troges vorgesehen sein, und zwar indem die Trogränder 222 bis ziemlich nahe an das Sieb heranreichen. Wenn der Spalt 230 zwischen den Trogrändern und dem Sieb eng genug ist (so ist der Raum innerhalb des Troges gegenüber dem übrigen Raum abgeschirmt), so wird ein ausreichender Druckabfall an diesem Raum vorhanden sein, so daß

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die Trogzone 273a wenigstens teilweise druckunabhängig von dem Trommelgasraum 273 ist.

Der Druck außerhalb der Siebtrommel ist mit P^ bezeichnet. Der Druck innerhalb der Trommel zwischen dem Punkt 226, an dem sich die Trommel aus dem inneren Flüssigkeitsspiegel erhebt, und dem Punkt 235, an dem die Trommel bei ihrer Drehung jeweils den Trog erreicht, ist mit Pp bezeichnet. In Figuren 13 und 15 herrscht innerhalb des Trograumes 273a der im wesentlichen vom Raum außerhalb unabhängige Druck P₃.

In Figur 13 ist P₂> P^ und P₃< P₂, jedoch vorzugsweise gilt: P₂> P₁I^P₃. Der verminderte Druck P₃ in der Zone 273a kann in jeder passenden Weise erzeugt werden. Wenn der Spalt zwischen Trogrändern und Sieb„entsprechend eng gemacht werden kann, kann der verminderte Druck P₃ durch Absaugen in der Trogzone 273a bzw. Verbindung mit der Atmosphäre hergestellt werden. Oder aber, falls erwünscht, kann durch das Gebläse Luft aus dem Trograum 273a abgesaugt werden. Wenn das Gebläse ausreichend stark gemessen ist, können die Trogränder einen relativ großen Abstand vom Sieb haben.

Gemäß Figur 14 steht der Raum oberhalb des Troges 227 mit dem übrigen Raum in freier Verbindung. In diesem Falle kann eine Haube 210 oberhalb der Sprühdüsen 261 vorgesehen sein. In der Haube kann eine druckfreie Zone 210 zwischen der Außenseite des Siebes 283.und den Sprühmitteln 261 vorgesehen sein, indem die Seitenwände 215 der Haube bis nahe nach unten an das Sieb heran-

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ι .—.—

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reichen. Wenn der Spalt 240 zwischen Haube und Sieb ausreichend eng ist, ist der Raum innerhalb der Haube vom Außenraum abgeschirmt bzw. es ist ein ausreichender Druckabfall vorhanden, um die Zone 218 wenigstens teilweise unabhängig von dem übrigen Gasraum, in dem der Druck P₁ herrscht, unabhängig zu machen.

Dieser Druck innerhalb der Haube 215 ist mit P₄ bezeichnet. Bei der Ausführung nach Figur 15 liegen folgende Bedingungen vor: P₄-^P₁ ^{und P}2^>pi* ^Jedocn vorzugsweise ist ^P ₄*^P2^>P1^P Die gewünschten Verhältnisse können beispielsweise durch Verbindung eines Gebläses mit der Haube 210 eingestellt werden.

Figur 15 zeigt die Anwendung sowohl sich nach oben erstreckender Trogränder 257a aus Figur 13 als auch der Haube 210 der Figur 14, um zwei Zonen vorzusehen, die wenigstens teilweise druckunabhängig von dem Druck in dem Raum 273 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels innerhalb der Trommel bzw. dem die Trommel umgebenden Raum zu halten. In dieser Ausführung sind die passenden Druckbedingungen definiert durch die Gleichungen

^P3- ^P4^<P2 - ^Pl'
wobei P₁, P₂, P₃ und P₄ absolute Drucke darstellen bzw. Drucke gegenüber einer gemeinsamen Basis. Vorzugsweise ist dabei jedoch

P₂^P₁ und P₄ > P₃

Diese Druckbedingungen können durch einen oder mehrere Gebläse oder Gebläsekombinationen und Entlüftungsoffnungen erreicht werden, wie bei Figuren 13 und 14 beschrieben.

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Diese Ausführungen sind nützlich, wenn eine gesteigerte Siebkapazität gegenüber der Ausführung nach Fig. 5 bis 7 erwünscht ist. Auch wird hiermit die Spiilwirkung und die itückgew:?nnung des Spülwassers verbessert. Aber auch vom Standpunkt der Verbesserung der Feststoffgewinnung und der Abflußqunlität sind diese Ausführungen nützlich, insbesondere wenn viele agglomerierte Teilchen vorhanden sind» Während diese Ausführungen besonders passend für einen hohen Überdruck innerhalb der Trommel sind, sind sie aber auch nützlich über* den ganzen Bereich des erhöhten Druckes, der gemäß der Erfindung vorgesehen sein kann.

Wie oben angezeigt, kann der Differenzdruck in jeder gewünschten Weise angewendet v/erden. Es ist schon gezeigt worden, wie Gebläse für diesen Zweck eingesetzt werden können. Um den erfindungsgemäßen Überdruck im Innern der Trommel auch bei herkömmlichen, in Betrieb befindlichen Anlagen anzuwenden_; kann es oft zweckmäßig sein, zunächst eine Abdichtung dos Trommelinneren gegenüber dem übrigen Raum vorzunehmen» Der Druck kann in das Innere der Trommel zusammen mit dem Wasserzufluß oder auch (etwa gelöst) mit dem Spülwasser eingegeben werden. Die Verminderung der liückfallprobleme durch Anwendung des oben beschriebenen Differenzdruckes ermöglicht eine Erhöhung der Trommelgeschwindigkeit auf Niveaus, die bisher nicht zufriedenstellend waren. Bei einem herkömmlichen Mi krοsieb mit geringerer Trommelgeschwindigkeit und hoher Feststoffkonzentration in dem TrommelpooJ erbringt eine Erhöhung der Trommel ge schwind Ig--

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iceit eine annähernd proportionale Erhöhung der Siebleistung ie Flächeneinheit des Siebes. Wenn jedoch die Umfangsgeschwindigkeit des Siebes höhere Werte annimmt, so steigt die Leistung des Siebes nicht mehr proportional an. Bei höherer Geschwindigkeit erreichen die am Sieb abgelagerten Teilchen nicht den Trog, Arährend der Durchsatz durch das Sieb abnimmt. Es gibt also einen Spitzenwert für die Leistung, über welchem die Leistung bei Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit wieder abfüllt? (Siehe Fig. 16)

3ei Anwendung des Überdruckes in der Trommel gemäß der Erfindung sind jedoch die Phänomene des Rüdfalls bedeutend herabgemindert. Zum Beispiel kann die Trommel schneller rotieren, bevor der Anstieg der Leistung wieder abnimmt und eine höhere Leistungsspitze ist erreicht. Dies ist in Fig. 16 durch die beiden Knrvcnzüge "mit" und "ohne" - die Erfindung - dargestellt»

Wenn der Zufluß agglomerierte oder geflockte Festteile auf- \./oist, so neigt ein Ansteigen der Umfangsgeschwindigkeit mit dem Anstieg der Strömung zwischen der Trommel und dem l/psser an der Austrittssone der Trommel - das Ausmaß der Anglomeration oder Flockung zu vermindern. Die Vergrößerung der kleineren Teilchen in der Trommel mag dazu führen, daß eine größere Zahl kleiner Teilchen durch das Sieb hindurch in das Filtrat, also das geklärte Wasser gelangt, also dessen Qualität beeinträchtigt. Jedoch ist dieser Nachteil - der nur

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bei agglomerierten bsw. geflockten Feststoffen eintritt, in Kauf su nehmen, v/eil dank der Erfindung auch hier Spitzenbelastungen aufgefangen werden, d, h. , es ist besser, das Abwasser wenigstens teilweise zu klären als ganz ungeklärt abzuleiten. Jedoch sind im allgemeinen die Umfangsgeschwindigkeiten bei Vorhandensein agglomerierter oder geflockter Teilchen geringer als die Umfangsgeschwindigkeiten bei festen Teilchen.

Mit erhöhter Umfangsgeschwindigkeit erhöht sich auch das Drehmoment und damit die belastung der Lager und der Verschleiß., Die vorliegende Erfindung kann - außer der Erhöhung der Durchsatzleistung - den Verschleiß vermindern, insbesondere-wenn mit festen, vereinselten, d. h. nicht agglomerierenden Feststoffen im höheren Bereich des Überdruckes gearbeitet wird. Der zu-sätzliche Auftrieb, den die Trommel hat,, wenn die Luft oberhalb der Trommel unter Druck steht und/oder wenn die Trommel tiefer eintaucht, vermindert die Belastung der Lager, das Drehmoment und den Verschleiß entsprechend. Diesbezüglich kann ein Überdruck in der Trommel von ungefähr 3 bis ungefähr 6 inch Wassersäule oder von über 6 bis ungefähr über 10 inch Wassersäule ausgewählt werden.

Man sollte erwarten, daß eine Verbesserung bei herkömmlichen Feinsiebtrommeln durch Vergrößerung der Eintauchtiefe, also Erhöhung des Wasserspiegels in der Trommel erreicht werden könnte,(weil dann mehr Trommeloberfläche für den Siebvorgang zur Verfügung steht.) Dies trifft unglücklicherweise jedoch ·

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nicht zu, da dann der Siebumfang unter einem flacheren Winkel aus. der Flüssigkeit austritt. was das Her ab fallen von Feststoff-Tropfen erleichtert. Diese flachere Austrittswinkel erhöht auch die Dicke dos äußeren Wpsserfilms. (32e j n Fig. 3h), der teilweise für den Schwerkraftfluß "g" verantwortlich ist. Die Erfindung jedoch vnrkt der Schwerkraft entgegen, so daß die Siebwirkung auch bei größerer Eintauchtiefe, also besserer Ausnutzung der Siebtrommel verbessert wird*

In der Nachfolgenden Tabelle sind einige Betriebsparameter angegeben, die aber nur als Beispiel, nicht als Einengung zu werten sind. Wenn der Druck in mm Flüssigkeitssäule angegeben ist, so handelt es sich bei der Flüssigkeit um die durch die Vorrichtung durchaus et:: ende Flüssigkeit, insbesondere also um das zu klärende Wasser. In der Spalte A sind weitere, in der Spalte B engere Mittelwerte angegeben«

Größe

Bereich A (ungefähr)

Bereich B (ungefähr)

Umfangsgeschwindigkeit der Trommel

m/min 9 - 75

27 - 55

Trommeldurchmesser (in m) 0,6 -3^

0,6 - 2

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har.c des Flüssigkeitsspiegel»	0 -	0,4 D	0 -	0,°5 D
oberhalb der Drehachse im Ver
hältnis zum Trommeldurchmesser
"D"
Größe der Sieböffnuncen (Mycron)	5 -	140	20 -	- 70
Lochflächonanteil in %	10 -	- 60	20 -	-. 40
^H- Druckdifferenz zwischen	0 -	450	0 -	250
dem Druck der Flüssigkeit inner
halb und außerhalb der Trommel
in mm Flüssigkeitssäule - (f?er
durchgesetzten Flüssifjkeit)
Angewendeter Überdruck in der Trommel (ή·! ^^I	2,5	- 250	2,5	bis 75
Druck des Spülwassers in kg/cm'"¹	1,4	- 11	1,7	bis 7
Feststoffgehalt des Zuflusses	c; _	1000	15	- 100
(ras/1)
Größe der Partikel im Zufluß	5 —	200	PO	- 100
(in Mycron)

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Claims

Patentansprüche

( 1) Verfahren zur Feinsiebung einer wässrigen Suspension von Fastteilchen, wobei diese Suspension in das Innere einer stirnseitig geschlossenen Siebtrommel eingegeben vrird, welche Siebtrommel in einem Behälter drehbar gelagert ist, wobei der Zufluß in die Siebtrommel bis zum Erreichen eines bestimmten Niveaus innerhalb der Siebtrommel eingegeben wird und der durch

flossene Durchgang

das Sieb hindurchgetKstisaDxxfläddDKXi bei Erreichen eines vorbestimmten Niveaus innerhalb des Behälters von diesem abgeleitet wird, während der auf der Innenseite des Siebes abgelagerte Rückstand bei der fortlaufenden Drehung der Siebtrommel zusammen mit der Siebtrommel jeweils an der einen Seite aus dem Flüssigkeitsspiegel aufsteigt und im Bereich des oberen Umkehrpunktes durch von oben aufgegebene Sprühstrahlen in einen sich längsweise im Inneren der Trommel erstreckenden Abflußtrog gespült

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dadurch gekennzeichnet,

daß zur Verhinderung des Rückfalls bzw. Zurücktropfens von Feststoffteilchen von¹ dem Sieb zurück in die Flüssigkeit ein Überdruck innerhalb der Siebtrommel, wenigstens längs der aufsteigenden Zone des Siebes (bzw. eine positive Druckdifferenz νφι Siebinnenraum gegenüber dem Außenraum) angewendet wird»
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß ein Überdruck von etwa 2,5 mm bis 150 ram Wassersäule (bsv;,. Millimetersäule der zuführten Flüssigkeit) 'angewendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der innere Überdruck nur während Spitzenbelastungen der Foinsiebmaschine angewendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß wenigstens zeitweise während der Anwendung eines inneren Überdruckes innerhalb der Siebtrommel mit größerem Druck bzw. größerer Intensität Spülflüssigkeit bzw. Spülwasser zu der'Spülzone (obere Umkehrzone) zugeführt wird, während wenigstens zeitweise während der Arbeitsweise bei normalem Druck innerhalb der Siebtrommel ein geringerer Druck

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der Spül flüssigkeit angeAirendet wird.,
5, Verfahren nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet.

daß im Bereich der Spülzone ein geringerer Druck als im übrigen innerhalb der Trommel vorgesehen ist, welcher unabhängig von Druckschwankungen innerhalb der Trommel konstant gehalten wird»
6» Foinsiebmaschinc zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis 5, mit einer rotierenden, stirnseitig geschlosseneii Feinsiebtrommel, die in einen Trnk bzw. Flüssigkeitsbehälter eintaucht, von dem" die behandelte,, klare Flüssigkeit abgezogen wird, während die Rohflüssigkeit in das Innere der Siebtrommel eingegeben wird, wobei oberhalb der Sebtrommel eine Sprüh-Wasölvorrichtung und unterhalb des oberen Umkehrpunktes der Siebtrommel innerhalb der Siebtrommel ein Snmmeltrog vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, ."■·-. daß zur Erzeugung eines Überdruckes im Innern der Siebtrommel (im Vergleich zu dem Drucl<jaußerhalb der Siebtrommel) eine Druckquelle insbesondere ein Gebläse vorgesehen ist, welches mit dem Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels im Innern der Trommel verbunden ist»
7, Vorrichtung nach Anspruch 6.
dadurch gekennzeichnet.

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daß sich die Druckluftzuleitung (96, 98, 100) durch eine innerhalb des Lagers (47b) der Siebtrommel eingesetzte. stillstehende Scheibe (91) hindurcherstreckt.
8.- Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis 5, mit einer rotierenden, stirnseitig geschlossenen Feinsiebtrommel, die in einen Tank bzw» Flüssigkeitsbehälter eintaucht, von dem die behandelte, klare Flüssigkeit abgezogen wird, während die Rohflüssigkeit in das Innere der Siebtrommel eingegeben wird, wobei oberhalb der Siebtrommel eine Sprüh-Waschvorrichtung und unterhalb des oberen Umkehrpunktes der Siebtrommel innerhalb der Siebtrommel ein Sammeltrog vorgesehen sind,

dadurch gekennzeichnet,

daß zur Einstellung eines Überdruckes im Inneren der Siebtrommel gegenüber dem Druck außerhalb der Siebtrommel der Behälter (42) durch eine Haube (49) abgeschlossen ist., und daß eine Luftpumpe (93) od. dgl. saugend an dem Raum innerhalb der Haube, oberhalb des Flüssigkeitsspiegels, angeschlossen ist.
9. Vorrichtung nach Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

daß die Druck- bzw. Unterdruckquelle - das Gebläse - in Abhängigkeit von der Belastung bzw. von dem Flüssigkeitsstand innerhalb der Siebtrommel gesteuert ist.

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10. Vorrichtung nach Ansprüchen 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der Spülflüssigkeit in Abhängigkeit von der Belastung der Siebtrommel steuerbar ist.
11. Vorrichtung gemäß Ansprüchen 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände des Spültroges sich im wesentlichen bis an den Siebzylinder heran erstrecken, so daß der Bereich der Spülzone im wesentlichen druckunabhängig von dem Druck außerhalb der Spülzone ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck innerhalb der Spülzone geringer als außerhalb der Spülzone ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck innerhalb der Spülzone größer als der die Trommel umgebende Druck ist.
14. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß das Spüldüsenrohr. (261) von einer Verkleidung (215) umgeben ist, zwecks Einstellung eines gleichbleibenden Druckes

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P4 in der Umgebung des Spülrohres (261), wobei vorzugsweise der Druck P4 gleich oder größer als der Druck P3 innerhalb des Sammelkanals (257a)bzw. der Spülzone (237a) ist (Fig. 15).
15. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche ,

dadurch gekennzeichnet,

daß die dem Sieb zugekehrten Ränder des Spültroges (257a) bzw. der Verkleidung (215) abgewinkelte Flansche zwecks Aufrochterhaltung der jeweils gewünschten Drucke P3, P4 aufweisen.
16. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß ein Zulaufbehälter (152) über eine Zuflußöffnung (151) in Verbindung mit dem Inneren der Siebtrommel steht, wobei sich der Flüssigkeitsspiegel (152) bei normaler Belastung unterhalb des oberen Randes der Verbindungsöffnung (151) befindet, während bei zunehmender Bdastung der Flüssigkeitsspiegel (192) ansteigt und schließlich den Druckausgleich zwischen dem Innerer der Trommel und dem Außenraum absperrt, während die Luftpumpe (190) gleichmäßig Druck in das Innere der Trommel liefert.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,

daß in dem Zuflußbehälter (152) wenigstens, ein schwimmerbetät,igter Schalter (175a, 177a) zum Zuschalten bzw. Ausschalten

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einer den Druck der Spülflüssigkeit Uzw. die Spülflüssigkeitsmen^e erliöhenden Zusatzwicklung (185) des Antriebsmotors (179) der Spülpumpe (167) vorgesehen sind.

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