DE2461663C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Feinsieben einer wäßrigen Suspension von Feststoffteilchen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Feinsieben einer wäßrigen Suspension von FeststoffteilchenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feinsieben einer wäßrigen Suspension von Feststoffteilchen bestimmter
Korngröße und in bestimmter Konzentration, wobei diese Suspension in das Innere einer stirnseitig
geschlossenen Siebtrommel mit vorgegebener Maschenweite eingegeben wird, welche in einem Behälter
mit einer bestimmten Geschwindigkeit gedreht wird, wobei der Zufluß in die Siebtrommel bis zum Erreichen
eines bestimmten Niveaus innerhalb der Siebtrommel eingegeben wird und der durch das Sieb hindurchgeflossene
Durchgang bei Erreichen einer vorbestimmten Höhe innerhalb des Behälters von diesem abgeleitet
wird, während der auf der Innenseite des Siebes abgelagerte Rückstand bei der fortlaufenden Drehung
der Siebtrommel zusammen mit dieser 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
Innern der Trommel erstreckenden Abflußtrog gespült wird, wobei die Parameter, wie Korngröße, Konzentralion,
Maschenweite etc. aufeinander abgestimmt sind, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines
derartigen Verfahrens.
Aus der FR-PS 20 79 452 ist eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens bekannt. Bei
der bekannten Vorrichtung läßt sich nicht vermeiden, daß von der Siebtrommel aufgenommene Feststoffteilchen
wieder zurück in die wäßrige Suspension fallen. Hierdurch wird die Feststoffkonzentration der wäßrigen
Suspension erhöht, so daß sich der Wirkungsgrad nach einer gewissen Betriebsdauer zunehmend vermindert.
Es findet eine ständige unnötige Umwälzung eines Teils der zu entfernenden Feststoffteilchen statt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit
welchem bzw. mit welcher die Leistungsfähigkeit der Feinsiebung in einfacher Weise erhöht wird.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens
dadurch gelöst, daß zur Verhinderung des Rückfalls von
Feststoffteilchen von der Siebtrommel in die Flüssigkeit zurück mit Bezug auf den Behälter ein solcher
Oberdruck innerhalb der Siebtrommel, wenigstens längs
der aufsteigenden Zone des Siebes, erzeugt wird, daß in
Abhängigkeit von den Parametern der Wasserfilm auf den Maschen der Siebtrommel geschlossen bleibt
Hinsichtlich der Vorrichtung, die eine rotierende, stirnseitig geschlossene Siebtrommel mit vorgegebener
Maschengröße aufweist, die in einen Flüssigkeitsbehälter
eintaucht, von dem die behandelnde Flüssigkeit abgezogen wird, während die wäßrige Suspension bzw.
Rohflüssigkeit in das Innere der Siebtrommel eingegeben wird, wobei im Bereich des oberen Umkehrpunktes
der Siebtrommel oberhalb derselben eine Sprühvorrichtung und unterhalb derselben innerhalb der Siebtrommel
ein sich axial erstreckender Abflußtrog vorgesehen sind, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß zur
Einstellung eines Überdruckes im Innern der Siebtrommel gegenüber dem Druck außerhalb der Siebtrommel
der Flüssigkeitsbehälter durch eine Haube abgeschlossen ist und daß der Raum innerhalb der Haube,
oberhalb des Flüssigkeitsspiegels, an eine Unterdruckquelle angeschlossen ist.
Durch die erfindungsgemäße Lösung ist gewährleistet daß durch das Sieb mitgenommene Feststoffteilchen
nicht zurück in die zugeführte wäßrige Suspension bzw. Rohflüssigkeit fallen. Der Wirkungsgrad des
erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird dadurch beträchtlich erhöht
Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgeinäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind in den Verfahrens- und Vorrichtungsunteransprüchen näher beschrieben.
Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen einer Vorrichtung mit den Merkmalen der Erfindung an
Hand der Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigen
F i g. 1 und 2 schematische Darstellungen zur Erläuterung des Unterschiedes zwischen einer Feinsiebung
und Filterung bei der Feststofftrennung in flüssigem Medium,
F i g. 3a und 3b schematische Darstellungen zur Erläuterung des Problems des Rückfalls von Feststoffteilchen
bei der Feinsiebung, wobei Fig.3a eine schematische Stirnansicht einer Vorrichtung mit Siebtrommel
und F i g. 3b einen Ausschnitt der Siebtrommel in vergrößter'.em Maßstab zeigen,
F i g. 4 eine F i g. 3b entsprechende Darstellung zur Demonstration der Wirkungsweise der Siebtrommel,
F i g. 5 eine Vorrichtung zum Feinsieben einer wäßrigen Suspension mit Siebtrommel in perspektivischer
Ansicht, teilweise weggebrochen,
F i g. 6 die Vorrichtung gemäß F i g. 5 in Stirnansicht,
F i g. 7 die Vorrichtung gemäß F i g. 5 in Seitenansicht,
teilweise weggebrochen,
F i g. 8 eine gegenüber der Vorrichtung gemäß F i g. 5 geringfügig abgewandelte Ausführungsform einer entsprechenden
Vorrichtung in Seitenansicht,
F i g. 9 eine graphische Darstellung der Abwasserbelastung über den Zeitraum eines Tages,
F i g. IO eine Kontrollvorrichtung für die Vorrichtungen
gemäß F i g. 5 und 8,
Fig. 11 und lla weitere Ausführungsformen einer
Vorrichtung zum Feinsieben einer wäßrigen Suspension in schematischer Darstellung,
Fig. 12 eine KontrolKorrichtung für die Ausführungsformen
gemäß den F i g. 11 und 1 la,
Fig. 13, 14 und 15 noch weiter abgewandelte
Ausführungsformen einer Vorrichtung für die Feinsiebung einer wäßrigen Suspension bzw. Einzelheiten
derartiger Vorrichtungen, und
F i g. 16 eine graphische Dai-stellung der Leistung der
Siebtrommel bei unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten, mit und ohne Überdruck innerhalb der
Siebtrommel.
F i g. 1 zeigt ein gewebtes Drahtfilter 1, welches eine
F i g. 1 zeigt ein gewebtes Drahtfilter 1, welches eine
ίο Flüssigkeit 2 filtert In der Flüssigkeit sind Partikel 3
unterschiedlicher Größe dispergiert Über dem Filter 1 hat sich eine 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 Hauptteil der zu filternden Flüssigkeit ziemlich leicht durch den Filterkuchen hindurchgelangt. Die
gefilterte Flüssigkeit tritt auf der reinen Seite 5 des Filters in Richtung der Pfeile 6 aus.
Bei der Feinsiebung, auf die sich die Erfindung bezieht, handelt es sich dagegen nicht um eine Filterung.
Das Schema der Feinsiebung ist in F i g. 2 gezeigt. Bei der Feinsiebung sieht man eine im Vergleich zur
Feststoffmenge so große Siebfläche vor, daß der Hauptteil der Flüssigkeit durch das Sieb hindurchgeht,
bevor sich ein Filterkuchen bilden kann. Das Gewicht
jo der pro Flächeneinheit auf dem Sieb abgelagerten Masse (trocken gewogen), jeweils zwischen zwei
Waschungen des Siebes, unter Außerachtlassung des weiter unten noch diskutierten »Rückfalls« wird als
»Feststoffbelastung« bezeichnet. Beim Sieben — im
j5 Gegensatz zum Filtern — ist die Belastung typisch
weniger als 0,5 mg/cm2, jedoch bei Feststoffen mit günstiger Form, Dichte und anderen Eigenschaften,
kann die Belastung bis 1 mg/cm2 sein. Bei relativ schweren Feststoffen, die nur relativ wenig Wasser
4ü absorbieren und bei Verwendung von Sieben mit
ziemlich großer Sieböffnung (innerhalb der später noch gegebenen Maße) kann die Feststoffbelastung bis auf
2 mg/cm2 ansteigen.
Bei einer Flüssigkeit 2 aus der biologischen Stufe einer Abwasseraufbereitung befinden sich kleinste Teile
3 in Suspension, von denen sich einige Teilchen 3a agglomeriert haben. Die öffnungen in dem Siebtuch 1
können in der Größenordnung von etwa 140 Mikron sein; diese Größe der öffnungen wird so ausgewählt,
daß sie kleiner sind als die durchschnittliche Größe des Hauptteils der Agglomerate und der einzelnen dispergierten
Teilchen. Der Zufluß kann einen wesentlichen Anteil einzelner Teilchen in der Größe von 10 Mikron
oder weniger und einen wesentlichen Prozentsatz von agglomerierten Teilchen der Größe 50 Mikron oder
größer haben. Die Konzentration von Feststoffen im Zufluß kann 20 Teile pro Million sein, und dieser Gehalt
kann durch Mikrosiebung auf eine Konzentration von 10 Teile pro Million reduziert werden.
bo 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
b5 Problem auf, die Flüssigkeit durch einen »Filterkuchen«
mit größerer Geschwindigkeit hindurchzutreiben. Vielmehr ist es bei der Feinsiebung so, daß das Siebtuch bzw.
die Siebtrommel zur Entfernung anhaftender Teilchen
gereinigt wird, kurz vor oder kurz nachdem im wesentlichen alle Sieböffnungen blockiert sind.
F i g. 3a illustriert die bekannte Technik zur Reinigung des Siebtuches sowie einiger damit zusammenhängender
Probleme. Wie ersichtlich, zeigt F i g. 3a einen Querschnitt durch die Siebvorrichtung mit Siebtrommel
12und Drehachse 11.
Der Zufluß, also die verdünnte wäßrige Suspension, tritt durch einen passenden Einlaß 13 ein. Die Trommel
12 ist in einem Behälter 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 16 eintritt. Der Abfluß fließt über die oberen Kanten 17 oder ein passendes Wehr in
einen Sammelbehälter. Meist wird der Flüssigkeitsspiegel 25 im Tank auf vorgesehener Höhe gehalten durch
passende Mittel, die ein automatisches Niveaukontrollsystem umfassen mögen. Das Flüssigkeitsniveau 23
innerhalb der Trommel weist gegenüber demjenigen außerhalb eine Differenz »d« auf; dieser Niveauunterschied
variiert je nach Belastung, Trommelgeschwindigkeit, Größe, Gestalt und Flächenanteil der Sieböffnungen,
sowie auch in Abhängigkeit von dem Agglomerationsgrad der Teilchen und anderen Faktoren.
Beim Umlauf der Siebtrommel hängen die Teilchen, die sich zunächst unten auf dem Sieb abgelagert haben,
wenn sie aus der Flüssigkeit aufsteigen und sich zum oberen Umkehrpunkl 28 bewegen, an der Unterseite
des Siebes. Die Partikel liegen 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 freigespült werden. Mittels Düsen 18 (Fig. 3a) wird ein starker
Wasserstrom 19 auf das Siebtuch gerichtet. Der durch das Sieb hindurchdringende Wasserstrom 20 die
anhaftenden Partikel ab und trägt sie in einen Abfluß-Trog 21 mit Seitenwänden 22, der in Längsrichtung
der Siebtrommel oberhalb der Flüssigkeit angeordnet ist. Die abgespülten Feststoffe nebst Spülwasser
werden im Abflußtrog 21 abgeführt
Die Leistungsfähigkeit der herkömmlichen Feinsiebung wird durch »Rückfall« von Feststoffteilchen 4
beeinträchtigt. Im ansteigenden Bereich der Siebtrommel fallen einige der anhaftenden Teilchen 4 zurück in
den Siebpool 14. Dadurch steigt die Konzentration im Siebpool an. wo mit die Leistungsfähigkeit abnimmt.
Dieses Problem ist bisher nicht beachtet und daher auch nicht gelost 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 F i g. 3b weist das gewebte Sieb 1 Kettdrähte 30 und
Schußdrähte 31 auf. die bei 26 aus dem Flüssigkeitsniveau 23 auftauchen. In dem Bereich S'— S" divergieren
die Geschwindigkeitvektoren des am Sieb anhaftenden Wasserfilmes und des im Pool 14 verbleibenden
Wassers. Die resultierende Strömung C(Fig.4) sucht
die anhaftenden Teilchen vom Sieb freizuspülen: ein Teil der Partikel 4a bleibt haften, andere Partikel 46
werden fortgerissen. Es besteht die Tendenz zu einem hydraulischen Druck in der Zone S'-5". um die Partikel
Ab 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 bzw. Strömung herrscht. An dem Sieb 1 sind viele öffnungen
durch Partikel 4 besetzt, es sind jedoch noch freie oder teilweise freie öffnungen 8 vorhanden, von einigen
wurden zuvor die Partikel 4b abgeschwemmt. Wasserfilme 32eund 32/werden vom Sieb nach oben mitgezogen.
Bei der jeweils fortlaufenden Drehung wird der äußere Wasserfilm 32e nach innen hindurchsickern, wie die
Pfeile »g« andeuten (Fig. 3b). Vorzugsweise gelangt dieses Wasser durch die freien Sieböffnungen hindurch.
Dadurch schwillt der innere Wasserfilm 32/ an verschiedenen Stellen 34 an. so daß dadurch weitere
Partikel 4c losgelöst werden. Es lösen sich schließlich Tropfen 35 vom Sieb ab, welche Partikel 4c mit sich in
den Trommelpool 14 reißen; die schon gesiebten Teiiehen gelangen a!so wieder in die zu siebende
Flüssigkeit, wodurch die Leistungsfähigkeit vermindert wird.
Eine andere Quelle für innere und äußere fließende Wasserfilme zeigt 3a. Und zwar dringt ein Teil des
Spülwassers 19 nicht direkt durch das Filtertuch hindurch, sondern ein Teil fließt außen und innen in
Umfangsrichtung des Siebes (Pfeile 24e^ nach unten.
Diese Wasserfilme 24/, 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 32/ und 32e bei F i g. 3b. Wenn jedoch die Umfangsgeschwindigkeit der Siebtrommel
groß genug ist. stellen die Wasserfilme 24c 24/ kein größeres Problem dar. Auch hängen diese Wasserfilme
24e, 24/von der Art der Spülung ab.
Die Lösung dieses Problems ist in F i g. 4 schematisch dargestellt. Und ^war wird ein gewisser Überdruck P J
auf die Innenseite des Siebes wenigstens in dem aufsteigenden Bereich der Siebfläche ausgeübt. Innen ist
also ein etwas höherer Druck als außen, die Druckdifferenz von innen nach außen ist positiv. Dieser Überdruck
hält die Partikel an der Innenseite des Siebes fest und verhindert ein Rücktropfen.
Der kontrollierte Überdruck wird vorzugsweise nur in dem 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 Flaum oberhalb des
Flüssigkeitsspiegels vorgesehen sein. In sehr praktischer Weise kann der begrenzte Überdruck durch ein Gebläse
erreic-m werden, indem Sissdüscn in der gewünschter
Richtung oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 23 angeordnet sind. Wenn die ganze Siebvorrichtung ϊώ einem
Gehäuse eingeschlossen ist und die Siebtrommel gegenüber ihrem AuBemimfang abgeschlossen ist, kann
die Druckdifferenz bzw. der Überdruck in der 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.
Um den Rückfall zu verhindern, muß der Druck so eingestellt werden, daß der Eintritt des äußeren
Wasserrumes bzw. Filme 32e und 24e verhindert bzw.
verzögert wird. Gleichzeitig soll jedoch der Luftdruck
so begrenzt werden, daß die Luft nicht durch das Sieb
hindurch nach außen strömt, wenigstens nicht in denjenigen Bereichen, in denen die Gefahr eines
Zuriicktropfens bzw. Rückfalls besteht. Der Überdruck ist alsc derart begrenzt, daß der Wasserfilm an von
Partikeln nicht besetzten Sieböffnungen nicht zerrissen wird.
Auf diese Weise 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 2,5x10 4 bis ungefähr
150x!0~4bar, vorzugsweise 2,5xlO4 bis
75 χ 10* bar; es ist aber auch an einen Betrieb mit mehr
als !5Ox 10 4 bis 254 χ 10 ' bar zu denken.
Von Bedeutung sind ferner weitere Maßnahmen und Vorrichtungen zur Behandlung agglomerierender Teilchen.
Zum Beispiel kann der Überdruck nur während .Spitzenbelastungen angewendet werden und/oder erhöhter
Spülwasserdruck wenigstens zeitweise bzw. wenigstens während der hauptsächlichen Zeit der
Anwendung des Überdruckes; auch kann der Spülwasserstrom
seitlich versetzt werden, um einen Aufbau des Überdruckes in der Waschzone zu verhindern.
Daraus ergibt sich eine Reihe von später beschriebenen Vorteilen. Insbesondere wird die Feststoffkonzentration
in dem Siebpool vermindert und damit die Leistung erhöht.
Bevor nun Ausführungsbeispiele und Einzelheiten näher beschrieben werden, soll noch einmal im
einzelnen auf die Theorie eingegangen werden. Hingewiesen wird hierzu auf die F i g. 3a, 3b und 4. Die
Fig.4 entspricht der F i g. 3b, jedoch mit Anwendung
eines Überdruckes im Innern der Trommel. Durch diesen Überdruck werden die Strömungen und Bewegungen
wie gezeichnet geändert bzw. verhindert.
Der Druck Py 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 5' gleich Null, bei Fig.4 ist er
entsprechend der Druckdifferenz großer. Dies trifft zu. ob nun der Flüssigkeitsspiegel 23 innerhalb der
Trommel unterhalb oder oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 35 außerhalb der Trommel liegt. Es ergibt sich somit
eine größere Haftkraft im Bereich S'— S". Die Partikel 4b. die in Fig. 3b abgeschwemmt werden würden,
werden nun bei F i g. 4 anhaften.
Der angewendete Überdruck wirkt auch den Wasserströmen g (Fig. 3b) entgegen oder kehrt die
Strömung um in Richtung der Pfeile H(F i g. 4). Obwohl freie Siebcffnup.gei; \τι der aufgetauchten Siebfläche
vorhanden sind, verhindert also die Druckdifferenz Px — P0 ein Durchsickern des äußeren Wasserfilmes 32e.
Es bleiben also mehr der am Sieb abgelagerten Teilchen haften, bis sie oberhalb des Troges 21 abgespült werden.
Entsprechend ist der Rückfall vermindert und also die Durchsatzleistung erhöht.
Im Vergleich mit der Filterung wird aber der Druck in
anderer Weise angewendet und damit eine andere Arbeitsweise erzielt Angenommen, in dem Bereich des
inneren bzw. äußeren Flüssigkeitsspiegels sei eine Kraft bzw. ein Druck AH erforderlich, um die Flüssigkeit
durch das Sieb zu treiben. Die Durchsatzleistung der Feinsiebmaschine ist dann von diesem Δ //begrenzt der
seinerseits vom Aufbau, den Eigenschaften des Siebes und der Qualität des Zuflusses usw. abhängt
tion in dem Siebpool vermindert, womit auch Δ Η beziehungsweise die zum Durchsetzen der Flüssigkeit
durch das Sieb erforderliche Kraft vermindert wird. Damit wird bei einem bestimmten ΔΗ eine größere
Durchsatzleistung erreicht.
Es werden nun weitere Einzelheiten beschrieben. Ein Tank oder Bottich 42 bildet den Behälter für den
Tankpool 43 (F i g. 7). In den Stirnwänden 45a, 456 und
innerhalb der Haube 49 sind Achslager 47a, 47£>, in
denen die Feinsiebtrommel 53 rotiert. Die Haube 49 verhindert ein Herausspritzen oder Herausschleudern
von Flüssigkeit.
In der Stirnwand 45a ist der Einlaß 51, der in den
Trommelpool 54 einmündet. Innerhalb der Trommel, in Längsrichtung, unterhalb des Umkehrpunktes 28 ist ein
Abf'ußtxO" 55/57 vor"esehen der über eine Leitun" 59
in der Stirnwand 456 verbunden ist.
Oberhalb des oberen Umkehrpunktes, also auch oberhalb des Abflußtroges 55, aber unterhalb der
Haube, sind Sprühmittel 61 vorgesehen.
Gemeint ist eine Leitung 63 mit einer Vielzahl von Sprühdüsen 65. Als Sprühdüsen 65 werden vorzugswei
se selbstreinigende Düsen verwendet. Diese Düsen haben einen federbelasteten Kolben, der die Auslaßöffnung
zur Bildung eines Sprühstrahls verkleinert, wenn Wasserdruck 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 F i g. 5 - 7 ist jedoch eine Spülpumpe
67 vorgesehen, welche Spülflüssigkeit aus dem Behälter 43 ansaugt und über eine 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 zwei oder mehr
unterschiedliche Lieferdrücke einstellbar. Die Siebtrommel
43 wird durch einen Motor 73, eine Welle 75 und ein Ritzel 77 angetrieben; die Ritzel kämmen 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 Litzen 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 ist gewöhnlich aus festem Material
gebildet, welches wenigstens vor der Befestigung weich
oder erweichbar ist unter Bedingungen, welche das Material des Filtertuchs nicht ausdehnen oder beeinträchtigen. 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 F i g. 5 und 6 hat eine der Seitenwände des
Tanks 42 ein Oberlaufwehr 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 und Einlaß 95 und Auslaß 96 vorgesehen sind. Die Blasluftleitung erstreckt
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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(Fig. 7).
Die Trommel 53 ist an ihren Enden durch Wandungen 81 wasserdicht verschlossen. Zwischen den Trommelachsen
101a und 1016 und den Lagern 47a und 47£>
ist wasserdichter Sitz oder eine Packung vorgesehen. Zwischen dem Innenraum der Trommel und den
äußeren Atmosphäre besteht im allgemeinen keine Verbindung, es ist also ein Verschluß innerhalb der
Einlaßleitung 51 sowie des 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 Η (Fig. 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 Fig.8 — also durch Absaugen von Luft aus dem
Gehäuse — erzeugt werden. F i g. 8 entspricht im großen und ganzen Fig. 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 456,
sein Einlaß 95 steht in Verbindung mit dem Raum zwischen Trommel und Gehäuse.
Beim Absaugen gemäß F i g. 8 benötigt man weniger Leitungen im Innern der Trommel (Rohrstücke 99, 98
entfallen). Andererseits sind beim Absaugen (Fig. 8) Dichtungsmittel zwischen Gehäuse und Anschlußleitungen
erforderlich, und es tritt Korrosion auf, insbesondere wegen mitgerissener Wasserteilchen von den
Sprühstrahlen 85. Selbst wenn ein korrosionsgeschütztes
Gebläse 93 vorgesehen wird, ist dennoch die Ausbildung gemäß F i g. 7, also mit Überdruck im Innern
der Trommel, besser. Der Auslaß 100 gemäß F i g. 7 und der Einlaß 95 gemäß F i g. 8 liegen oberhalb des
höchsten Wasserspiegels.
Sprühmittel 6t und Sprühdüsen 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 Waschwassers
den Trog nicht. F.twas Waschwasser dringt nicht durch das Sieb hindurch, sondern bildet einen außerhalb
strömenden Film und gelangt 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 Oberdruck im Innern der Trommel läßt einen
größeren Anteil des Spülwassers auf dem Außenumfang der Trommel fließen. Auch mag ein Anteil des inneren
Wasserfümes nach außen getrieben werden. Dies ist im
allgemeinen unschädlich, insbesondere wenn die zu siebende Flüssigkeit 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 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
ι« 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 die Vorrichtungen nach dem Stand der Technik. Man
is kann sagen, daß die Vergrößerung der Durchsatzleistung
bzw. der Entfernung von Feststoffen sehr viel wichtiger sind als die evtl. Verminderung der Siebgüte,
die bei Anwesenheit von kleinen, durch das Sieb hindurchgedrückten Teilchen entsteht.
2(j Wenn jedoch der Zufluß einen entsprechenden Anteil
an agglomerierten Teilchen enthält, kann die Siebgüte verbessert werden durch eine oder mehrere der
nunmehr an Hand Fig.9-15 beschriebenen Maßnahmen. So kann der Überdruck nur während Spitzenbela-
:ί stungen 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
m 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 vorteilhaft für städtische Abwasser-
r> anlagen. Wird der erhöhte Innendruck in dem Siebzylinder nur zu Zeiten der Spitzenbelastung
aufgebaut, wird also zur Zeit der Spitzenbelastung die Durchsatzleistung entsprechend vergrößert, so kann die
erforderliche Reservekapazität der Anlage (und das
4(i dafür erforderliche Investitionskapital) kleiner sein. In
diesem Zusammenhang wird auf F i g. 9 verwiesen.
Die A"-Achse ist in die 24 Stunden des Tages eingeteilt. Auf der V-Achse ist die Belastung aufgetragen
in Millionen Litern Zufluß pro Tag. In den frühen
4"; Morgenstunden ist die Belastung 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
so Belastungskurven. Jedoch kann z. B. ein plötzlicher
schwerer Regenfall eine ungewöhnlich hohe Spitzenbelastung bringen, siehe den Flächenanteil R1 insbesondere
wenn Regenwasser von den Dächern in die Abwasserkanalisation gelangt o. dgl.
ss Die Abwasseranlagen sind so ausgelegt, daß sie die
täglichen Spitzenbelastungen verkraften können. Bei einem Abwasseranfall gemäß Fig.9 würde die Anlage
dementsprechend etwa für 1,5 Millionen Liter ausgelegt sein. Das heißt, daß die Anlage während des größten
Bei Anwendung der Erfindung kann man ohne weiteres eine Steigerung der Durchsatzleistung des
MDcrosiebes um das Anderthalbfache bis Zweifache erwarten — ohne größere Mehrkosten. Die Siebvor
richtung braucht dann nur für etwa 1 Million Liter
ausgelegt zu sein. Wenn der Zufluß entsprechend viel agglomerierte Teilchen 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 Million Liter 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 Millionen Litern ausgelegte herkömmliche Anlage könnte eine Spitzenbelastung
durch plötzlichen Regenfall (R) nicht verkraften, so daß eine entsprechende Abwassermenge ungesiebt in einen
rluß oder See eingegeben werden müßte. Dank der beschriebenen Vorrichtung 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 Fig. 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 Sprühvorrich- 2-5
tung 112/113 gewaschen; Waschwasser und abgespülte Teilchen gelangen in den Abflußtrog 111. Der
Überdruck wird durch ein Gebläse 114 mit Leitung 115
und Auslaß 116 erzeugt. 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, sowie mit einem Schlitz 119 im Bereich des iri
Wasserspiegels 110 aufweisen. 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 verschlos- v-,
sen 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 vor. der Belastung erhöht oder erniedrigt Die gleiche Regelung
bzw. Steuerung kann auf vielfältige andere Weise erzielt werden. Zum Beispiel kann ein Schwimmerhebel
vorgesehen sein, der entsprechend seiner Stellung ein elektrisches Steuersignal abgibt Das Steuersignal wird
einem Regler eingegeben, der bzw. dessen Stellglied den Ventilator 115 entsprechend im Sinne höheren oder
niederen Drucks verstellt Bei geringer oder normaler «>
Belastung kann das Gebläse ausgeschaltet sein und bei ansteigender Belastung und damit Ansteigen 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
anderen Größen, wie z. B. zufließende Menge pro Zeiteinheit oder Feststoffkonzentration oder Viskosität
erfolgen.
Ein bevorzugtes Kontrollsystem ist in Fig. 11, 11a
und 12 gezeichnet, wonach Überdruck 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, z. B. um zeitweise das Sieb zu reinigen.
Fig. 11, 11a zeigen eine Mikrosiebvorrichtung 141
mit einem Tank oder Bottich 142, einem Tankpool 143, der durch Seitenwände 145a, 1456 begrenzt ist; in den
Traglagern 147a, 1476 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 Zuflußbehälter 152 mit
dem Inneren der Trommel 154 verbunden ist. Der Behälter 152 ist zur Atmosphäre offen. 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 der Zuflußöffnung
151.
Innerhalb der Siebtrommel ist der Abflußtrog 157 angeordnet, ein Anschlußrohr erstreckt sich durch den
anderen (rechten) Lagerring hindurch, wobei eine wasserdichte Drehverbindung angewendet ist. Der
Auslaß des Gebläses 150 ist an das Fallrohr 155 angeschlossen.
Da dieser Strömungsquerschnitt im normalen Betrieb nur teilweise durcn die Flüssigkeit für die Luft
verschlossen ist, steht der Auslaß des Gebläses über dem Raum 173 oberhalb des Flüssigkeitsspiegel!; 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 (F i g. Ί2)
vorgesehen. Die Pumpe kann unterschiedliche Drücke liefern. Gemäß Fig. 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 Spülwasserdruck von rund 2,1 bar und zum anderen ein
Druck von 8,4 bar geliefert werden.
Die Erregerwicklung 185 für den oder die erhöhten Drücke wird wie därCT£5te!!t von den schwimmerbetäti0-ten
Schaltern 175, 177 (Fig. 11) über den Kasten bzw. ein Stellglied 187 ein- und ausgeschaltet, je nach
Schwimmerstellung.
F i g. 12 ist nur ein Beispiel der Art der Schaltung, die
angewendet sein könnte in Verbindung mit anderen Systemelementen für die Erhöhung des Spülwasser
druckes während wenigstens eines Teiles der Zeit, während welcher der Gasdruck nicht eingetauchter
Teile im Innern des Siebes erhöht ist So kann z. B. die Erregerwicklung 143 für geringe Geschwindigkeit über
einen Schalter 191 mit einer Stromquelle 189 verbunden sein, so daß diese Wicklung immer erregt ist, wenn der
Schalter geschlossen ist Ein Kontroller 187, der an die gleichen Hauptleitungen angeschlossen ist kann zum
Steuern der Hochdruck-Erregerwicklung 185 mit Hilfe der Schalter 175 in dem Zuflußbehälter 152 verwendet
werden.
Obwohl einer der Schalter Ϊ75 oder 177 ausreichen
würde, sind zwei Schalte·" vorteilhaft Die Zusatzwicklung
185 kenn dabei eingeschaltet werden, wenn der Schwimmer 177a ansteigt und sie kann ausgeschaltet
werden, wenn der Schwimmer 175a sich absenkt Damit wird ein zu häufiges An- und Abschalten vermieden.
In F i g. 11 ist mit 192 ein bestimmtes niederes Niveau
bezeichnet Bei diesem Niveau 192 ist der Querschnitt der Verbindungsöffnung 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 oder vermindertem Abfluß bzw. Ansteigen der Feststoffkonzentration
in der Trommel) bis zu 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 195 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 bar 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 189 schaltet
die Zusatzwindung 183 aus. Der Spüldruck sinkt auf 2,1 bar 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.
Die Fig. 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 Fig. 13, 14 bis 15 zeigen die Vorgänge
lediglich schematisch.
In Fig. 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 dargestellt. Die Vorrichtungen
sind insoweit gleichartig, jedoch sind Abwandlungen an dem Abflußtrog und an der Sprühvorrichtung
vorgesehen.
Auch die übrige Ausrüstung und Ausgestaltung ist bei
den F i g. 13 bis 15 untereinander gleich (im ein/einen an
Hand der F i g. 5 und b beschrieben).
Gemäß Fig. 13 kann eine von Druckschwankungcn
freie bzw. unabhängige Zone 273a in der Spülzonc innerhalb des Troges vorgesehen sein, und zwar indem
die Trogränder 222 bis ziemlich nahe an das Sieb heranreichen. Wenn der Spalt 230 zwischen dei
Trogrändern und dem Sieb eng genug ist (so ist de Raum innerhalb des Troges gegenüber dem übrigei
Raum abgeschirmt), wird ein ausreichender Druckabfa]
■-, an diesem Raum vorhanden sein, so daß die Trogzoni
273a wenigstens teilweise druckunabhängig von den Trommelgasraum 273 ist
Der Druck außerhalb der Siebtrommel ist mit P bezeichnet Der Druck innerhalb der Trommel zwischei
κι dem Punkt 226, an dem sich die Trommel aus den inneren Flüssigkeitsspiegel erhebt und dem Punkt 235
an dem die Trommel bei ihrer Drehung jeweils den Troj erreicht ist mit P2 bezeichnet In F i g. 13 und 15 herrsch
innerhalb des Trograumes 273a der ini wesentliche)
vom Raum außerhalb unabhängige Druck Pj.
In F i g. 13 ist P2> P\ und Pj<
P2, jedoch vorzugsweisi
gilt: P2> Pt & P3. Der verminderte Druck Pi in der Zon<
273a kanu in jeder passenden Weise erzeugt werden Wenn der Spalt zwischen Trogrändern und Siel
_'(i entsprechend eng gemacht werden kann, kann da
verminderte Druck Pi durch Absaugen in der Trogzom
273a bzw. Verbindung mit der Atmosphäre hergestell werden. Oder aber, falls erwünscht, kann durch da;
Gebläse Luft aus dem Trograum 273a abgesaug
r, werden. Wenn r1« Gebläse ausreichend stark gemesser
ist, können die Trogränder einen relativ großen Abstanc vom Sieb haben.
Gemäß Fi g. 14 steht der Raum oberhalb des Troge: 227 mit dem übrigen Raum in freier Verbindung. It
«ι diesem Falle kann eine Abdeckung bzw. Haube 21(
oberhalb der Sprühdüsen 261 vorgesehen sein. In dei Haube kann ein druckfreie Zone 210 zwischen dei
Außenseite des Siebes 283 und den Sprühmitteln 261 vorgesehen sein, indem die Seitenwände 215 der Haubt
i) bis nahe nach unten an das Sieb heranreichen. Wenn dei
Spalt 240 zwischen Haube und Sieb ausreichend eng ist ist der Raum innerhalb der Haube vom Außenraun
abgeschirmt bzw. es ist ein ausreichender Druckabfal vorhanden, um die Zone 218 wenigstens teilweis«
4(i unabhängig von dem übrigen Gasraum, in dem dei
Druck P\ herrscht, zu machen.
Dieser Druck innerhalb der Haube 215 ist mit P
bezeichnet. Bei der Ausführung nach Fig. 15 lieger folgende Bedingungen vor: P*>
P\ und P2> Pu |edocr
4-, vorzugsweise ist A>
P2 > Pu Die gewünschten Verhält
nisse können beispielsweise durch Verbindung eine: Gebläses mit der Haube 210 eingestellt werden.
Fig. 15 zeigt die Anwendung sowohl sich nach ober
erstreckender Trogränder 257a aus Fig. 13 als auch dei
Vi Haube 210 der Fig. 14, um zwei Zonen vorzusehen, du
wenigstens teilweise druckunabhängig von dem Drucl· in dem Raum 273 oberhalb des Flüssigkeitsspiegel·
innerhalb der Trommel bzw. dem die Tromme umgebenden Raum sind. In dieser Ausführung sind dit
,-, passenden Druckbedingungen definiert durch di<
Gleichungen
P1-P^P2-Pu
wobei P\, P:, Ps und ft absolute Drucke darstellen bzw
Wi Drücke gegenüber einer gemeinsamen Basis. Vorzugs
weise ist dabei jedoch
Diese Druckbedingungen können durch einen odci mehrere Gebläse oder Geblasekombinationen um
F.ntlüftungsöffnungen erreicht werden, wie bei Fig. K
und 14 beschrieben.
Diese Ausführungen sind nützlich, wenn eint
gesteigerte Siebkapazität gegenüber der Ausführung nach F i g. 5 bis 7 erwünscht ist. Auch wird hiermit die
Spülwirkung und die Rückgewinnung des Spülwassers verbessert. Aber auch vom Standpunkt der Verbesserung der Feststoffgewinnung und der AbfluBqualität
sind diese Ausführungen nützlich, insbesondere wenn viele agglomerierte Teilchen vorhanden sind. Während
diese Ausführungen besonders passend für einen hohen Oberdruck 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 dargelegt, kann der Differenzdruck in jeder
gewünschten Weise angewendet werden. Es ist schon gezeigt worden, wie Gebläse für diesen Zweck
eingesetzt werden können. Um den Überdruck im Innern der Trommel auch bei herkömmlichen, in Betrieb
befindlichen Anlagen anzuwenden, kann es oft zweckmäßig sein, zunächst eine Abdichtung des 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 Rückfallprobleme durch Anwendung des oben beschriebenen Differenzdruckes ermöglicht eine Erhöhung der
Trommelgeschwindigkeit auf Niveaus, die bisher nicht zufriedenstellend waren. Bei einem herkömmlichen
Mikrosieb mit geringerer Trommelgeschwindigkeit und hoher Feststoffkonzentration in dem Trommelpool
erbringt eine Erhöhung der Trommelgeschwindigkeit eine annähernd proportionale Erhöhung der Siebleistung
je 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, während der Durchsatz durch das Sieb abnimmt. Es gibt
also einen Spitzenwert für die Leistung, über welchem die Leistung bei Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit
wieder abfällt (Siehe Fig. 10).
Bei Anwendung eines Überdruckes in der Trommel sind jedoch die Phänomene des Rückfalls 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
Kurzenzüge »mit« und »ohne« Überdruck dargestellt.
Wenn der Zufluß agglomerierte oder geflockte Festteile aufweist, so neigt ein Ansteigen der Umfangsgeschwindigkeit
— mit dem Anstieg .1er Strömung zwischen der Trommel und dem W asser an der
Austrittszone der Trommel — das Ausmaß der Agglomeration oder Flockung zu vermindern. Die
Vergrößerung der kleineren Teilchen ist der Trommel mag dazu führen, daß eine größere Zahl kleiner
Teilchen durch das Sieb hindurch in das Filtrat. also das
geklärte Wasser gelangt, also lessen Qualität beeinträchtigt.
Jedoch ist dieser Nachteil — der nur bei agglomerierten bzw. gefleckten Feststoffen eintritt, in
Kauf zu nehmen, weil dafiir auch Spit/enbclastungen
aufgefangen werden; d.h.. es ist besser, das Abwasser
wenigstens teilweise zu klären als ganz ungeklärt abzuleiten. |cdoch sind im allgemeinen die Umfangsgeschwindigkeiten
bei Vorhandensein agglomerierter oder gefloL'kter Teilchen gentiger als die I 'nilangsge·
schwindigkeiten bei festen Teilchen.
Mit erhöhtet Umfangsgeschwindigkeit erhöht sich
auch das Drehmoment und damit die Belastung der Lager und der Verschleiß. Mit der beschriebenen mit
Überdrjck arbeitenden Vorrichtungen kann — außer der Erhöhung der Durchsatzleistung — der Verschleiß
vermindert werden, insbesondere wenn mit festen, vereinzeiten, d. h. nicht agglomerierenden Feststoffen
im höheren Bereich des Oberdruckes gearbeitet wird.
Der zusätzliche Auftrieb, den die Trommel hat, wenn die
Luft oberhalb der Trommel unter Druck steht und/oder
wenn die Trommel tiefer eintaucht, vermindert die
ίο Belastung der Lager, das Drehmoment und den
Verschleiß entsprechend Diesbezüglich kann ein Oberdruck in der Trommel von ungefähr 75 χ 10 ' bis
ungefähr 15OxIO-4 bar oder von über 15OxIQ-4 bis
ungefähr über 250 χ 10~4 bar 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 jedoch nicht zu, da dann der Siebumfang
unter einem flacheren Winkel aus der Flüssigkeit austritt, was das Herabfallen von Feststoff-Tropfen
erleichtert. Diese flachere Austrittswinkel erhöht auch die Dicke des äußeren Wasserfilms (32c in F i g. 3b), der
:■> teilweise für den Schwerkraftfluß »g« verantwortlich ist.
Die Erfindung wirkt der Schwerkraft jedoch entgegen, so daß die Siebwirkung auch bei größerer Eintauchtiefe,
also besserer Ausnutzung der Siebtrommel verbessert wird.
in In der nachfolgenden Tabelle sind einige Betriebsparameter
angegeben, die nur als Beispiel zu werten sind. Wenn der Druck in 10-4 bar angegeben ist, so handelt
es sich bei der Flüssigkeit um die durch die Vorrichtung durchzusetzende Flüssigkeit, insbesondere also um das
ii zu klärende Wasser. In der Spalte A sind weitere, in der
Spalte B engere Mittelwerte angegeben.
Grolle | Bereich Λ | Bereich B |
(ungefähr) | (unpc|-.ihri | |
Umfangsgeschwindigkeit | 4-75 | 27-55 |
der Trommel, m/min | ||
Tmm me !durchmesse ι | 0.6-3.6 | 0.6 2 |
(in in) | ||
Lage des T'lüssigkeits- | 0-0.4 I) | 0-0.25 /) |
spiegels oberhalb der | ||
Drehachse im Verhältnis | ||
/um Trommeldiirch- | ||
messer ·>/)« | ||
eirolle der Sieböffnungen | 5-140 | 20-70 |
Mikron | ||
Lochflächcnantcil in ",. | 10-60 | 20-40 |
.1// - Druckdifferenz | 0-450 | 0 250 |
/wisclien dem Druck der | ||
Flüssigkeit innerhalb und | ||
außerhalb der Trommel | ||
in 10 ' bar(der durch | ||
gesetzten Flüssigkeil) | ||
\ nge wc nd eier (I herd ruck | 2,5-250 | 2,5-75 |
in der Trommel (10 ' bar) | ||
Druck des Spülwassers | 1.4-11 | 1.7-7 |
in hai | ||
Feststoffgehall ties Zu | 5 1000 | ;5- iod |
flusses ι ηιμ/Ιι | ||
eirolle dei Partikel im | 5 ■ 2()0 | 20 100 |
/ufliil! (in Mikron) |
1 herzu S HIaIt /cichniiiiücn
Claims (9)
1. Verfahren zum Feinsieben einer wäßrigen Suspension von Feststoffteilchen bestimmter Korngröße
und in bestimmter Konzentration, wobei diese Suspension in das Innere einer stirnseitig geschlossenen
Siebtrommel mit vorgegebener Maschenweite eingegeben wird, welche in einem Behälter mit einer
bestimmten Geschwindigkeit gedreht wird, wobei der Zufluß in die Siebtrommel bis zum Erreichen
eines bestimmten Niveaus innerhalb der Siebtrommel eingegeben wird und der durch das Sieb
hindurchgeflossene Durchgang bei Erreichen einer vorbestimmten Höhe innerhalb des Behälters von
diesem abgeleitet wird, während der auf der Innenseite des Siebes abgelagerte Rückstand bei der
fortlaufenden Drehung der Siebtrommel zusammen mit dieser 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 Innern der Trommel erstreckenden Abflußtrog gespült
wird, wobei die Parameter, wie Korngröße, Konzentration, Maschenweite etc. aufeinander abgestimmt
sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung des Rückfalls von Feststoffteilchen
von der Siebtrommel in die Flüssigkeit zurück mit Bezug auf den Behälter ein solcher Überdruck
innerhalb der Siebtrommel, wenigstens längs der aufsteigenden Zone des Siebes, erzeugt wird, daß in
Abhängigkeit von den Parametern der Wasserfilm auf den Maschen der Siebtrommel geschlossen
bleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Siebtrommel ein
Überdruck von etwa 2,5χ10~4 bis 15OxIO-4 bar
erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der Sprühstrahlen in
Abhängigkeit vom Überdruck innerhalb der Siebtrommel variiert.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der
Spülzone ein geringerer Überdruck innerhalb der Siebtrommel erzeugt wird als im übrigen Bereich
der Siebtrommel.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
mit einer rotierenden, stirnseitig geschlossenen Siebtrommel mit vorgegebener Maschenweite, die
in einen Flüssigkeitsbehälter eintaucht, von dem die behandelte Flüssigkeit abgezogen wird, während die
wäßrige Suspension in das Innere der Siebtrommel eingegeben wird, wobei im Bereich des oberen
Umkehrpunktes der Siebtrommel oberhalb derselben eine Sprühvorrichtung und unterhalb derselben
innerhalb der Siebtrommel ein sich axial erstreckender Abflußtrog vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Einstellung eines Überdruckes im Inneren der Siebtrommel (12) gegenüber dem Druck
außerhalb der Siebtrommel der Flüssigkeitsbehälter (42) durch eine Haube (49) abgeschlossen ist, und daß
der Raum innerhalb der Haube, oberhalb des Flüssigkeitsspiegels, an eine Unterdruckquelle angeschlossen
ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruckquelle eine Luftpumpe
(93) oder dgl. ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (22) des
Abflußtroges (21) sich im wesentlichen bis an die Innenwandung der Siebtrommel (12) heran erstrekken,
so daß der Druck im Bereich zwischen Siebtrommel und Abflußtrog (21) im wesentlichen
unabhängig vom Druck außerhalb dieses Bereiches einstellbar ist
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Siebtrommel
(12) im Bereich der Spülzone eine Abdeckung (215) vorgesehen ist, so daß in diesem
Bereich ein äußerer Druck (P 4) aufbaubar ist, der gleich oder größer als der Druck (P3) im Bereich
zwischen Siebtrommel (12) und Abflußtrog (21) ist
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einem mit dem
Innern der Siebtrommel (12) über eine zentrale Zuflußleitung (151) fluidverbundenen Zulaufbehälter
(152) wenigstens ein schwimmerbetätigter Schalter (175a, 177a^ zum Ein- und Ausschalten einer den
Druck der Spülflüssigkeit bzw. deren Menge erhöhenden Zusatzwicklung (185) des Antriebsmotors
(179) einer Spülflüssigkeitspumpe vorgesehen ist.
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DE2461663A Expired DE2461663C3 (de) | 1973-12-26 | 1974-12-27 | Verfahren und Vorrichtung zum Feinsieben einer wäßrigen Suspension von Feststoffteilchen |
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CA (1) | CA1060351A (de) |
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FR (1) | FR2255936B1 (de) |
GB (1) | GB1497866A (de) |
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