DE2644877B2

DE2644877B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Trennung von Feststoffen aus Flussigkeitssuspensionen

Info

Publication number: DE2644877B2
Application number: DE2644877A
Authority: DE
Inventors: Bertel Prof. Myreen; Ulf Nylund
Original assignee: PARAISTEN KALKKI - PARGAS KALK PARGAS (FINNLAND) Oy AB
Current assignee: PARAISTEN KALKKI - PARGAS KALK PARGAS (FINNLAND) Oy AB
Priority date: 1975-10-06
Filing date: 1976-10-05
Publication date: 1978-04-27
Also published as: SE7611018L; NO141978C; US4096062A; DK148675B; DE2644877A1; DK148675C; FI53664C; DE2644877C3; NO141978B; CA1085314A; FI53664B; NO763396L; DK448176A; FI752784A; SE415634B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung ίο von Fesistoffen aus Flüssigkeitssuspensionen, bei dem die Suspension zwischen zwei in Schräglage gegenläufig bewegten Flächen geführt und an der unteren Fläche durch Sedimentation ein Bereich größerer und an der oberen Fläche ein Bereich geringerer Teilchenkonzentration gebildet wird. Ferner hat es die Erfindung mit einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu tun, bei welcher die in Schräglage gegenläufig bewegten Flächen in einem offenen, von der Suspension durchströmten Trog angeordnet sind und in Form endloser Bänder über Walzen laufen.

Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen dieser Art (DE-AS 19 07 045), bei denen die Trennung von Feststoff und Flüssigkeit im wesentlichen auf Sedimentation beruht, arbeiten nur mit verhältnismäßig niedrigem Wirkungsgrad.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den Wirkungsgrad bei einem gattungsgemäßen Verfahren und einer Vorrichtung zu seiner Durchführung zu verbessern.

Die Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß die Suspension sowohl im Bereich größerer als auch im Bereich geringerer Teilchenkonzentration durch Absaugung von Klarflüssigkeit zusätzlich filtriert und die von der unteren Fläche mitgenommene Teilchenschicht aus der Suspension ausgetragen wird.

Hierdurch wird der zusätzliche Vorteil erzielt, daß der sedimentierte Feststoff stärker verdichtet ist und hierdurch leichter ausgetragen werden kann.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß die bewegten Flächen als Siebgewebe über schräg in einem Trog angeordnete Saugkästen geführt sind, in denen ein geringerer Druck als im Trog herrscht, und daß die durch das Siebgewebe in die Saugkästen eingesaugte

Klarflüssigkeit durch Öffnungen und Leitungen aus diesen Kästen ableitbar ist.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit Zeichnungen der weiteren Erläuterung. Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig.2 eine Vorderansicht der Vorrichtung aus Fig.l;

F i g. 3 einen Teilquerschnitt der Vorrichtung;

F i g. 4 die schaubildliche Ansicht einer Einschubkassette mit Saugkästen.

In einen Trog 1 wird die Flüssigkeit, aus der feste, suspendierte Teilchen ausgeschieden werden sollen, durch ein Einlaßrohr 2 eingeleitet. Das Einlaßrohr 2 mündet in einem Bereich 3 des Troges, der mit strömungssteuernden Blechen 4 versehen werden kann. In diesen Bereich können auch Chemikalien eingeführt werden, um eine Ausfällung oder Flockung zu größeren Teilchenagglomeraten in der Flüssigkeit zu erzielen. Im Trog 1 sind zwei oder mehrere einzeln auswechselbare Apparateelemente angeordnet, die im folgenden Einschubkassetten oder einfach Kassetten 5 genannt

werden. Die Kassetten 5 sind so angebracht, daß sich ihr eines Ende jeweils unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 6 befindet und ihr anderes Ende oberhalb dieses Spiegels liegt In F i g. 1 sind drei solcher Kassetten dargestellt. Die Zahl dieser Kassetten in ein und demselben Trog kann jedoch auch mehrere Dutzend betragen.

Zwischen den unteren Enden der Kassetten 5 und dem Boden des Troges I ist über die gesamte Trogbreite hinweg ein freier Strömungskanal 7 ausgebildet, über den die Flüssigkeit aus dem Bereich 3 zu ebenfalls über die gesamte Trogbreite reichenden Strömungskanälen 8 fließen kann, die sich jeweils zwischen zwei übereinander angeordneten Kassetten 5 befinden. Die Kassetten 5 sind auf Unterlagsleisten 9 abgestützt, die an Längsseitenwänden des Troges 1 befestigt sind. Diese Leisten 9 verhindern auch ein Fließen der Flüssigkeit zwischen den Längsseitenwänden und den Kassetten von einem Strömungskanal 8 zum andern. Fig.3 zeigt die Querschnittsansicht eines Strömungskanals 8

Obwohl die Kassetten 5 vorzugsweise als austauschbare Bauteile ausgebildet sind, ist dies nicht unbedingt erforderlich.

Der prinzipielle Aufbau einer Kassette 5 wird anhand der F i g. 1 und 4 beschrieben. Jede Kassette umfaßt einen zum Beispiel aus einem Rohr und einem Blech gefertigten Rahmen 10, der an jedem Ende der Kassette der drehbaren Lagerung von Walzen 11 und 12 dient. Die Walzen 11, die jeweils an dem über den Flüssigkeitsspiegel 6 überstehenden Teil der Kassetten angeordnet sind, werden von Motoren 13, beispielsweise Elektromotoren, angetrieben. Es könnte auch ein gemeinsamer Antrieb für die Walzen 11 mehrerer Kassetten 5 vorgesehen sein. Die Walzen 12, die sich unter dem Flüssigkeitsspiegel im Trog befinden, sind leerlaufende Umleinkwalzen. Über die Walzen 11, 12 läuft jeweils in Form eines endlosen Bandes ein Siebgewebe 14, zum Beispiel ein Kunststoff- oder Metallsieb. Das Siebgewebe 14 wird von der Walze 11 auf jeder Kassette: so angetrieben, daß sich das obere Trum schräg nach oben bewegt, während das untere Trum schräg nach unten an der Kassette entlangläuft. Das Siebgewebe 14 erstreckt sich über die ganze Breite der Kassette bis zu den Leisten 9, ohne diese zu berühren. Eine besondere Abdichtung des Randes des Siebgewebes gegen die Kassette ist nicht erforderlich.

In den Rahmen der Kassetten sind unterhalb des Siebgewebes mindestens zwei Saugkästen 15 und 16 eingebaut. In den Saugkasten 15 kann durch eine Anzahl von öffnungen (F i g. 4) Flüssigkeit durch das Siebgewebe 14 aus demjenigen Strömungskanal 8 einlaufen, der unterhalb der betreffenden Kassette verläuft. In entsprechender Weise tritt Flüssigkeit durch das Siebgewebe und eine Anzahl von mit dem Siebgewebe bedeckten öffnungen in den Saugkasten 16 aus demjenigen Strömungskanal 8 ein, der sich oberhalb der betreffenden Kassette befindet. Jeder Saugkasten 15,16 , steht über öffnungen 22 mit jeweils einem Rohr 17 in Verbindung, welches auch ein Teil der Rahmenkonstruktion der Kassette sein kann. Das Rohr 17 ist durch eine Wand des Troges 1 herausgeführt. Im übrigen sind die Saugkästen 115, 16 durch geschlossene Wände begrenzt

Wie in Fig.2 dargestellt, ist an jedes Rohr 17 ein Fallrohr 18 angeschlossen, das über einen siphonartigen Flüssigkeitsverschluß 19 in einen offenen Kanal 20 mündet, und zwar auf einem Niveau, welches unter dem Flüssigkeitsspiegel 6 im Trog 1 liegt. In die Rohre 18 können Ventile 21 eingebaut sein. Wahlweise können die Rohre 18 auch an eine geschlossene Rohrleitung angeschlossen sein, in welcher die Flüssigkeit durch Selbstlauf oder Pumpen zum Fließen gebracht werden kann. Im letzteren Fall ist das Anordnungsniveau der Rohrleitung unabhängig vom Flüssigkeitsspiegel 6 im Trog 1.

Jede Kassette 5 ist an dem Abschnitt, der sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 6 befindet, mit einer Vorrichtung zum Entfernen des aus den abgesetzten

ίο Teilchen gebildeten Schlamms vom Siebgewebe 14 versehen, beispielsweise mit einem Schaber 23 oder einer Vorrichtung zum Durchblasen von Preßluft durch das Siebgewebe von innen nach außen. Solche besonderen Vorrichtungen können jedoch auch weggelassen werden.

Mit der beschriebenen Vorrichtung wird das erfindungsgemäße Verfahren in folgender Weise durchgeführt: Durch das Einlaßrohr 2 wird in den Bereich 3 des Troges 1 die Flüssigkeit eingeführt, welche die suspendierten Teilchen enthält oder aus welcher die suspendierten Teilchen mittels Chemikalienzufuhr erzeugt werden. Im letzteren Fall kann die Chemikalienzufuhr im Bereich 3 des Troges erfolgen, der in diesem Fall mit einem Umrührer und strömungssteuernden Blechen versehen wird. Aus dem Bereich 3 des Troges 1 strömt die Flüssigkeit mit den suspendierten Teilchen in den Strömungskanal 7 herunter und von dort nach aufwärts durch die Strömungskanäle 8 zwischen den Kassetten 5. Die Anzahl der Kassetten und dementspre-

i(i chend der Strömungskanäle 8 im Trog 1 wird in Abhängigkeit von der zugeführten Flüssigkeitsmenge derart angepaßt, daß die Strömungsgeschwindigkeit in jedem Strömungskanal ausreichend niedrig bleibt und eine Sedimentierung der Feststoffe auf das jeweils untenliegende Siebgewebe 14 stattfindet. Als Folge der Sedimentierung bildet sich zunächst in der Nähe der unteren Seiten der jeweils obenliegenden Kassette eine Schicht aus Klarflüssigkeit, die nur einen kleinen Teil des suspendierten Materials enthält. Diese Klarflüssig-

keit wird durch das Siebgewebe 14 der darüberbefindlichen Kassette 5 in deren Saugkasten 15 filtriert, wobei die Druckdifferenz am Siebgewebe dadurch erspielt wird, daß das den Flüssigkeitsauslauf aus dem Saugkasten 15 vermittelnde Fallrohr 18 auf einem niedrigeren Niveau mündet als das Niveau des Flüssigkeitsspiegels 6 im Trog 1. Mit Hilfe der Ventile 21 kann der Volumenstrom durch jeden Saugkasten und somit auch in jedem einzelnen Strömungskanal 8 geregelt werden. Da der Hauptteil der Feststoffteilchen in der in die Saugkästen 15 gesaugten Flüssigkeit durch Sedimentierung entfernt ist, entsteht kein dicker, einen großen Strömungswiderstand verursachender Filterkuchen. Der Hauptteil des zugeführten Flüssigkeitsstromes kann demnach aus der Klarflüssigkeitsschicht der Sedimentierung durch Absaugung filtriert werden.

Da das Siebgewebe 14 auf der Oberseite der in jedem Strömungskanal 8 untenliegenden Kassette 5 durch die Rotation der Walze 11 nach oben bewegt wird, wird die von dem Siebgewebe mitgenommene, sedimentierte

ho Teilchenschicht nach aufwärts aus der Suspension ausgetragen. Hierbei passiert die Teilchenschicht den weiterhin in jeder Kassette 5 vorgesehenen Saugkasten 16, wobei die Druckdifferenz zwischen Strömungskanal 8 und Saugkasten 16 das auf dem Siebgewebe 14

ir. befindliche Sediment kompakt macht. Gleichzeitig wird ein kleinerer Teil der Flüssigkeit durch den gebildeten Filterkuchen hindurch durch Absaugung filtriert. Der kompakt gewordene Filterkuchen wird von dem

Siebgewebe 14 nach oben transportiert und über den Flüssigkeitsspiegel 6 gebracht. Dort wird er, beispielsweise mit einem Schaber 23, vom Siebgewebe losgelöst und von den Siebgeweben der nachfolgenden Kassetten aus der Vorrichtung hinausbefördert.

Aus den Poren des derart entstandenen Filterkuchens kann zusätzlich noch Wasser entfernt werden, indem man Luft durch den Filterkuchen hindurchsaugt. Zu diesem Zweck wird ein zusätzlicher Saugkasten in den oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 6 befindlichen Teil der Kassette 5 eingebaut und an ein Unterdrucksystem (Vakuumpumpe) angeschlossen, wodurch eine Luftdurchsaugung durch den Filterkuchen zustande kommt.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann bei der Reinigung verschiedenartiger Abfallwasser die mittlere Strömungsgeschwindigkeit in den Kanälen 8 in der Größenordnung von 1 m/min gewählt werden, wobei der Hauptteil der zugeführten Flüssigkeit aus der sich im oberen Teil des Strömungskanals bildenden Klarschicht durch das Siebgewebe in den Saugkasten 15 gesaugt werden kann. Ein kleinerer Teil der zugeführten Flüssigkeit wird durch den Filterkuchen hindurch in den Saugkasten 16 filtriert. Dieser verhältnismäßig kleine Flüssigkeitsstrom ist ausreichend, um den Filterkuchen kompakt zu machen, so daß er mit dem Siebgewebe nach aufwärts über den Flüssigkeitsspiegel hinaus ins Freie gebracht werden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Trennung von Feststoffen aus Flüssigkeitssuspensionen, bei dem die Suspension zwischen zwei in Schräglage gegenläufig bewegten Flächen geführt und an der unteren Fläche durch Sedimentation ein Bereich größerer und an der oberen Fläche ein Bereich geringerer Teilchenkonzentration gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension in beiden Bereichen durch Absaugen von Klarflüssigkeit zusätzlich filtriert und die von der unteren Fläche mitgenommene Teilchenschicht aus der Suspension ausgetragen wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der in Schräglage gegenläufig bewegte Flächen in einem offenen, von der Suspension durchströmten Trog angeordnet sind und in Form endloser Bänder über Walzen laufen, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegten Flächen als Siebgewebe (14) über schräg im Trog (1) angeordnete Saugkästen (15, 16) geführt sind, in denen ein geringerer Druck als im Trog (1) herrscht, und daß die durch das Siebgewebe in die Saugkästen (15, 16) gesaugte Klarflüssigkeit durch öffnungen (22) und Leitungen (17,18) aus diesen Kästen (15,16) ableitbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugkästen (15, 16) mit dem sie abdeckenden Siebgewebe (14) über den Flüssigkeitsspiegel (6) im Trog (1) hinausstehen und dort mit einer Einrichtung (23) zum Entfernen der mitgenommenen Teilchenschicht versehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den Saugkästen (15,16) und der Horizontalen 10° bis 60° beträgt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den über den Flüssigkeitsspiegel (6) hinausstehenden Teilen der Saugkästen (15,16) Motore (13) zum Antrieb der oberen Walze (11) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugkästen (15,16) mit den sie bedeckenden Siebgeweben (14) und den Antriebsmotoren (13) als einzeln austauschbare Einschubkassetten (5) ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Saugkästen (15,16) ausgehenden Leitungen (17, 18) auf einem Niveau unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (6) in eine offene Rinne (20) münden und an der Mündung jeweils ein siphonartiger Flüssigkeitsverschluß (19) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den der Ableitung der Klärflüssigkeit dienenden Leitungen (18) Ventile (21) zur Regulierung des Flüssigkeitsstroms vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem über den Flüssigkeitsspiegel (6) überstehenden Teil des Siebgewebes (14) ein separater, an eine Vakuumpumpe angeschlossener Saugkasten zum Trocknen der auf dem Siebgewebe abgesetzten Teilchenschicht angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein-

richtung zum Entfernen der vom Siebgewebe (14) mitgenommenen Teilchenschicht eine sich über die gesamte Breite des Gewebes erstreckende Luftdüse mit spaltartiger Öffnung ist.