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Anlage zum Entwässern und Verdichten von Schlamm.
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Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Anlage zum Entwässern
und Verdichten von Schlamm (insbesondere Abwasserschlamm), - bestehend aus Filterpresse,
Pumpvorrichtung für die Beschickung der Filterpresse sowie für die Entwässerungs-
und Verdichtungsarbeit und Steuereinrichtung,
wobei die Pumpvorrichtung
eine Kolbenmembranpumpe aufweist und über eine Förderleitung mit Rückschlagventil
mit der Filterpresse verbunden ist. - Der zu entwässernde und zu verdichtende Schlamm
stellt eine Suspension dar. In der Anlage erfolgt ein Ausfiltrieren der Suspension,
d. h. Feststoffe einerseits und Flüssigkeit andererseits werden getrennt, wobei
die Feststoffe sich in Form eines Filterkuchens in der Filterpresse gleichsam aufstauen
und die Flüssigkeit über angebrachte Kanäle seitlich und unterhalb der Filterpresse
abläuft.
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Bei üblichen Anlagen zum Entwässern und Verdichten von Abwasserschlamm
nimmt dieser Vorgang eine Stunde und mehr in Anspruch. Der eingepumpte Schlamm sammelt
sich in den Filterkammern, wird langsam über ein Filtertuch an deren Wand angesammelt
und setzt sich dabei ab. Die Flüssigkeit bewegt sich durch den abgesetzten Schlamm
hindurch nach außen. Im Laufe der Zeit werden die Filterkammern angefüllt, wobei
der Entwässerungsgrad des abgesetzten Schlammes steigt, während andererseits der
für die Entwässerungs- und Verdichtungsarbeit erforderliche Druck ansteigt.
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Bei den (aus der Praxis) bekannten Anlagen der beschriebenen Gattung
ist die Pumpvorrichtung mit einer Kolbenmembranpumpe und nur mit einer solchen ausgerüstet.
Das ist nachteilig. Da mit steigendem Entwässerungsgrad des Schlammes in den Filterkammern
und steigendem Druck in der Förderleitung und in der Filterpresse auch das pro Hub
der Kolbenmembranpumpe oder das in der Zeiteinheit in die Filterpresse einführbare
Schlammvolumen abnimmt, muß bei stetig angetriebenen Kolbenmembranpumpen ein Teil
des geförderten Schlammes über eine Bypassleitung mit Überströmventil im Kreislauf
umgepumpt werden, woraus erhebliche Energieverluste resultieren. Andererseits muß
die Kolbenmembranpumpe für die volle Förderleistung auch zu Beginn
eines
Beschickvorganges der Filterpresse ausgelegt werden, was im Ergebnis Kolbenmembranpumpen
sehr großer Leistung bedingt.
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Hinzu kommt, daß beim Beschicken einer Filterpresse mit einer Kolbenmembranpumpe
wegen der gleichsam pulsierenden Arbeitsweise auch eine pulsierende Beaufschlagung
der Filterkammern und des abgesetzten Schlammes in den Filterkammern erfolgt, woraus
häufig schlechte Filtration resultiert. Im Ergebnis ist festzustellen, daß bei den
bekannten Anlagen zum Entwässern und Verdichten von Schlamm des beschriebenen Aufbaus
über den gesamten Weg der Entwässerungsarbeit und Verdichtungsarbeit einer Filterpressenbeschickung
eben diese Beschickung quasi diskontinuierlich mit Hilfe einer Kolbenmembranpumpe
erfolgt, deren Fördercharakteristik und Druck charakteristik an den Fortgang der
Entwässerungs- und Verdichtungsarbeit nicht angepaßt sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Anlage
so weiter auszubilden, daß über einen weiten Weg der Entwässerungsarbeit und Verdichtungsarbeit
einer Filterpressenbeschickung die Beschickung kontinuierlich durchgeführt werden
kann, und zwar mit Anpassung an den Fortgang der Entwässerungs- und Verdichtungsarbeit,
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Pumpvorrichtung neben der
Kolbenmembranpumpe eine Exzenterschneckenpumpe aufweist, wobei die Kolbenmembranpumpe
über eine Kolbenmembranpumpenleitung mit Rückschlagventil sowie die Exzenterschneckenpumpe
über eine Exzenterschneckenpumpenleitung mit Rückschlagventil parallel an die Förderleitung
angeschlossen sind, daß die Steuereinrichtung zumindest einen Druckfühler aufweist,
wobei bei Erreichen eines vorgegebenen Förderdruckes die bei Beginn der Beschickung
der Filterpresse zunächst arbeitende
Exzenterschneckenpumpe ausschaltbar
sowie die Kolbenmembranpumpe einschaltbar ist, und daß endlich die Exzenterschnekkenpumpe
mit einem Antriebsmotor mit Regelgetriebe sowie die Steuereinrichtung mit einem
Regelkreis ausgerüstet sind, der nach Maßgabe steigenden Druckes in der Förderleitung
die Drehzahl der Exzenterschneckenpumpe verkleinert. - Zweckmäßigerweise ist dabei
die Anordnung so getroffen, daß die Förderleitung über einen Windkessel an die Filterpresse
angeschlossen und in dem Windkessel der zumindest eine Druckfühler angeordnet ist.
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Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei der erfindungsgemäßen
Anlage über einen weiten Weg der Entwässerungsarbeit und Verdichtungsarbeit die
Filterpressenbeschickung kontinuierlich erfolgt, und zwar mit automatischer Anpassung
der Förderleistung an den zunehmenden Druck in der Förderleitung und damit in der
Filterpresse. Erst gegen Ende der Entwässerungsarbeit und Verdichtungsarbeit wird
von der Exzenterschneckenpumpe auf die Kolbenmembranpumpe umgeschaltet, die bei
kleinem Fördervolumen für die hohen Drücke des Endes der Entwässerungsarbeit und
Verdichtungsarbeit ausgelegt ist und als verhältnismäßig keines Aggregat gestaltet
werden kann. Das wird im folgenden anhand lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden
Zeichnung ausführlicher erläutert.
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Die einzige Figur zeigt das Schema einer erfindungsgemäßen Anlage.
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Die in der Figur dargestellte Anlage dient zum Entwässern und Verdichten
von Schlamm, und zwar insbesondere von Abwasserschlamm. In ihrem grundsätzlichen
Aufbau besteht die Anlage zunächst aus
einer Filterpresse 1, einer
Pumpvorrichtung für die Beschickung der Filterpresse 1 sowie für die Entwässerungs-
und Verdichtungsarbeit und aus einer Steuereinrichtung 2, wobei die Pumpvorrichtung
eine Kolbenmembranpumpe 3 aufweist und über eine Förderleitung 4 mit Rückschlagventil
5 mit der Filterpresse 1 verbunden ist. Filterpresse meint im Rahmen der Erfindung
üblicherweise Kammerfilterpressen, aber auch Trommelfilterpressen, Vakuumfilterpressen
und dergleichen sind umfaßt. Zunächst ist wesentlich, daß die Pumpvorrichtung neben
der Kolbenmembranpumpe 3 eine Exzenterschneckenpumpe 6 aufweist. Die Kolbenmembranpumpe
3 ist über eine Kolbenmembranpumpenleitung 7 mit Rückschlagventil 8 an die Förderleitung
4 angeschlossen, die Exzenterschneckenpumpe 6 über eine Exzenterschneckenpumpenleitung
9 mit Rückschlagventil lo. Beide Pumpen 3, 6 sind also parallel geschaltet. Sie
können grundsätzlich auch gleichzeitig arbeiten. Im allgemeinen ist jedoch die Anordnung
so getroffen, daß die Steuereinrichtung 2 zumindest einen Druckfühler 11 aufweist
und besonders funktioniert, nämlich so, daß bei Erreichen eines vorgegebenen Förderdruckes
die bei Beginn der Beschickung der Filterpresse 1 zunächst arbeitende Exzenterschneckenpumpe
6 aus- sowie die Kolbenmembranpumpe 3 einschaltet. Die Exzenterschneckenpumpe 6
besitzt einen Antriebsmotor 12 mit Regelgetriebe, die Steuereinrichtung 2 einen
zugeordneten Regelkreis 13. Nach Maßgabe des steigenden Druckes in der Förderleitung
4 wird dabei die Drehzahl der Exzenterschneckenpumpe 6 verkleinert, und zwar so,
daß die Filterpresse 1 ohne weiteres das Fördervolumen aufnimmt. Im Ausführungsbeispiel
ist die Förderleitung 4 über einen
Windkessel 14 an die Filterpresse
1 angeschlossen. In dem Windkessel 14 befindet sich der schon erwähnte Druckfühler
11. -Die beschriebene Anlage arbeitet wie folgt: Bei Beginn der Beschickung einer
Filterpresse 1 werden verhältnismäßig große Schlammengen (Volumina) benötigt, da
sämtliche Filterkammern zunächst leer sind und mit Schlamm erstmals angefüllt werden
müssen. Bei diesem Teil der Beschickung und damit der Entwässerungs- und Verdichtungsarbeit
wird die Exzenterschneckenpumpe 6 mit sehr großer Drehzahl gefahren, was eine sehr
schnelle Füllung bei Gleichmäßigkeit des Füllvorganges sicherstellt. Dabei ist antriebsmäßig
für die Exzenterschneckenpumpe 6 mit einer relativ kleinen Kraft auszukommen. Tatsächlich
erfolgt die Beschickung zunächst praktisch drucklos. Mit zunehmender Aufschwemmung
der Filterkammern der Filterpresse 1 tritt ein Druckanstieg ein, weil sich an den
Filtertuchwänden ausfiltrierter Schlamm absetzt. Dieser Druckanstieg wird in der
beschriebenen Weise durch den Druckfühler 11 am Windkessel 14 gemessen. Steigt der
Druck über 3 oder 4 atü an, so wird das Regelgetriebe verstellt und eine Verringerung
der Drehzahl hervorgerufen, was automatisch zu einer Verringerung der Förderleistung
führt. Dieser Vorgang wiederholt sich bei Drucksteigerungen von jeweils z. B. 3
oder 4 atü fortlaufend, bis die Exzenterschneckenpumpe 6 mit dem maximalen Druck
ihrer Auslegung arbeitet. Dabei hat sich dann die Drehzahl der Exzenterschneckenpumpe
6 auf ein Minimum reduziert, bis endlich deren Abschaltung erfolgt. Gleichzeitig
verschließt z. B. ein Magnetventil die Druckleitung der Exzenterschneckenpumpe,
während ein weiterer Kontakt die kleine Kolbenmembranpumpe 3 in Tätigkeit setzt,
die mit ganz geringer Menge die Restfüllung der Filterpresse 1 vornimmt. Im allgemeinen
reicht für eine solche Kolbenmembranpumpe 3 bei der
Entwässerung
und Verdichtung von Abwasserschlamm eine Leistung von etwa 500 Litern pro Stunde,
- bei Drücken von 16 bis 18 atü aus. Man sieht nun bei der erfindungsgemäßen Anlage,
daß sich mit zunehmender Sättigung der Filterpresse 1 der Ablauf an der Filterpresse
verringert, bis die sogenannte Fertigpressung erreicht ist. Nun wird die Kolbenmembranpumpe
3 ebenfalls abgeschaltet.
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Das Rückschlagventil 6 in der Förderleitung 4 schließt den Rücklauf
sowohl zu der Kolbenmembranpumpe 3 als auch zu der Exzenterschneckenpumpe 6, - wobei
nach Beendigung der Entwässerungs-und Verdichtungsarbeit die Filterpresse 1 entleert
und der beschriebene Vorgang erneut durchgeführt werden kann.
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Leersei te