DE2949520A1 - Gas and liq. separator for sewage sludge - with horizontal cylinder having outer and inner filtering perforations - Google Patents
Gas and liq. separator for sewage sludge - with horizontal cylinder having outer and inner filtering perforationsInfo
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Abstract
Description
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entfernung von flüssigen und gasförmigen Bestandteilen aus dickschlammartigen Mischungen, insbesondere aus Klärschlamm.The invention relates to a device for removing liquids and gaseous components from thick sludge-like mixtures, in particular from Sewage sludge.
Bei der Schlammbeseitigung von Klärschlamm, sei es durch Verbrennung, Verbringung in Deponien oder zur landwirtschaftlichen Nutzung, ist es erforderlich, den Klärschlamm bis auf mindestens 65 % Trockensubstanz zu entwässern und gleichzeitig von schädlichen Gasen zu befreien.When removing sludge from sewage sludge, be it by incineration, Shipment to landfills or for agricultural use, it is necessary to dewater the sewage sludge to at least 65% dry matter and at the same time rid of harmful gases.
Bislang war es bekannt, Klärschlamm auf Siebbandpressen, mittels Zentrifugen oder durch Kammerfilterpressen zu entwässern. Hierbei tritt der Nachteil auf, daß erhebliche Mengen an Filterhilfsmitteln, z. B. Polyelektrolyte, eingesetzt werden müssen, die nicht mehr wiedergewonnen werden können und eine Umweltbelastung darstellen. Ferner wird mit diesen Vorrichtungen nur eine Entwässerung auf 15 bis 30 % Trockensubstanz erreicht. Andere Methoden auf Basis einer Vakuumverdampfung oder durch Gefriertrocknung sind unwirtschaftlich.So far it was known to transfer sewage sludge on belt presses, by means of centrifuges or to dewater through chamber filter presses. This has the disadvantage that considerable amounts of filter aids, e.g. B. polyelectrolytes can be used that can no longer be recovered and represent an environmental burden. Furthermore, these devices only dehydrate to 15 to 30% dry matter achieved. Other methods based on vacuum evaporation or freeze drying are uneconomical.
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung vorzuschlagen, um den bei der Abwasserreinigung anfallenden Klärschlamm oder Dickschlamm ohne großen Energieaufwand, ohne Umweltbelastung und kontinuierlich zu entwässern, wobei hinsichtlich Verschleiß, Korrosion und Anforderung an die Filterelemente optimale Bedingungen erhalten werden sollen.The invention has therefore set itself the task of providing a device to propose to clean up the sewage sludge or thick sludge from wastewater treatment without great energy expenditure, without environmental pollution and continuously draining, whereby optimal in terms of wear, corrosion and requirements on the filter elements Conditions should be preserved.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird daher eine Vorrichtung gemäß Hauptanspruch vorgeschlagen; weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.A device according to the main claim is therefore used to achieve this object suggested; further advantageous refinements emerge from the subclaims.
Im folgenden soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert werden, die einen Teilschnitt durch die Vorrichtung einschließlich der schematisch gezeichneten Zusatzaggregate zeigt.In the following, the invention will be based on the accompanying drawing are explained showing a partial section through the device including the shows schematically drawn additional units.
Die Vorrichtung weist ein doppelwandiges Außenrohr 2 mit Außenwand 1 und Innenwand 4 auf, wobei die Innenwand 4 mit Durchtrittsöffnungen versehen und zwischen Innenwand 4 und Außenwand 1 eine durch Flansche 8, 14 verschlossene erste Kammer 6 zur Aufnahme der flüssigen und gasförmigen Bestandteile gebildet ist. Das Außenrohr 2 ist über den Flansch 8 mit einem konischen Ubergangsrohr 10 verbunden, das wiederum mit dem Austrittsrohr einer Aufgabevorrichtung 12 verbunden ist. Als Aufgabevorrichtung kann entweder eine Dickschlammpumpe oder eine Förderschnecke vorgesehen werden.The device has a double-walled outer tube 2 with an outer wall 1 and inner wall 4, the inner wall 4 being provided with passage openings and a first closed by flanges 8, 14 between inner wall 4 and outer wall 1 Chamber 6 is formed for receiving the liquid and gaseous components. That Outer pipe 2 is connected to a conical transition pipe 10 via the flange 8, which in turn is connected to the outlet pipe of a feed device 12. as Feeding device can either be a thick sludge pump or a screw conveyor are provided.
Am anderen Ende ist das doppelwandige Außenrohr 2 über den Flansch 14 und ein Verbindungsrohr 16 an eine Austragevorrichtung 18 angeschlossen.At the other end, the double-walled outer tube 2 is over the flange 14 and a connecting pipe 16 are connected to a discharge device 18.
Im doppelwandigen Außenrohr 2 ist ein Innenrohr 20 koaxial angeordnet, dessen Außenfläche 21 ebenfalls Durchbrechungen aufweist und in seinem Inneren eine zweite Kammer 26 zur Aufnahme gasförmiger und flüssiger Bestandteile bildet. Das Innenrohr 20 ist in Richtung zur Aufgabeseite mit einem Trennkegel 22 versehen, dessen Wand ebenfalls Durchtrittsöffnungen aufweist. Das an der Austrageseite liegende Ende des Innenrohres 20 ist mit einer halbkugelförmigen Abdeckplatte 24 verschlossen. In einer anderen Ausführung ist die Abdeckplatte eben. Ferner kann der Trennkegel auch ohne Durchtrittsöffnungen ausgeführt sein.In the double-walled outer tube 2, an inner tube 20 is arranged coaxially, whose outer surface 21 also has openings and in its interior a forms second chamber 26 for receiving gaseous and liquid components. That Inner tube 20 is provided with a separating cone 22 in the direction of the feed side, whose wall also has openings. The one on the discharge side The end of the inner tube 20 is closed with a hemispherical cover plate 24. In another embodiment, the cover plate is flat. Furthermore, the separating cone can also be designed without passage openings.
Um das Innenrohr 20 ist ein wendelförmiges Leitblech 28 angeordnet, das den im Innenraum 19 zwischen Innenrohr 20 und Innenwand 4 des Außenrohres 2 geförderten Dickschlamm umbricht.A helical baffle 28 is arranged around the inner tube 20, that in the interior 19 between the inner tube 20 and the inner wall 4 of the outer tube 2 promoted thick sludge breaks up.
Das Innenrohr 20 wird in dem Außenrohr 2 auf beliebige Weise z. B. durch Stützen, Flanschringe und dergleichen gehalten.The inner tube 20 is in the outer tube 2 in any manner, for. B. held by supports, flange rings and the like.
Die erste Kammer 6 ist über Austrittsleitungen 30, 30', 30" und über eine Sammelleitung 32 mit einem Vorratsbehälter 34 verbunden, der wiederum über eine Leitung 36 mit einer Vakuum-Pumpe 38 in Verbindung steht. Analog ist die zweite Kammer 26 über eine weitere Austrittsleitung 40, die am tiefsten Punkt der Kammer 26 ansetzt, mit der Sammelleitung 32 verbunden. Zwischen den einzelnen Leitungen und der Sammelleitung 32 sind übliche Absperrventile 31, 31', 31" und 41 vorgesehen. Ferner ist sowohl die erste Kammer 6 als auch die zweite Kammer 26 mit einem Druckanzeiger 43 bzw. 44 und mit einem nichtdargestellten Absperrventil versehen. An beliebigen Stellen können Spülwasserzu- und -ableitungen vorgesehen sein.The first chamber 6 is via outlet lines 30, 30 ', 30 "and above a collecting line 32 connected to a storage container 34, which in turn via a line 36 is connected to a vacuum pump 38. The second is analogous Chamber 26 via a further outlet line 40, which is at the lowest point of the chamber 26 attaches, connected to the manifold 32. Between the individual lines and the manifold 32 are conventional shut-off valves 31, 31 ', 31 "and 41 intended. Furthermore, both the first chamber 6 and the second chamber 26 are provided with a pressure indicator 43 or 44 and provided with a shut-off valve, not shown. At any Rinse water supply and discharge lines can be provided.
Die Spülung des konischen Ubergangs 10 erfolgt durch eine Spülwasserzuleitung 42. Das Spülwasser kann durch ein nahe dem Flansch 8 angebrachtes Spülventil 45 abfließen. In ähnlicher Weise erfolgt die Spülung des Verbindungsrohres 16, und zwar durch in Förderrichtung vor dem Absperrschieber angebrachte Spüleinlaß- und Spülauslaßventile 46 bzw. 47.The rinsing of the conical transition 10 takes place through a rinsing water supply line 42. The flushing water can flow through a flushing valve 45 attached near the flange 8 flow away. The connecting pipe 16, 16 and 16 are flushed in a similar manner by flushing inlet and flushing valves attached in front of the gate valve in the conveying direction Purge outlet valves 46 and 47, respectively.
Die Austragevorrichtung 18 besteht aus einem Rohr 50, welches über einen Flansch 52 mit dem Austrageende der Vorrichtung bzw. mit dem Verbindungsrohr 16 verbunden ist. Im unteren Bereich des Rohres 50 befindet sich eine Austrittsöffnung 54 für das entwässerte Produkt. In dem Rohr 50 befindet sich ein Gegendruckkolben 56, der unter dem Druck einer Feder 58 der Förderrichtung entgegen gepreßt wird. Die Stirnfläche 60 des Gegendruckkolbens ist in Richtung auf die Austrittsöffnung 54 abgeschrägt.The discharge device 18 consists of a tube 50, which over a flange 52 with the discharge end of the device or with the connecting tube 16 is connected. In the lower area of the tube 50 there is an outlet opening 54 for the dehydrated product. A counter-pressure piston is located in the tube 50 56, which is pressed against the conveying direction under the pressure of a spring 58. The end face 60 of the counter-pressure piston is in the direction of the outlet opening 54 beveled.
Zwischen dem konischen Ubergangsrohr 10 und dem Austrittsrohr der Aufgabevorrichtung 12 ist ein erster Absperrschieber 70 vorgesehen. Ebenso ist zwischen dem Verbindungsrohr 16 und dem Rohr 50 der Austragevorrichtung ein zweiter Absperrschieber 72 vorgesehen.Between the conical transition pipe 10 and the outlet pipe of the Infeed device 12, a first gate valve 70 is provided. Likewise is between the connecting pipe 16 and the pipe 50 of the discharge device, a second gate valve 72 provided.
Sowohl die Innenwand 4 des Außenrohres 2 als auch das Innenrohr 20 einschließlich des Trennkegels 22 sind mit Durchtrittsöffnungen in einer Größenordnung von 3 bis 10 mm und vorzugsweise 5 bis 8 mm versehen. Auf diesen mit Durchtrittsöffnungen versehenen Flächen sind verschiedene Filterbahnen aus unterschiedlichem Material angeordnet. Eine bevorzugte Filterausführung hat, in Durchströmungsrichtung gesehen, den folgenden Aufbau: Die äußere Schicht besteht aus einer als Arbeitsplatte dienenden, durchbrochenen Bahn aus einem korrosionsbeständigen Werkstoff, z. B. Edelstahl, mit kreisförmigen, länglichen oder schlitzförmigen Durchtrittsöffnungen in einer Größe von 1 bis 5 mm und vorzugsweise 2 bis 4 mm. Unter dieser Schicht befindet sich eine Siebschicht mit kleineren Durchtrittsöffnungen, z. B.Both the inner wall 4 of the outer tube 2 and the inner tube 20 including the separating cone 22 are of an order of magnitude with passage openings of 3 to 10 mm and preferably 5 to 8 mm. On these with openings The areas provided are different filter webs made of different materials arranged. A preferred filter design, viewed in the direction of flow, has the following structure: The outer layer consists of a work surface, perforated web made of a corrosion-resistant material, e.g. B. stainless steel, with circular, elongated or slot-shaped openings in one Size from 1 to 5 mm and preferably 2 to 4 mm. Located under this layer a sieve layer with smaller openings, e.g. B.
ein Drahtsieb aus Edelstahl mit Sieböffnungen von 0,4 bis 0,8 mm und vorzugsweise 0,5 bis 0,6 mm. Unterhalb dieser Siebschicht befindet sich ein weiteres Sieb mit wiederum kleinerer Porenöffnung, wie beispielsweise ein technisches Kunststoffgewebe mit einer Porenöffnung von 0,05 bis 0,4 mm und vorzugsweise 0,05 bis 0,1 mm. Unterhalb dieses Kunststoffsiebes ist eine weitere Sieb- oder Filterbahn mit Durchtrittsöffnungen oder Poren von nunmehr wieder ansteigendem Durchmesser von beispielsweise 3 bis 8 mm und vorzugsweise 4 bis 6 mm vorgesehen. Dieses der Feindrainage dienende Sieb- oder Filtermaterial liegt entweder direkt auf der Innenfläche 5 des Außenrohres 2 bzw. auf der Außenfläche 21 des Innenrohres 20 oder auf einer weiteren, einer Grobdrainage dienenden Filterbahn, deren Porenöffnungen wiederum größer als die der vorhergehenden Sieb- oder Filterbahn, jedoch kleiner als die der Durchbrechungen in den Rohrwänden sind.a stainless steel wire screen with screen openings of 0.4 to 0.8 mm and preferably 0.5 to 0.6 mm. There is another underneath this sieve layer Sieve with a smaller pore opening, such as an engineering plastic fabric with a pore opening of 0.05 to 0.4 mm and preferably 0.05 to 0.1 mm. Below this plastic sieve is another sieve or filter web with passage openings or pores now again increasing in diameter from, for example, 3 to 8 mm and preferably 4 to 6 mm provided. This sieve used for fine drainage or the filter material lies either directly on the inner surface 5 of the outer tube 2 or on the outer surface 21 of the inner tube 20 or on another, one Coarse drainage serving filter web, the pore openings in turn larger than the the previous sieve or filter web, but smaller than that of the perforations are in the pipe walls.
Ein derartiger Aufbau der Filter- oder Siebschichten von in Strömungsrichtung gesehen sich allmählich verringernden Durchtrittsöffnungen bis zu der tatsächlichen Trennbahn und sich danach wieder anschließend vergrößernden Durchtrittsöffnungen ist für den kontinuierlichen Betrieb und insbesondere für die Reinigung von besonderem Vorteil.Such a structure of the filter or sieve layers from in the direction of flow seen gradually decreasing through openings up to the actual Separating web and then again subsequently enlarging through openings is for continuous operation and especially for cleaning special Advantage.
Im folgenden soll die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher erläutert werden. Ein üblicher Klärschlamm mit einer Trockensubstanz von 20 % wird über eine Dickschlammpumpe bei geschlossenen Absperrschiebern 70 und 72 gefördert, wobei gleichzeitig mittels der Vakuumpumpe 38 ein Vakuum in der ersten und zweiten Kammer 6 und 26 angelegt wird. Nach dem Öffnen des ersten Absperrschiebers 70 gelangt der Dickschlamm mit einem Pumpenvordruck von 10 bis 70 bar und vorzugsweise 20 bis 60 bar in den Innenraum 19 zwischen Innenrohr 20 und Außenrohr 2. Der Dickschlamm wird am Trennkegel 22 des Innenrohres 20 vorbei und zwischen der Innenwand 4 des Außenrohres 2 und der Außenf]#äche 21 des Innenrohres 20 gefördert, wobei flüssige und gasförmige Bestandteile durch die Durchbrechungen in die erste bzw.The following describes the operation of the device according to the invention are explained in more detail. A common sewage sludge with a dry matter content of 20 % is conveyed via a thick sludge pump with the gate valves 70 and 72 closed, at the same time by means of the vacuum pump 38 a vacuum in the first and second Chamber 6 and 26 is applied. After opening the first gate valve 70 arrives the thick sludge with a pump pressure of 10 to 70 bar and preferably 20 to 60 bar into the interior 19 between the inner pipe 20 and the outer pipe 2. The thick sludge is past the separating cone 22 of the inner tube 20 and between the inner wall 4 of the Outer pipe 2 and the outer surface 21 of the inner pipe 20 promoted, with liquid and gaseous components through the openings in the first or
zweite Kammer 6 bzw. 26 gelangen. Gleichzeitig wird der Dickschlamm durch die wendelförmigen Umlenkbleche 28 umgewälzt, so daß die weniger entwässerten mittleren Bestandteile des Schlamms ebenfalls mit der von den Filterschichten abgedeckten Außenfläche des Innenrohres bzw. Innenwand des Außenrohres in Berührung gelangen. Die sich in den Kammern 6 und 26 ansammelnden flüssigen und gasförmigen Bestandteile werden über die betreffenden Austrittsleitungen 30, 30', 30" und 40 und die Sammelleitung 32 in den Vorratsbehälter 34 abgezogen. Wenn der Dickschlamm den zweiten Absperrschieber 72 an der Austrageseite erreicht, wird dieser geöffnet, worauf sich der entwässerte Dickschlamm weiter bis an die schräge Stirnseite 60 des Gegendruckkolbens 56 bewegt, der vorzugsweise mittels der Feder 58 eine Gegenkraft von 1000 bis 3000 kp und vorzugsweise 1500 bis 3000 kp ausübt. Durch den sich aufbauenden Druck wird der Gegenkolben allmählich zurückgeschoben und gibt die Austrittsöffnung 54 für das entwässerte Produkt frei.second chamber 6 or 26 arrive. At the same time the thick sludge becomes circulated through the helical baffles 28, so that the less dehydrated middle components of the sludge also with that covered by the filter layers Come into contact with the outer surface of the inner tube or the inner wall of the outer tube. The liquid and gaseous components that collect in chambers 6 and 26 are via the relevant outlet lines 30, 30 ', 30 "and 40 and the Manifold 32 withdrawn into the storage container 34. When the thick sludge the second gate valve 72 on the discharge side, this is opened, whereupon the drained Thick sludge is moved further up to the inclined face 60 of the counter-pressure piston 56, which preferably by means of the spring 58 a counter force of 1000 to 3000 kp and preferably Exercises 1500 to 3000 kp. As the pressure builds up, the opposed piston gradually becomes pushed back and releases the outlet opening 54 for the dehydrated product.
Nach dieser Anlaufphase arbeitet die Vorrichtung kontinuierlich weiter. Bei einem Nachlassen des Druckes auf den Gegenkolben, z. B. durch verstärkte Abführung von flüssigen oder gasförmigen Bestandteilen, wird die Austrittsöffnung 54 wieder verschlossen, bis sich ein hinreichender Druck in der Vorrichtung erneut ausbildet und weiteres entwässertes Produkt austreten kann.After this start-up phase, the device continues to work. When the pressure on the opposed piston, z. B. by increased discharge of liquid or gaseous components, the outlet opening 54 is again closed until sufficient pressure is formed again in the device and further dehydrated product can escape.
Zur Reinigung der Filterschicht kann Spülwasser oder abgezogenes flüssiges Produkt in umgekehrter Richtung aus dem Inneren der ersten Kammer 6 bzw. aus dem Inneren der zweiten Kammer 26 durch die Filterschichten zur Reinigung herausgepreßt werden, wobei zweckmäßigerweise vorher der erste Absperrschieber 70 geschlossen wird.To clean the filter layer, rinsing water or drawn off liquid can be used Product in the opposite direction from the interior of the first chamber 6 or from the Inside the second chamber 26 pressed out through the filter layers for cleaning are expediently closed beforehand the first gate valve 70 will.
Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mit entsprechender Abwandlung auch zur Entwässerung bzw. Entgasung anderer Dickstoffe verwendet werden.Of course, the device according to the invention with corresponding Modification can also be used for dewatering or degassing other thick matter.
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Also Published As
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