DE3102417A1

DE3102417A1 - "filterband-entwaesserungsvorrichtung"

Info

Publication number: DE3102417A1
Application number: DE19813102417
Authority: DE
Inventors: Susumu Kobe Hyogo Fujinami; Toshiki Osaka Fukuzawa; Hiroaki Kashihara Osaka Miyamoto; Ryoichi Nara Morimine; Kiyohiko Ikoma Nara Tokunaga; Toshihiko Suita Ueda; Shoji Osaka Umakoshi
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1980-01-30
Filing date: 1981-01-26
Publication date: 1981-12-24
Also published as: DE3102417C2; GB2069858A; GB2069858B; CA1157390A

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf zur Verarbeitung von in verschiedenen Wasseraufbereitungsanlagen entstehendem Schlamm geeignete Filterband-Entwässerungsvorrichtungen und insbesondere auf eine Entwässerungsvorrichtung, wie sie im Oberbegriff von Patentanspruch 1 angegeben ist.

Eine derartige, nachstehend auch kurz als Bandpressfilter bezeichnete Filterband-Entwässerungsvorrichtung wird bei vielen Entwässerungsprozessen benutzt. Da die darin enthaltenen siebartigen Filterbänder über Rollen geführt werden und wenig Antriebsenergie benötigen, und da ferner ein Schlammkuchen mit geringem Restwasseranteil und durch Injektion eines Zusatzmittels nur geringfügig erhöhtem Feststoffanteil entsteht, ist dieses System in bezug auf die Erfordernisse der Energieeinsparung sehr zu empfehlen. Ganz allgemein umfaßt ein Bandpressfilter eine Schwerkraftentwässerungszone, wo der Schlamm durch Schwerkrafteinwirkung entwässert wird, eine Rollenentwässerungszone, wo der Schlamm durch Rollenpressung entwässert wird, eine Kompressionsentwässerungszone, wo der Schlamm durch Kompressionskräfte entwässert wird, und eine Scherentwässerungszone, wo der Schlamm durch Scherkrafteinwirkung entwässert wird, und besteht im wesentlichen aus siebartigen Filterbändern und Rollen. Dabei sind zum Zwecke der Erzielung eines Schlammkuchens mit geringem konstantem Wasseranteil und einer möglichst kleinen Dosiermenge an Koagulationsmittel folgende vier Faktoren zu berücksichtigen und möglichst genau zu kontrollieren: die Filterband-Transportgeschwindigkeit, die Sehlammkonzentration als Schlammkriterium, die von der Schlammkonzentration abhängige Dosierung des Zusatzmittels bzw. Koagulationsmittels, und die Schlamm-Zuführmenge .

Da der Anteil an Feststoffen, Partikeln und/oder orga-

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nischen Substanzen bzw, die Schlammkonzentration des der Entwässerungsvorrichtung zugeleiteten Materials selbst bei Einhaltung einer gleichförmigen Materialzuführung Schwankungen unterliegt, kommt es in der Schwerkraftentwässerungszone zu unterschiedlichen Filtermengen, und die Schichtdicke des von einem Vorratstank auf das Filterband abgelagerten zu verarbeitenden Materials ändert sich entsprechend. Da aber normalerweise eine gleichförmige Schichtdicke erwünscht ist und diese einheitliche Schichtdicke über die ganze Materialbreite hinweg durch zwischen der Schwerkraftentwässerungszone und dem Eingang zur Kompressionsentwässerungszone angeordnete Walzen eingestellt wird, kann es an der Dickeneinstellwalze bei zu hoher Feststoffkonzentration und/oder schlechter Koagualtion im Schlamm zu einem Materialstau und einem Überlaufen von Material kommen. Andererseits kann bei zu geringer Feststoff-Konzentration und/oder schlechter Koagulation des Materials der gewünschte Wasseranteil nicht erreicht werden. Daraus ergab sich das Problem, daß Änderungen der Schlammeigenschaften und insbesondere seiner Feststoffkonzentration einen absenkenden Einfluß auf die Entwässerungsleistung hatten. Ferner muß in Verbindung mit der sich ändernden Feststoffkonzentration im zu verarbeitenden Material die Dosierung eines Koagulationsmittels entsprechend bestimmt werden. Bei unveränderter Dosierung könnte die Entwässerungsleistung absinken, und eine die notwendige Menge an Koagulationsmittel überschreitende zu hohe Dosierung wäre Verschwendung und somit unwirtschaftlich,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filterband-Entwässerungsvorrichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß sie die gesteckten Ziele besser als bisher möglich erreicht,

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist kurzgefaßt im Patentanspruch 1 bzw. Patentanspruch 10 an-

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- 9 gegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in den jeweils nachgeordneten Unteransprüchen enthalten. 5

Bei der erfindungsgemäß gestalteten Filterband-Entwässerungsvorrichtung wird dem sich von der Schwerkraftentwässerungszone zur Zwangsentwässerungszone bewegenden endlosen Filterband mit gleichmäßigem Durchsatz das zu verarbeitende Material bzw. Schlamm zugeführt und dabei Information über die Material- bzw. Schlammkonzentration gewonnen, in der Information über verschiedene Änderungswerte des Schlammes, sein Koagulationszustand, sein Anteil an anorganischen Substanzen und dgl. enthalten sein können.

Die Filterbandgeschwindigkeit wird erfindungsgemäß weitgehend proportional zu der ermittelten Schlammkonzentration und so reguliert, daß das Material nach dem Entwässerungsprozeß einen einheitlichen Wassergehalt hat.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel· der Erfindung enthält im Bereich der Schwerkraftentwässerungszone eine die Dicke des auf das Filterband abgelegten und zu verarbeitenden Materials ermittelnde Abtasteinrichtung, und die daraus gewonnene Information über die Materialdicke wird als Information über die Materialkonzentration herangezogen.

Vorzugsweise enthält die Abtasteinrichtung einen ersten und einen zweiten Pegelfühler, von denen der erste bzw, der zweite jeweils in dem Fall anspricht, daß die Dicke des auf das Filterband abgelagerten und zu verarbeitenden Materials kleiner als ein unterer Dickengrenzwert bzw, grosser als ein oberer Dickengrenzwert ist. Ferner wird die Information über die Materialdicke durch Kombination der logischen Ausgangssignal dieser beiden Pegelfühler ermittelt.

Danach wird die Transportgeschwindigkeit des Filterbandes

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so gesteuert, daß die Materialdicke zwischen dem unteren und dem oberen Dickengrenzwert gehalten wird, indem eine Steuerschaltung in der Vorrichtung bei einer Unterschreitung des unteren Dickengrenzwertes eine Reduzierung der Filterbandgeschwindigkeit und bei einer Überschreitung des oberen Dickengrenzwertes eine Erhöhung der Filterbandgeschwindigkeit veranlaßt.

Erfindungsgemäß wird ferner vorzugsweise im Bereich der Schwerkraftentwässerungszone dem zu verarbeitenden Material ein Koagulationsmittel zugesetzt. Es wurde erkannt, daß eine Funktionsbeziehung zwischen der Konzentration des zu verarbeitenden Materials und der optimalen Dosierung des Koagulationsmittels besteht. Diese Funktion wird im voraus in einem Speicher abgespeichert, und die anzuwendende Dosierung wird laufend in Abhängigkeit von der oben angegebenen Information in bezug auf die Materialkonzentration und auf der Basis der abgespeicherten Funktion ermittelt.
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Vorzugsweise wird das endlose Filterband mit einer konstanten Geschwindigkeit angetrieben.

In Verbindung mit der erfindungsgemäßen Filterband-Entwässerungsvorrichtung sind u.a, folgende Vorteile erzielbar: der Entwässerungsprozeß wird automatisch (Computer) so geregelt, daß trotz Änderungen der Feststoffkonzentration in dem verarbeiteten Material entstehende Kuchen einen gleichmäßigen Wassergehalt hat.
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Die Dosierung des Koagulationsmittels erfolgt automatisch und in Abhängigkeit von der Feststoffkonzentration in dem zu verarbeitenden Material und wird optimal und ständig so geregelt, daß der entstehende Kuchen auch bei sich ändernder Feststoffkonzentration einen gleichmäßig niedrigen Wasseranteil hat.

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Nachstehend wird ein die Merkmale der Erfindung aufweisendes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines

herkömmlichen Bandpressfilters;

Fig. 2 und 3 grafische Darstellungen zu Beziehungen zwischen der Dosierungsmenge eines Koagulationsmittels und dem Wasser

gehalt eines Kuchens bzw. der Schlammkonzentration ;

Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Ausführungsbei

spiels eines Bandpressfilters mit automatischer Steuerschaltung;

Fig. 5 ein Blockschaltbild eines in der Steuerschaltung von Fig. 4 enthalte

nen Computerteils;

Fig. 6A und 6B Flußdiagramme zu einem Steuerprogramm

für das Bandpressfilter bzw. zur Regulierung seiner Filterbandgeschwin

digkeit;

Fig. 7, 8 und 9 zeitabhängige Geschwindigkeitsdiagramme zu einem anderen Ausführungsbeipiel zur Regulierung der Filterbandgeschwin

digkeit;

Fig. 10 eine Teilansicht einer Einrichtung zur Kontrolle von mit dem Bandpreßfilter verarbeitetem Material; und

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Fig. 11 eine Perspektivdarstellung von Einzelheiten aus Fig. 10.

In Fig. 1 ist der mechanische Teil eines den Hintergrund der Erfindung bildenden Bandpressfilters dargestellt. Wesentliche Elemente sind ein erstes endloses Filterband und ein teilweise damit im Kontakt befindliches zweites endloses Filterband 4, die beide über geeignete Rollen laufen und durch diese angetrieben werden,

Eine Zuführeinrichtung 12 dient zum Zuführen eines zu verarbeitenden Ausgangsmaterials wie Schlamm. Über eine Zuführeinrichtung 20 wird ein Koagulationsmittel zum Andicken des zu verarbeitenden Ausgangsmaterials zugesetzt, und ein Rotationsmischer 22 mischt das aus der Zuführeinrichtung 12 kommende Material mit dem Koagulationsmittel aus der Zuführeinrichtung 20. Die Zuführeinrichtung 12 hat ein das zu verarbeitende Material wie Schlamm enthaltendes Reservoir 6, dessen Auslaß über eine Pumpe 8 mit veränderbarer Förderleistung mit einer Rohrleitung 10 verbunden ist. Die Zuführeinrichtung 20 umfaßt ein das Koagulationsmittel enthaltendes Reservoir 14, dessen Auslaß über eine Pumpe 16 mit veränderbarer Förderleistung mit einer Rohrleitung 18 verbunden ist. Der Rotationsmischer 22 ermöglicht das Zuführen des mit dem Koagulationsmittel vermischten zu verarbeitenden Materials mit einem konstanten Förderdurchsatz an das erste Filterband 2.

Zwischen dem ersten Filterband 2, den Gehäuseseitenwänden und einer Trennwand 24 wird eine Schwerkraftentwässerungszone 26 gebildet, in der das von dem Mischer 22 kommende und auf dem Filterband liegende Material durch sein eigenes Gewicht von Wasser befreit wird. Eine in Förderrichtung hinter dieser Zone liegende Einstellwalze 28 ermöglicht die Regulierung der Materialdicke bzw. Höhe des auf dem Filterband 2 liegenden Materials, welches anschließend

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im weiteren Verlauf der Förderrichtung sandwichartig zwischen dem ersten Filterband 2 und dem in gleicher Richtung laufenden zweiten Filterband 4 eingeschlossen wird. Die Dicke der eingeschlossenen Materialschicht wird durch Stellung der Einstellwalze 28 bestimmt. In diesem Bereich bis zu einer Stelle, wo der entwässerte Kuchen abgegeben wird, werden die beiden Filterbänder 2,4 gegeneinander gedrückt und bilden dabei eine Druckentwässerungszone 30, die wiederum in eine Druckrollen enthaltende Rollendruckentwässerungszone A, eine im Kreisbogen um eine Rolle 5 mit grossem Durchmesser herumführende Kompressionsentwässerungszone B und eine mehrere im Zickzack gelagerte Rollen enthaltende Scherentwässerungszone C unterteilt ist. Die Durchmesser der Rollen innerhalb der Scherentwässerungszone C werden von vorn nach hinten gesehen laufend kleiner.

Bei laufender Anlage wird der über den Rotationsmischer 22 auf das erste Filterband 22 zugeführte Schlamm zunächst in der Schwerkraftentwässerungszone 26 durch sein Eigengewicht entwässert, durch die Einstellwalze 28 zu einer Schicht mit gegebener Dicke ausgebildet und schließlich auf dem Filterband 2 in die Druckentwässerungszone 30 überführt, wo das zu verarbeitende Material zwangsweise entwässert und schließlich in einer Abgabezone 32, wo sich das erste Filterband 2 von dem zweiten Filterband 4 trennt, als entwässerter Kuchen abgegeben.

Innerhalb der Schwerkraftentwässerungszone 26 bleibt der Schlamm-Flockanteil auf dem als Sieb wirkenden schräg verlaufenden Filterband liegen, während der freie Wasseranteil durch Schwerkrafteinfluß ausfiltriert wird. Der Anteil des im Entwässerungsprozeß frei werdenden. Wassers hängt weitgehend von dem Anteil des dem Schlamm beigemischten Koagulationsmittels ab. Beispielsweise beträgt der Wasseranteil von hier durchgelaufenem Abwasserschlamm

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etwa 90%. Je nach der des Schlammes hat der in der Rollendruckentwässerungszone A durch die Einstellwalze 28 geformte Kuchen eine bestimmte gleichförmige Dicke. Anschließend wird der Schlamm durch sich selbst komprimiert, die Spalte zwischen seinen Flocken werden kleiner und wenn der Schlamm anschließend auf der rotierenden Rolle abwärts gefördert wird, erhöht sich der Entwässerungseffekt entsprechend. Die mitlaufenden Filterbänder wirken stabilisierend und verhindern das Auftreten von Falten, Im weiteren Durchlauf zwischen den von oben und unten gepreßten Filterbändern erfolgt die Entwässerung mit relativ geringen Rollenandruckkräften, und dabei wird der Abstand zwischen dem ersten und zweiten Filterband laufend kleiner. Am Ende dieser Zone wird der Abwasserschlamra einen Wassergehalt von etwa 80 bis 86% und eine erhöhte Eigenplastizität haben, so daß der Schlamm bei Erreichen der Kompressionszone B ein richtiger Kuchen geworden ist. In der Zone B wird durch die Spannung der Filterbänder und die Druckkraft der Rolle 5 mit großem Durchmesser entwässert, so daß Abwasserschlamm am Ende dieser Zone einen Wasseranteil von etwa 80 bis 83% haben wird. In der sich anschließenden Scherentwässerungszone C erfolgt die Entwässerung durch größere Druckkräfte und zusätzliche Scherkräfte. Da hier das innere und das äußere Filterband mit gleicher Transportgeschwindigkeit laufen, muß wegen der Dicke des Kuchens zwischen ihnen eine Verlagerung bei rotierenden Rollen stattfinden, welche zu den oben erwähnten Scherbelastungen in Verbindung mit einer Verschiebung führt, die der Entwässerung des zusammengepreßten Kuchens dienlich sind. Bei Abwasserschlamm wird auf diese Weise zuletzt ein Kuchen mit einem Wassergehalt von etwa 68 bis 80% erzielt.

Am Ausgangspunkt der Schwerkraftentwässerungszone 26 befindet sich eine Höhenmeßeinrichtung 34, um die Dicke bzw. die Konzentration des zu verarbeitenden und durch den Ro-

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tationsmischer 22 auf das Filterband 2 plazierten Materials zu überwachen. Zu der Höhenmeßeinrichtung 34 gehören ein langer Fühler S1 zur Ermittlung einer geringen Dicke, ein großer Fühler S2 zur Ermittlung einer großen Dicke und ein sehr langer Fühler S3 als gemeinsame Elektrode. Vorzugsweise arbeitet diese Fühleinrichtung als Elektroden-Pegelschalter, und die Längen seiner Fühler S1 und S2 sind so gewählt, daß bei normaler Materialdicke nur der lange Fühler S1 anspricht, aber bei abnormaler Materialdicke beide Fühler S1 und S2 betätigt werden. Wenn bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 das Eingangsgewicht des vom Mischer 22 kommenden Schlammes konstant und auch die Transportgeschwindigkeit des Filterbandes konstant ist, dann steigt mit höherer Schlammkonzentration auch die Dicke oder Höhe der Schlammschicht auf dem Filterband 2 und umgekehrt. Folglich ist die Schlammkonzentration der Höhe der Schlammschicht auf dem Filterband proportional, und durch Messung der Schichthöhe kann die Schlammkonzentration ermittelt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird die Transportgeschwindigkeit des Filterbandes in Abhängigkeit von der ermittelten Schlammschichtdicke innerhalb der Schwerkraftentwässerungszone reguliert und somit abhängig von der Konzentration des aus dem Mischer 22 kommenden Schlammes. Dadurch kann der Wasseranteil im Kuchen konstant gehalten werden, wie nachstehend in Verbindung mit Fig. 2 und 3 erläutert wird,

Wie zuvor erwähnt, sird bei dem erfindungsgemäßen Bandpressfilter vier Faktoren zu berücksichtigen: die Filterband-Transportgeschwindigkeit, die Schlammkonzentration, die Koagulationsmittel-Dosierung und die Schlammzuführmenge. Da der zuletzt genannte Faktor der Schlammzuführmenge konstant eingestellt wird, ist eine Korrelation zwischen den ersten drei Faktoren von Bedeutung. Wie erwähnt, soll der Wassergehalt des entwässerten Kuchens konstant und so gering wie möglich sein. Es hat sich ge-

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zeigt, daß der Wasseranteil des Kuchens eine Funktion der Koagulationsmitteldosierung, der Koagulationsmittelmenge und der Filterbandgeschwindigkeit ist. Eine Relation zwischen dem Wassergehalt des Kuchens und der Dosierung des Koagulationsmittels ist in Fig. 2 grafisch dargestellt. Je nach Art des Schlammes ergeben sich unterschiedliche Kennlinien und unterschiedliche optimale Dosierungen. Abgeleitet aus Fig. 2 ist in Fig. 3 eine Beziehung zwischen der Koagulationsmitteldosierung und der Schlammkomzentration dargestellt. Hieraus geht hervor, daß sich die Dosierung umgekehrt proportional zur Schlammkonzentration verhält. Unter Berücksichtigung dieser Relation wird nachstehend der Gegenstand der Erfindung beschrieben.

Erfindungsgemäß wird vorausgesetzt, daß die Schlammzuführmenge konstant eingehalten wird, die Schlammkonzentration aber veränderbar ist. Der Feststoffanteil im Schlamm ändert sich proportional mit der Schlammkonzentration. Wenn die Transportgeschwindigkeit des Filterbandes konstant gehalten wird, verhält sich der Wasseranteil im Kuchen umgekehrt proportional zur Schlammkonzentration, je höher die Konzentration desto geringer der Wasseranteil. Durch Erhöhung oder Verminderung der Filterband-Vorschubgeschwindigkeit mit steigender bzw, sinkender Schlammkonzentration kann der Wassergehalt konstant eingehalten werden. Zur Erreichung dieses Ziels muß also die Filterband-Vorschubgeschwindigkeit proportional zu der Schlammkonzentration gehalten werden, die Filterbandgeschwindigkeit ist von der Konzentration bzw, dem Feststoffanteil des Schlammes proportional abhängig. Andererseits kann durch Ermittlung der Filterbandgeschwindigkeit die Konzentration des zugeführten Schlamms bestimmt und damit wiederum aus der in Fig. 3 dargestellten Beziehung die optimale Dosierung des Koagulationsmittels abgeleitet werden. Da der Schlamm mit konstanter Förderrate zugeführt und die ermittelte Schlammkonzentration im wesentlichen dem Feststoffanteil entspricht, ergibt sich

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- 17 daraus die optimale Dosierung des Koagulationsmittels.

Erfindungsgemäß wird die oben beschriebene Korrelation beachtet und ferner die Anfangsinformation über die Konzentration des der Entwässerungsvorrichtung zugeführten Schlammes bzw. die Information über die auf das Filterband 2 gelegte Schlammschicht (Fig. 1) gewonnen und danach die Vorschubgeschwindigkeit des Filterbandes so kontrolliert, daß sie der Schlammkonzentration proportional ist. Danach wird die optimale Koagulationsmitteldosierung nach der Filterband-Vorschubgeschwindigkeit ermittelt und danach die entsprechende Menge des Koagulationsmittels in dem rotierenden Mischer 22 beigemischt, um den Wassergehalt eines zu entwässernden Kuchen gering und konstant zu halten.

Hauptbestandteile des in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bandpressfilters sind ein Filterabschnitt und eine automatische Steuerschaltung. Mit Fig. 1 übereinstimmende Einzelheiten tragen die gleichen Bezugszahlen. Der Bandpressfilterabschnitt wird durch einen Computerabschnitt automatisch gesteuert. Digitale Ausgangssignale der Fühler S1 für einen niedrigen Pegel und S2 für einen hohen Pegel gehen über Datenübertragungsleitungen D1 bzw. D2 in eine Bandgeschwindigkeits-Steuerschaltung 40, welche durch eine Kombination dieser von den Fühlern S1 und S2 gewonnenen logischen Ausgangssignale die Dicke oder Höhe der auf dem Filterband 2 liegenden Schlammschicht ermittelt. Falls beide Datenübertragungsleitungen D1 und D2 den logischen Wert 0 führen, liegt die Höhe der Schlammschicht unter der Mindestgrenze, die Konzentration ist zu gering. Wenn die Leitung D1 das logische Signal 1 und die Leitung D2 das logische Signal 0 führt, dann liegt die Schlammhöhe im Normalbereich, die Konzentration ist in Ordnung. Wenn beide übertragungsleitungen D1 und D2 den logischen Signalwert 1 führen, liegt der Pegel bzw. die Schlammhöhe über der Höchstgrenze, folg-

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lieh ist die Schlammkonzentration zu hoch. Zusätzlich kann ein nicht dargestellter Zusatzfühler zur Ermittlung eines abnormal hohen Pegels vorhanden sein, welcher diesen Ausnahmefall über eine Datenübertragungsleitung D3 an eine Koagulationsmittel-Dosierungsschaltung 50 meldet und dadurch die Steuerung außer Betrieb setzt. Dieser Ausnahmezustand würde folglich eine abnormal hohe Dosierung simulieren, die aus dem Rahmen der vorgegebenen Funktionsbereiche fällt. Ferner könnte außerdem noch ein weiterer zusätzlicher Höchstpegelfühler (nicht dargestellt) vorhanden sein, welcher beim Auftreten eines besonders ungewöhnlich hohen Pegels die gesamte Maschine außer Betrieb setzt und das Überlaufen von Schlamm über die Seitenwand mit Sicherheit verhindert,
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Die Steuerschaltung 40 errechnet abhängig von den über die Leitungen D1 und D2 ankommenden Digitalsignale arithmetisch die Transportgeschwindigkeit des Filterbandes nach einem vorgegebenen Programm und gibt ein entsprechendes Analog-Ausgangssignal an einen beispielsweise wirbelstromgesteuerten Motor M ab, um dessen Drehzahl und damit die Vorschubgeschwindigkeit des Filterbandes nach Wunsch zu kontrollieren. Die Steuerschaltung 40 gibt die so ermittelte Filterband-Vorschubgeschwindigkeit auch an die Dosierungsschaltung 50 ab, damit diese in Abhängigkeit von der ermittelten Filterbandgeschwindigkeit nach einer zuvor gespeicherten Funktion die Dosierung eines Koagulationsmittels errechnet. Das Ergebnis dieser Berechnung wird zur Steuerung der Pumpe 16 herangezogen, die beispielsweise über eine Steuerschaltung wirbelstromgekoppelt reguliert wird. Vor dem Anlauf der Vorrichtung werden beispielsweise die Schlammzuführmenge, die Filterband-Vorschubgeschwindigkeit und die Koagulationsmitteldosierung über eine Schreibmaschine 70 manuell eingegeben, damit eine Schlammzufuhr-Steuerschaltung 60 die Schlammpumpe 8 entsprechend ansteuert. Da bei der erfindungsgemäßen Ausführung mit kon-

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stanter Schlammzufuhrmenge gearbeitet wird, könnte eigentlich auf die Steuerschaltung 60 verzichtet werden, vorzugsweise wird die Steuerschaltung 60 jedoch zur Verhütung abnormaler Situationen beibehalten. Die Steuerschaltung 60 nimmt das Ausgangssignal der Dosierungsschaltung 50 auf. Dadurch wird erreicht, daß in Ausnahmesituationen die Anlage nicht nur auf außergewöhnliche Koagulationsmittel-Dosierungswerte reagiert, sondern notfalls auch die Schlammzuf uhrmenge vermindert wird, wenn erforderlich.

Nach dem Blockschaltbild in Fig, 5 besteht der Computerteil zu Fig. 4 im wesentlichen aus einer zentralen Recheneinheit (CPU) 110, einem ersten Festspeicher (ROM) 120 zur Speicherung eines vorgegebenen Programms, einem zweiten Festspeicher (RM) 130 zur Speicherung vorgegebener Funktionen für die Koagulationsmittel-Dosierung, einen zugriffsfreien Speicher (RAM) 140 zur Datenspeicherung und ein Eingabe/Ausgabetor 150. Der Computerteil enthält Digital-Eingangssignale über den Filterbandlauf, über den Automatik/Handbetrieb des Filters, sowie über abnorm hohe und abnorm niedrige Pegel. Der Computer liefert Analog-Ausgangssignale über die Transportgeschwindigkeit an den Bandpressfilterteil der Anlage, über den Koagulationsmittel-Durchsatz, über den Schlammbetriebs-Durchsatz sowie einen Haltebefehlt bei Ausnahmezuständen über eine Ein/ Ausgabe-Schnittstelleinheit (Interface) 160 und einen Daten-Bus 170 zur Kommunikation mit der Recheneinheit 110, den Speichern 120,130,140 und dem Ein/Ausgabetor 150. Ferner sind die Einheiten 110,120,130,140 und 150 durch einen Steuer-Bus 180 und einen Adress-Bus 190 verbunden. Insbesondere sind in dem ersten Festspeicher 120 das nachstehend in Verbindung mit Fig. 6A und 6B beschriebene Programm und in dem zweiten Festspeicher 130 vorbereitete Funktionen wie in Fig. 3 für die Dosierung eines Koagulationsmittels abgespeichert. Zu übertragende Daten werden in dem zugriffsfreien Speicher 140 gespeichert, und die

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zentrale Recheneinheit 110 führt Prozessoperationen nach dem im Festspeicher 120 gespeicherten Programm durch.

Bei der Operationssteuerung des Bandpressfilters startet das in Fig. 6A als Flußdiagramm dargestellte Programm mit einem Schritt S1, mit dem die zuvor erläuterten eingehenden Digitalsignal die über den Filterbetriebszustand, über die von der Höhenmeßeinrichtung 34 ermittelte Pegelhöhe, Ausnahmezustände und dgl, in den zugriffsfreien Speicher 140 (Fig. 5) eingelesen und darin gespeichert werden. Das Pegelsignal entspricht dem IST-Pegel des abgelagerten Schlamms, der entweder hoch, niedrig oder abnormal hoch ist. Diese Pegel sind in drei Bereiche unterteilt: (1) der Pegel liegt unter einem Niedrigpegelwert; (2) der Pegel liegt zwischen dem niedrigen und dem hohen Pegelwert; und (3) der Pegel liegt über dem hohen Pegelwert. Beim ersten Bereich sind die Ausgänge des Fühlers S1 für niedrigen Pegel und des Fühlers S2 für den hohen Pegel beide logisch 0, Im zweiten Bereich hat der Ausgang des Fühlers S1 den logischen Wert 1 und der Ausgang des Fühlers S2 den logischen Wert 0, Im dritten Bereich führen beide Fühler S1 und S2 das logische Ausgangssignal 1. Die im Schritt S1 gewonnene Signalkombination wird bis zum nächsten Zyklus im RAM gespeichert. Danach wird im Schritt S2 abgefragt, ob das Betriebssignal EIN des Bandpressfilters vorliegt. Falls ja, schaltet das Programm zu Schritt S3 fort und ermittelt, ob die Anfangswerte für den Schlammdurchsatz, die Filterbandgeschwindigkeit und die Koagulationsmittel-Dosierung eingestellt sind. Normalerweise erfolgt die Einstellung der Anfangswerte manuell zu Beginn, nachdem das Betriebssignal EIN gegeben worden ist. Falls die Eingabe der Anfangswerte noch nicht erfolgt ist, werden in einem Schritt S4 die notwendigen Informationen manuell über die Schreibmaschine 70 in Fig. 4 eingegeben. Die so erstellten Anfangswerte werden der Bandgeschwindigkeits-Steuerschaltung 40

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und der Koagulationsmittel-Dosierungsschaltung 50 in Fig. 4 übertragen. Zugehörige Proportionskonstanten oO und /3 können in einem Speicher wie dem Festspeicher 130 oder in einem zugriffsfreien Speicher einer Schreibmaschine oder dergleichen gespeichert werden. Nach Erstellung der notwendigen Ausgangswerte geht das Programm zu Schritt S15 über, um Analog-Ausgangswerte auf der Grundlage der eingegebenen Anfangswerte zu erstellen.

In dem Zyklus nach der Eingabe der Anfangswerte überprüft das Programm in einem Schritt S5 zunächst, ob die Dicke der Schlammschicht auf dem Filterband 2 in Fig. 1 einen abnormal hohen Pegelwert hat und folglich der Schlamm eine abnormal hohe Konzentration hat. Normalerweise liegt die Pegelhöhe des aufgetragenen Schlammes jedoch in einem der zuvor beschriebenen drei Pegelbereiche, und in diesem Fall überprüft das Programm in einem Schritt S6, ob die Operation innerhalb eines willkürlich auf einen Zeitraum zwischen 30 bis 300 Sekunden festgelegten Zeitzyklus für die Kontrolle der Filterbandgeschwindigkeit liegt. Bei einem auf 30 Sekunden festgelegten Zeitzyklus wird die Filterband-Transportgeschwindigkeit alle 30 Sekunden überprüft. Wenn in S6 das Ende eines derartigen Zeitzyklus bekannt wird, geht das Programm zu einem Schritt 7 über und überprüft, ob sich der Schlammdurchsatzwert geändert hat. Normalerweise ist ein konstanter Schlammdurchsatzwert eingestellt, bei dem keine Durchsatzmengenänderungen auftreten sollten. Mit diesem Schritt S7 sollen also Ausnahmezustände festgestellt werden. In einem Schritt S8 wird aufgrund der im vorhergehenden Zyklus gelesenen und gespeicherten Schlammdicke und der jetzt gelesenen Schlammdicke die Transportgeschwindigkeit des Filterbandes errechnet. Einzelheiten des Rechenvorgangs werden nachstehend in Verbindung mit Fig. 6B erläutert. Danach wird in einem Schritt S9 überprüft, ob die Transportgeschwindigkeit des Filterbandes sich beispielsweise dreifach erhöht hat. Da

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bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel drei Höhenbereiche der Schlammschicht ermittelt und Veränderungen über diese drei Bereiche festgestellt werden, könnte ein entsprechender Pegelanstieg bzw. Schlammkonzentrationsanstieg eine entsprechend überhöhte Bandgeschwindigkeit zur Folge haben, und der Schritt S9 dient der Ermittlung derartiger Störungen bzw. Ausnahmezustände, Normalerweise könnte die Transportgeschwindigkeit höchstens auf den zweifachen Wert ansteigen, und das Programm könnte dann zu Schritt S10 übergehen und überprüfen, ob die Filterband-Transportgeschwindigkeit unter einem vorgegebenen Ausnahmewert VH liegt. Folglich dient auch der Schritt S10 der Ermittlung einer anderen Abnormalität oder Störung der Filtervorrichtung, Normalerweise wird das Programm zum nächsten Schritt S11 übergehen und überprüfen, ob ein willkürlich auf 10 bis 120 Minuten festgesetzter Steuerzyklus für die Injektion eines Koagulationsmittels abgelaufen ist. Wenn dieser Steuerzyklus auf 10 Minuten angesetzt ist, erfolgt alle 10 Minuten eine Injektion oder Dosierungskontrolle des Koagulationsmittels, Nach Ablauf eines Steuerzyklus geht das Programm zu einem Schritt S12 über und errechnet mittels der nachstehenden Gleichung, in welcher Menge oder Dosierung Fp das Koagulationsmittel zuzusetzen ist:

Fp = V χ f ( -|- )

Darin ist V die im Zeitzyklus mit Schritt S8 errechnete Filterband-Transportgeschwindigkeit, f (x) eine in Fig. 3 dargestellte und vorher durch Experiment bestimmte Funktion der Schlammkonzentration und optimalen Dosierung. Alle Informationen zu dieser Funktion sind vorher in dem Festspeicher 130 (Fig, 5) abgespeichert worden. Die Werte für V und Fs befinden sich im RAM 140 abgespeichert. Eine in einem Schritt S20 erstellte Dosierungsinformation sowie die zuvor in Schritt S8 errechnete Information zur Filterbandgeschwindigkeit werden im nach-

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sten Schritt S 13 als Analog-Ausgang abgerufen und dem Bandpressfilterteil zugeleitet, wie zuvor beschrieben.

Der zuvor beschriebene Programmablauf bezieht sich auf einen normalen Betriebsablauf. Wenn aber in dem Schritt S7 eine Änderung des Schlammdurchsatzes erkannt wird, geht das Programm von S7 zu einem Schritt S14 über, um die Filterbandgeschwindigkeit Vn und die Koagulationsmittel-Dosierung Fpn nach folgenden Gleichungen zu errechnen:

Fs

Vn = Vn-1 χ

Fs

n-1

^Fpn ^{= F}Pn-1 ^x

Fs. Fs

n-1

Darin bezieht sich der Index η auf den derzeitigen Wert und der Index n-1 auf den Wert vom vorhergehenden Zyklus. Falls bei Schritt S10 die Filterbandgeschwindigkeit über einen gegebenen abnormalen Geschwindigkeitswert VH liegt, geht das Programm zu Schritt S15 über und erhöht die Dosierung des Koagulationsmittels, um dadurch die Schlammkonzentration zu vermindern, falls diese zu hoch für eine Kontrolle durch die Filterbandgeschwindigkeit ist. Da eine unbegrenzte Erhöhung der Dosierung des Koagulationsmittels unwirtschaftlich ist, läuft gleichzeitig mit Schritt S15 ein Zeitgeber an, welcher die erhöhte Dosierung auf einen gegebenen Zeitraum begrenzt. Im nächsten Schritt S16 wird überprüft, ob der durch den Zeitgeber gesetzte Zeitraum.

abgelaufen ist. Da dies anfangs noch nicht der Fall ist, geht das Programm S13 über. Falls der Zustand der erhöhten Dosierung auch nach Ablauf des Zeitraums noch besteht, kann dies nur bedeuten, daß die Koagulationsmittel-Zuführung nicht nachkommt und folglich im nächsten Schritt S17 die Schlamm-Zuführrate gesenkt werden muß. Im nächsten Schritt S 18 wird festgestellt, ob der Schlammdurchsatz kleiner als

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ein vorgegebener Mindestwert geworden ist. Falls ja heißt dies, daß die automatische Steuerung nicht folgen kann, es muß eine Störung vorliegen, und folglich wird im nächsten Schritt S19 die Operation unterbrochen. 5

Der in Fig. 6B enthaltene Flußdiagrammteil betrifft die Bestimmung der Transportgeschwindigkeit des Filterbandes in Verbindung mit Schritt S8 in Fig. 6A. Durch das Flußdiagramm von Fig. 6B wird bestimmt, ob der Materialpegel unter dem niedrigen Pegel, über dem hohen Pegel oder zwischen diesen beiden Pegeln liegt (was nachstehend als Zwischenpegel bezeichnet ist). Diese drei Pegelwerte werden auf der Grundlage einer logischen Kombination der Ausgangssignale des Niedrigpegelfühlers S1 und des Hochpegelfühlers S2 ermittelt. Danach wird der Pegelwert im vorhergehenden Zyklus ermittelt und daraus die Transportgeschwindigkeit des Filterbandes in Abhängigkeit von dem derzeitigen und dem vorhergehenden Pegel errechnet. In Fig. 6B sind verschiedene Symbole im Flußdiagramm enthalten. Vn ist die Soll-Geschwindigkeit des Filterbandes für ρ = n. Vh ist der neuste Wert für die Filterbandgeschwindigkeit, wenn eine Pegeländerung von dem hohen zum niedrigen Pegel oder vom Zwischenpegel zum übrigen Pegel auftritt, d.h. eine Pegelabsenkung. Vl ist der neuste Wert der Filterbandgeschwindigkeit, wenn eine Pegeländerung vom niedrigen Pegel zum hohen Pegel oder vom Zwischenpegel zum hohen Pegel auftritt/ d.h. eine Pegeländerung nach oben. Diese neusten Werte werden im Speicher für freien Zufluß (140) gespeichert. Δ V ist eine relativ kleine Geschwindigkeitsänderungs-Konstante und vorher im Festspeicher (ROM) abgespeichert worden. Zu beachten ist, daß eine Pegeländerung nach unten die Folge einer großen Filterbandgeschwindigkeit und eine Pegeländerung nach oben die Folge einer zu geringen Filterbandgeschwindigkeit ist. Unter diesen Gesichtspunkten erfolgt nachstehend die Beschreibung des Flußdiagramms in Fig. 6B.

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(A) Für den Fall, daß der ermittelte Schlammpegel kleiner als der vorgegebene Niedrigpegel ist, springt das Programm von dem Schritt S31, wo dieser Zustand festgestellt wird, zu einem Schritt S32 und ermittelt, welchen Pegelwert der vorhergehende Zyklus hatte. Dieser vorhergehende Pegelwert wurde mit Schritt S1 (Fig. 6A) im RAM 140 gespeichert. Falls der vorhergehende Pegel kleiner als der Niedrigpegel war, geht das Programm zz Schritt S33 über und bestimmt den Sollwert Vn der Filterbandgeschwindigkeit im laufenden Zyklus unter der Voraussetzung, daß sowohl der laufende als auch der vorhergehende Pegel kleiner als der Niedrigpegel sind. Der Übergang zu Programmschritt S33 bedeutet, die Bandgeschwindigkeit war im vorhergehenden Zyklus zu hoch, so daß mit Schritt S33 folgende Rechenoperation durchzuführen ist:

^VN = ^VN-1 "Αν

Da die Filterbandgeschwindigkeit V_n-1 im letzten Zyklus zu groß war, wird die Geschwindigkeit um die finderungskonstante^V vermindert. Die so ermittelte Geschwindigkeit V wird im zugriffsfreien Speicher 140 (Fig. 5) gespeichert. Falls der Speicherwert des vorhergehenden Zyklus dem Zwischenpegel entsprach, schwenkt das Programm von Schritt S32 auf Schritt S34 und führt folgende Rechenoperation durch:

^vh ■	^VN-1	V₁ - &v
^VN =	^Vh ⁺	2

Der übergang von Programmschritt S36 auf S34 bedeutet, daß der Pegelwert vom Zwischenpegel im vorhergehenden Zyklus auf den niedrigen Pegel im derzeitigen Zyklus abgesunken ist, und folglich muß die Soll-Geschwindigkeit des Filter-

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bandes wieder angehoben werden. Zu diesem Zweck wird bei einer PegelabSenkung die Hälfte der Konstante Δ,ν vom Durchschnittswert der letzten Filterbandgeschwindigkeit subtrahiert, und bei einem Pegelanstieg der letzte Geschwindigkeitswert als laufender Geschwindigkeitswert ermittelt. Die Transportgeschwindigkeit des Filterbandes wird bei einem Pegelanstieg immer auf den Durchschnittswert aus dem vorletzten und dem letzten Zyklus, und bei einem Pegelabfall auf den letzten Wert bezogen. Der Wert -A>— wird deshalb subtrahiert, weil der Pegelabfall vom vorhergehenden Zwischenpegel zum jetzigen Niedrigpegel einen Schritt betragen hat. Falls der vorhergehende Pegel der hohe Pegel war, muß der Pegelabstieg über zwei Schritte erfolgt sein, und dies hat im Schritt S35 folgende arithmetische Operation zur Folge:

V = 2 L· -

N 2

Da der Pegelabfall vom vorletzten zum letzten Pegelwert sprunghaft war, muß die Filterbandgeschwindigkeit im letz ten Zyklus zu hoch gewesen sein, und folglich wird die Geschwindigkeit durch Subtraktion von AV reduziert. Grund sätzlich wird also bei einer Pegeländerung nach unten und nach oben der Durchschnittswert der letzten Filterbandgeschwindigkeiten verwendet, und zusätzlich wird bei einer Pegelabsenkung die Geschwindigkeitsänderungs-Konstante halbiert.

(B) Für den Fall, daß der abgelagerte Schlamm eine über dem hohen Pegel liegende Dicke hat, geht das Programm von Schritt S31 über Schritt S36 zu Schritt S37 über und bestimmt wie im zuvor beschriebenen Schritt S32 den Pegelwert des vorhergehenden Zyklus. Falls dieser unter dem Niedrigpegel lag, schreitet das Programm zu Schritt S38 fort, und das bedeutet, daß im vorhergehenden Zyklus ein Sprung über zwei Schritte vom niedrigen Pegel bis zu

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einem über dem hohen Pegel liegenden Wert erfolgt ist, oder mit anderen Worten: im vorhergehenden Zyklus war die Bandgeschwindigkeit zu niedrig. In Schritt S38 wird die Soll-Filterbandgeschwindigkeit nach folgender Gleichung errechnet:

^Vh ^{+ V}1

Dieser Rechnung liegt die gleiche Grundidee wie zuvor im Fall (A) beschrieben zugrunde, es wird der Durchschnittswert der letzten Filterbandgeschwindigkeiten für den Fall eines Pegelanstiegs und Pegelabstiegs ermittelt und die Geschwindigkeitsänderungs-Konstante addiert, weil der Sprung über zwei Schritte erfolgte. Falls im vorhergehenden Zyklus der Zwischenpegel vorhanden war, geht das Programm S37 zu Schritt S39 über, und das bedeuetet, es lag eine Pegelerhöhung vom Zwischenpegel (vorhergehender Zyklus) auf den hohen Pegel (jetziger Zyklus) vor. Daher wird in Schritt S39 die Soll-Geschwindigkeit des Filterbandes im derzeitigen Zyklus durch Addieren der halben Geschwindigkeitsänderungs-Konstante zum Durchschnittswert der letzten Filterbandgeschwindigkeiten ermittelt. Falls der Pegelwert im vorhergehenden Zyklus über dem hohen Pegel lag, dann ist dieser Pegel in den letzten beiden Zyklen auf dem hohen Pegel geblieben, und das bedeutet, daß die Bandgeschwindigkeit im vorhergehenden Zyklus zur Pegelabsenkung nicht groß genug war. Folglich wird in einem Schritt S40 eine neue Soll-Geschwindigkeit für das Filterband durch Addition des Geschwindigkeitsänderungs-Faktors A V zur Bandgeschwindigkeit im vorhergehenden Zyklus erstellt.

(C) Wenn die Höhe des abgelagerten Schlamms in den Zwischenpegelbereich fällt, schreitet das Programm über die Schritte S31 bis S36 zu einem Schritt S41 fort, um die

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Pegelhöhe des vorhergehenden Zyklus auf gleiche Weise wie zuvor in Verbindung mit den Schritten S32 und S37 beschrieben zu bestimmen. Falls der Pegel im vorhergehenden Zyklus unter dem niedrigen Pegel lag, erfolgt der Übergang zu Schritt S42, da offensichtlich eine Pegelanhebung von einem unter dem niedrigen Pegel liegenden Niveau im vorhergehenden Zyklus den Zwischenpegel im derzeitigen Zyklus vorliegt. Folglich ist V1 die Filterbandgeschwindigkeit im vorhergehenden Zyklus, nämlich V_n-1. Da der Pegel im derzeitigen Zyklus im Zwischenpegelbereich und folglich richtig liegt, braucht die Filterbandgeschwindigkeit nicht geändert zu werden, und als Soll-Geschwindigkeit wird einfach der Durchschnittswert der letzten Filterbandgeschwindigkeiten bei Pegeländerungen nach oben und unten genommen. Falls auch im vorhergehenden Zyklus bereits der Zwischenpegel anlag, kann die gleiche Filterbandgeschwindigkeit wie in dem vorhergehenden Zyklus beibehalten werden, siehe Schritt S43. Lag die Filterbandgeschwindigkeit im vorhergehenden Zyklus höher, dann schreitet das Programm zu Schritt S44 fort, weil offensichtlich in diesem Zeitraum eine Pegelabsenkung vom hohen Pegelwert auf den Zwischenpegelwert im derzeitigen Zyklus erfolgt ist. Damit ist Vh = V_n-1. Wie bei Schritt S42 entspricht die Filterbandgeschwindigkeit des derzeitigen Zyklus dem Durchschnittswert der letzten Bandgeschwindigkeitswerte bei Pegeländerungen nach oben und nach unten.

Wie der vorhergehenden Beschreibung zu entnehmen ist, erfolgt die Bestimmung der Soll-Filterbandgeschwindigkeit im derzeitigen Zyklus auf der Grundlage der in diesem und dem vorhergehenden Zyklus ermittelten bzw. gespeicherten Schlammpegelwerte und unter Berücksichtigung der Größe und der Richtung einer Pegeländerungen in diesen aufeinanderfolgenden Zyklen. Da gemäß Fig. 6B der Durchschnittswert der letzten Bandgeschwindigkeiten bei Pegeländerungen nach unten und nach oben gewählt wird, werden Sprünge in

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der Transportgeschwindigkeit vermieden und eine zügige Geschwindigkeitsregulierung erreicht.

Im Gegensatz zu der bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6B durchgeführten Geschwindigkeitsregelung wird bei einem Fig. 7 entsprechenden anderen Ausführungsbeispiel die Filterbandgeschwindigkeit stufenweise durch Addition der Geschwindigkeitsänderungs-Konstante A.V ^zur Bandgeschwindigkeit im vorhergehenden Zyklus erhöht, wenn der Fühler S2 für den hohen Pegel durch Abgabe eines logischen Ausgangssignals 1 zu erkennen gibt, daß der Pegelwert den hohen Pegel erreicht hat. Wenn dagegen dieser Fühler S2 für den hohen Pegel den Digitalausgang 0 abgibt, weil der Pegel durch Erhöhung der Filterbandgeschwindigkeit vom hohen Pegel auf den Zwischenpegelbereich abgesunken ist, dann wird die Geschwindigkeit wieder auf den vorhergehenden Geschwindigkeitsbereich zurückgenommen, bei dem der hohe Pegel erreicht wurde, d.h. auf den Zwischengeschwindigkeitswert (V + ^.V) und wenn andererseits der logische Ausgang des Fühlers S1 für den niedrigen Pegel 0 wird, weil der Pegel niedriger als der untere Pegel geworden ist, dann wird die Geschwindigkeit des Filterbandes schrittweise um die Geschwindigkeitsänderungs-Konstante V gegenüber der derzeitigen Geschwindigkeit reduziert. Sobald durch diese Maßnahme der Pegel wieder in den Zwischenpegelbereich eingelaufen ist und der Fühler S1 das logische Signal 1 abgibt, wird die Geschwindigkeit des Filterbandes wieder auf den Zwischenwert (V - Λν) zurückgenommen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 wird somit die Geschwindigkeit sprunghaft erhöht oder abgesenkt und auf den Zwischengeschwindigkeitswert eingepegelt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 erfolgt dagegen die Heranführung der Geschwindigkeit schrittweise und in der Konstante A V entsprechenden Stufen.

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Bei dem Fig. 9 zugeordneten Ausführungsbeispiel sind eine zulässige Maximalgeschwindigkeit Vmax und eine zulässige Minimalgeschwindigkeit Vmin vorher einem Festspeicher oder einem Speicher mit freiem Zugriff abgespeichert worden, und sobald der Pegel auf den oberen Wert ansteigt und der Fühler S2 dementsprechend das logische Signal 1 abgibt, wird die Transportgeschwindigkeit sofort auf den Maximalwert erhöht, um den Pegel auf den Zwischenbereich zu reduzieren, und danach wird die Höchstgeschwindigkeit wieder durch eine gegebene mittlere Geschwindigkeit ersetzt. Wenn dagegen der Pegel unter den niedrigen Pegel absinkt, wird die Filterbandgeschwindigkeit sofort auf die minimale Geschwindigkeit reduziert, und sobald wunschgemäß der Pegel wieder in den mittleren Bereich zurückkehrt, und sobald der Fühler S1 das logische Signal 1 abgibt, wird auch die Geschwindigkeit wieder auf den mittleren Geschwindigkeitswet erhöht. Bei allen Ausführungen von Fig. 6B bis 9 wird folglich die Transportgeschwindigkeit des Filterbandes so geregelt, daß jede festgestellte Abweichung des Materialpegels bzw. der auf dem Filterband abgelegten Materialdicke nach oben oder unten durch eine entsprechende Geschwindigkeitsänderung ausgeglichen wird. Wenn der Materialpegel in seinem mittleren Sollbereich liegt, läuft auch das Filterband mit einer mittleren Transportgeschwindigkeit. Erfindungsgemäß ist die Regelung der Materialpegelhöhe über entsprechende Änderungen der Filterbandgeschwindigkeit so feinfühlig, daß auch bei Zustandsänderungen des zu verarbeitenden Materials starke Pegelschwankungen verhindert und ein harmonischer Prozeßablauf gewährleistet wird. 30

In Fig. 10 und 11 ist eine erfindungsgemäße überwachungseinrichtung dargestellt, welche zur Sicherung des Prozeßablaufs feststellt, wenn zu verarbeitendes Material zwischen den Filterbändern herausleckt. Wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben, durchlaufen die beiden Filterbänder in Scherentwässerungszone C mehrere im Zickzack und paral-

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IeI angeordnete Rollen mit in der Förderrichtung der Filterbänder 2 und 4 abnehmenden Durchmesserwerten. In Förderrichtung hinter einer Rolle 200 ist parallel zu der Rollenachse P um ihre eigene Achse P1 eine Welle 210 drehbar gelagert, mit der an den beiden Rändern der Filterbänder 2 und 4 angeordnete Materialauffangschalen 220 über je einen Hebel fest verbunden sind. Diese Auffangschalen nehmen beiderseits zwischen den Filterbändern 2 und 4 herausquellendes Material auf und betätigen in Abhängigkeit von einer Gewichtsänderung einen Endschalter 230.

Gemäß Fig. 11 ist die Materialauffangschale 220 der insgesamt mit 240 bezeichneten überwachungseinrichtung als mit einer unteren Wasserablauföffnung 270 versehener und integral über einen Hebel 290 mit der Welle 210 verbundener Becher 280 ausgebildet. Sobald die aufgefangene Materialmenge ein vorgegebenes Gewicht überschreitet, dreht sich die Welle 210 entgegen dem Uhrzeigersinne um ihre Achse P1 und schaltet den Endschalter 230 ein. Damit die Überwachungseinrichtung 240 nicht auf normalerweise immer herabtropfendes Wasser anspricht, hat der Becher 280 die Wasserablauföffnung 270. Somit kann die Überwachungseinrichtung nur auf Material ansprechen.

Wenn der über eine Stromversorgung 260 mit einer Alarmeinrichtung 250 in Serie geschaltete Endschalter 230 anspricht und damit den Stromkreis schließt, wird ein Bediener durch die Alarmeinrichtung 250 automatisch und sicher informiert, daß zu verarbeitendes Material überläuft. In diesem Fall kann der Bediener entsprechende Gegenmaßnahmen wie eine manuelle Änderung der Zuführung des Koagulationsmittels, der Materialzuführung und/oder eine Änderung der Transportgeschwindigkeit der Filterbänder 2,4 treffen.

Abweichend von der vorhergehenden Beschreibung können die Materialauffangschalen 220 durchaus anders als in Fig.

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10 und 11 dargestellt ausgebildet und angeordnet sein, und ferner kann sich die gesamte Überwachungseinrichtung 240 auch statt am Ende der Scherentwässerungszone C auch an anderer Stelle befinden, beispielsweise am Anfang oder im Mittelbereich der Scherentwässerungszone C.

Erfindungsgemäß wird die Transportgeschwindigkeit der Filterbänder so gesteuert, daß Konzentrationsänderungen der zugeführten Schlammenge ausgeglichen, dadurch eine gleichförmige Material- oder Schlammzufuhr erreicht wird und eine optimale Dosierung eines Koagulationsmittels möglich ist. Dadurch wird der besondere Vorteil erzielt, daß ein am Ende des Entwässerungsprozesses entstehender Kuchen unter Vermeidung einer Verschwendung von Koagulationsmittel stets einen gleichmäßig niedrigen Wasseranteil hat.

Im Rahmen der Erfindung sind selbstverständlich diverse Abwandlungen gegenüber dem beschriebenen Ausführungsbeispiel möglich. Beispielsweise kann die Schlammkonzentration statt durch eine Pegelabtasteinrichtung auch über die Dämpfung von Ultraschallwellen, über eine Streulichtkonzentration, über die Dämpfung von Gammastrahlen und dgl. ermittelt werden.

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Leerseite

Claims

TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER Beim Europäischen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives before the European Patent Office Mandatalres agrees pres !'Office european des brevets Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-lng. H. Steinmeister Dipl.-lng. F. E. Müller siekerwall 7. Tnftstrasse 4, D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1 FP-O1147 st/Gt/ri 2 6. Jan. 1981 KUBOTA LIMITED 2-47, Shikitsuhigashi 1-chome, Naniwa-ku, OSAKA-shi, OSAKA-fu, Japan FILTERBAND-ENTWÄSSERUNGSVORRICHTUNG PRIORITÄTEN: 30. Januar 1980, Japan, No. 9806/1980 08. Februar 1980, Japan, No. 14970/1980 PATENTANSPRÜCHE

1. Filterband-Entwässerungsvorrichtung mit einem endlosen Filterband, auf das aus einer Zuführeinrichtung ein zu verarbeitendes Material zugeführt wird und das mit dem Material durch eine Schwerkraftentwässerungszone, wo das Material durch Schwerkrafteinwirkung entwässert wird, und durch eine Zwangsentwässerungszone, wo das Material durch äußere Druckanwendung entwässert wird, transportiert wird, gekennzeichnet durch

- eine operativ mit der Materialzuführeinrichtung (z.B. 22) aekoppelte Abtasteinrichtung (z.B. 34) zur Abgabe einer

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Information in bezug auf eine Konzentration des zu verarbeitenden Materials, und

- eine Steuerschaltung (40) zum Regulieren der Transportgeschwindigkeit des Filterbandes (2) in Abhängigkeit von der Information bezüglich der Materialkonzentration, damit die Filterbandgeschwindigkeit sich im wesentlichen proportional zu der Materialkonzentration verhält.

2. Entwässerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß die Transportgeschwindigkeit des Filterbandes (2) durch die Steuerschaltung (40) in vorgegebenen Zeitzyklen erfolgt.

3. Entwässerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß die Information bezüglich der

Konzentration in einer Information in bezug auf die Dicke des auf das Filterband (2) aufgelegten Materials enthalten ist, die von der die Dicke des auf dem Filterband liegenden Materials ermittelten Abtasteinrichtung (34) erstellt wird. 20

4. Entwässerungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dickenabtasteinrichtung (34) einen ersten und einen zweiten Pegelfühler (S1,S2) umfaßt, von denen der erste bzw. der zweite jeweils in dem Fall ansprechen, daß die Dicke des auf das Filterband (2) abgelegten zu verarbeitenden Materials kleiner als ein unterer Dickengrenzwert bzw. größer als ein oberer Dickengrenzwert ist; und daß die Information über die Materialdicke durch Kombination der logischen Ausgangssignale der beiden Pegelfühler (S1,S2) bestimmt wird.

5. Entwässerungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (40) die Transportgeschwindigkeit des Filterbandes (2) so in Abhängigkeit von der aus der Dickenabtasteinrichtung (4) bezogenen Information über die Materialdicke reguliert, daß die

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Materialdicke zwischen dem unteren und dem oberen Grenzwert gehalten wird, indem sie bei einer Unterschreitung des unteren Grenzwertes eine Reduzierung der Filterbandgeschwindigkeit und bei Überschreitung des oberen Dickengrenzwertes eine Erhöhung der Filterbandgeschwindigkeit veranlaßt.

6. Entwässerungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltung (40) zur Steuerung der Filterbandaeschwindigkeit

- eine erste Speicherschaltung (z.B. 140) zur Speicherung von durch die Dickenabtasteinrichtung in jedem Zeitzyklus gewonnener Information über die Materialdicke,

- eine Einrichtung zur Bestimmung der Richtung einer Dickenänderung durch Vergleich der in der ersten Speichereinrichtung gespeicherten Information über die Materialdicke aus dem vorhergehenden Zeitzyklus mit Information über die Materialdicke aus dem laufenden Zeitzyklus,

- eine zweite Speichereinrichtung, die in Abhängigkeit von dem Ausgang der Einrichtung zur Bestimmung der Dickenänderungsrichtung die im vorhergehenden Zeitzyklus anliegenden Filterbandgeschwindigkeit speichert, und

- eine arithmetische Recheneinrichtung (z.B. 110) zur Auswertung von Informationen bezüglich einer mittleren Geschwindigkeit auf der Grundlage der letzten Filterbandgeschwindigkeit im Augenblick einer zunehmenden Änderung der Dicke und der in der zweiten Speichereinrichtung gespeicherten Filterbandgeschwindigkeit bei einer abnehmenden Änderung der Dicke, und

- eine Steuereinrichtung, welche auf der Grundlage der von der Recheneinrichtung bezogenen Information die Filterbandgeschwindigkeit auf einen mittleren Geschwindigkeitswert einreguliert,

umfaßt.

7. Entwässerungsvorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine dritte Speichereinrichtung zur

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Speicherung von Informationen in bezug auf einen relativ kleinen Geschwindigkeitswert (AV) , und eine zu der Steuerschaltung (40) zum Regulieren der Filterbandgeschwindigkeit gehörende Additionsstufe, welche in Abhängigkeit von dem Dickenzunahmeausgang bzw. Dickenabnahmeausgang der Einrichtung zur Bestimmung der Dickenänderungsrichtung jeweils den in der dritten Speichereinrichtung gespeicherten vorgegebenen Geschwindigkeitswert zu der mittleren Geschwindigkeit addiert bzw. davon subtrahiert. 10

8. Entwässerungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

- eine Dosiereinrichtung (16) zur dosierten Zugabe eines Koagulationsmittels zu dem in die Schwerkraftentwässerungszone (26) zugeführten zu verarbeitenden Material,

- einen Funktionsspeicher (130) zur Abspeicherung einer vorgegebenen Funktion zwischen der Konzentration des zu verarbeitenden Materials und der optimalen Dosierungsmenge des Koagulationsmittels,

- eine die Dosierungsmenge des Koagulationsmittels auf der Grundlage von aus einer entsprechenden Einrichtung gewonnener Information über die Konzentration und in Abhängigkeit von der in dem Funktionsspeicher gespeicherten vorgegebenen Funktion bestimmende Dosierungsvorgabeeinrichtung, und

- eine Koagulationsmittel-Zuführsteuerung, die in Abhängigkeit von der Dosierungsinformation aus der Dosierungsvorgabeeinrichtung die Fördermenge der Dosiereinrichtung im Sinne der bestimmten Dosierungsmenge reguliert.

9. Entwässerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,gekennzeichnet durch einen Fühler (S3) zur Ermittlung eines Pegelwertes, bei dem das auf das Filterband (2) abgelagerte Material überläuft,

10. Entwässerungsvorrichtung mit einem endlosen Filter-

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band, auf das aus einer Zuführeinrichtung ein zu verarbeitendes Material zugeführt wird und das mit dem Material mit einer konstanten Geschwindigkeit durch eine Schwerkraftentwässerungszone, wo das Material durch Schwerkrafteinwirkung entwässert wird, und durch eine Zwangsentwässerungszone, wo das Material durch äußere Druckanwendung entwässert wird, hindurch bewegt wird, gekennzeichnet durch

- eine Dosiereinrichtung (16) zur dosierten Zugabe eines

Koagulationsmittels zu dem in die Schwerkraftentwässerungszone (26) zugeführten zu verarbeitenden Material,

- eine operativ mit der Materialzuführeinrichtung (z.B. 22) gekoppelte Einrichtung (z.B, 34) zur Abgabe einer Information in bezug auf eine Konzentration des zu verarbeitenden Materials,

- einen Funktionsspeicher (130) zur Abspeicherung einer vorgegebenen Funktion zwischen der Konzentration des zu verarbeitenden Materials und der optimalen Dosierung des Koagulationsmittels,

- eine die Dosierungsmenge des Koagulationsmittels auf der Grundlage von aus einer die Konzentration ermittelnden Einrichtung gewonnener Information über die Konzentration und in Abhängigkeit von der in dem Funktionsspeicher gespeicherten vorgegebenen Information bestimmende Dosierungs-Vorgabeeinrichtung, und

11. Entwässerungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Abgabe einer Information bezüglich der Materialkonzentration eine Abtasteinrichtung (34) ist, welche die Dicke des im Bereich der Schwerkraftentwässerungszone (26) auf das Filterband (2) aufgelegten Materials abtastet, und daß die

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Information über die Konzentration in einer Information über die Dicke des zu verarbeitenden Materials enthalten ist,

12. Entwässerungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dickenabtasteinrichtung (34) einen ersten und einen zweiten Pegelfühler (S1 , S2) umfaßt, von denen der erste bzw. der zweite jeweils in dem Fall ansprechen, daß die Dicke des auf das Filterband (2) abgelegten zu verarbeitenden Materials kleiner als ein unterer Dickengrenzwert bzw. größer als ein oberer Dickengrenzwert ist; und daß die Information über die Materialdicke durch Kombination der logischen Ausgangssignale der beiden Pegelfühler (S1,S2) bestimmt wird.

13. Entwässerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch einen Fühler (S3) zur Ermittlung eines Höhen- bzw. Pegelwertes, bei dem das auf das Filterband (2) abgelagerte Material überläuft.

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