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Beschreibung:
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Trennung
eines flüssigen Abfallproduktes in eine feste und flüssige Phase mittels eines Filterbeckens,
in welchem die Verweilzeit des in ruhendem Zustand belassenen Abfallproduktes solange
ausgedehnt wird, bis sich die von der festen Phase gebildete Schicht oben und die
flüssige Phase unten abgesetzt haben, und aus welchem sodann die flüssige Phase
durch Öffnung mindestens einer verschließbaren Abflußöffnung abgeleitet wird.
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Bei einem vorbekannten Verfahren dieser Art (nach der DE-OS 29 43
962) besteht das Abfallprodukt aus Gülle, die sich aus Exkrementen von Rindern,
Schweinen und Hühnern zusammensetzen kann. Durch diese Verfahrensweise findet eine
wirkungsvolle Trennung der festen Phase von der flüssigen Phase der Gülle statt.
Nach dieser ersten groben Trennung wird die flüssige Phase durch einen zeitlich
regelbaren weiteren Trennfeinprozeß abgeleitet. Hierdurch ist nicht nur der Zeitpunkt
des Einsatzes des Trennprozesses exakt bestimmbar, sondern auch durch eine Mengenregelung,
z.B. durch Öffnen einer mehr oder weniger großen Zahl von Abf lußöffnungen, die
Geschwindigkeit des Trennprozesses regelbar.
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Durch die zunächst widersinnig scheinende zeitliche Verzögerung des
Trennprozesses wird gleichwohl eine erhebliche Zeitersparnis erzielt, da im Gegensatz
zu vorbekannten Verfahren nunmehr die feste Phase der Gülle bis auf einen - durchaus
erwünschten -Wasserrestgehalt einen erheblich rascheren Trocknungsprozeß durchführt.
Außerdem ist bei Einsatz des Trennungsprozesses die feste Phase der Gülle weiter
von den Abflußöffnungen entfernt als die flüssige Phase. Auf diese Weise erreicht
die feste Phase die Abflußöffnungen erst dann, wenn die flüssige Phase bereits abgelaufen
ist.
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Bei dem vorbekannten Verfahren wurden als Abfallprodukt stets solche
Stoffe wie Gülle bzw. Flüssigmist verwendet, die von Haus aus gärfähig sind.
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Durch die vorliegende Erfindung wurde nun überraschend gefunden,
daß sich das vorgenannte Verfahren nach der DE-OS 29 43 962 auch auf solche flüssigen
Abfallprodukte anwenden läßt, die nicht oder nicht ohne weiteres gärfähig sind und/oder
selbsttätig eine Schwimmdecke bilden.
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Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß als Abfallprodukt Klärschlamm
verwendet wird, der vor seiner Verweilzeit mit einem gärfähigen Zusatzstoff vermischt
wird. Dabei wird der Klärschlamm je nach seiner Zusammensetzung mit dem Zusatzstoff
etwa im Gewichtsverhältnis von 100:1 bis 100:1,6 gemischt.
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Dieses Gemisch bildet nach einer Verweilzeit gleichfalls eine Schwimmdecke,
wobei sich die feste Phase oben und die flüssige Phase unten absetzt.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird als Zusatzstoff
ein Gemenge aus feinspanigen Holzfasern, wie Säge- und Hobelspänen, oder ein Zusatzstoff
aus Grünfasern, wie Gras, Brennnesseln, Farne oder dgl., verwendet. Vorteilhaft
ist insbesondere ein Zusatzstoff, der selbst als landwirtschaftliches Abfallprodukt
kostengünstig anfällt, wie gehäckseltes Korn- und Main stroh sowie Schilf.
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Um ein Einschlämmen der Filteröffnungen im Boden des Filterbeckens
zu vermeiden, wird dieser unter eine Flüssigkeit gesetzt, hiernach das Gemisch aus
Klärschlamm und Zusatzstoff eingefüllt und nach Absetzen der festen Phase die flüssige
Phase soweit abgelassen, bis die feste Phase des Gemisches etwa den Boden des Filterbeckens
erreicht hat. Dann wird der Abfluß der flüssigen Phase unterbrochen und erneut ein
Absetzen der festen Phase oben und der flüssigen Phase unten abgewartet. Hiernach
wird der Abfluß wieder geöffnet.
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Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird
vor dem Einfüllen des Gemisches aus Klärschlamm und Zusatzstoff Wasser von unten
her durch den Boden des Filterbeckens bis mindestens zur Oberkante des Bodens in
das Filterbecken geleitet. Dabei wird ein stufenweises Ablassen der flüssigen Phase
des Gemisches solange fortgesetzt, bis ein nennenswerter Absetzvorgang von flüssiger
und fester Phase nicht mehr stattfindet.
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Im letzten Trocknungsintervall, nämlich nach
dem
letzten Absetzvorgang, werden sämtliche vorhandenen Abflußöffnungen des Filterbeckens
geöffnet und die im Filterbecken zurückbleibende feste Phase vom Boden des Filterbeckens
her durch natürliche Konvektion belüftet.
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Eine Vorrichtung zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens besteht
aus einem Filterbecken gemäß der deutschen Patentanmeldung P 30 44 022.3-23, dem
ein Behälter mit einer Rührvorrichtung und einer Dosiervorrichtung für den Zusatzstoff
zugeordnet ist. Diesem Behälter ist ein Vorratsbecken für den Klärschlamm vorgeschaltet,
wobei das Vorratsbecken höher als der Behälter und dieser höher als das Filterbecken
angeordnet sind. Durch diese Anordnung können Klärschlamm, Zusatzstoff und Gemisch
jeweils unter ihrer Schwerkraft vom Vorratsbecken bis in das Filterbecken strömen,
ohne daß hierzu Betriebsenergien zur Verfügung gestellt werden müssen. Um den Schwerkrafttransport
dieser Stoffe vom Vorratsbecken in den Behälter und von dort in das Filterbecken
möglichst reibungsarm vonstatten gehen zu lassen, jedoch auch verzögern und absperren
zu können, sind die Verbindungsleitungen zwischen dem Vorratsbecken und dem Behälter
einerseits und letzterem und dem Filterbecken andererseits durch Quetschventile
zu verschließen und zu öffnen.
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Ferner ist dem Behälter ein Vorratstrichter für den Zusatzstoff zugeordnet
sowie in seinem Innenraum eine Rührvorrichtung angeordnet.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in
der
Zeichnung dargestellt. Dabei zeigen: Fig. 1 eine Übersichtsdarstellung der neuen
Vorrichtung mit Vorratsbecken, Behälter und Filterbecken, und Fig. 2 die Einzelheit
II von Fig. 1 in vergrößerter Darstellung.
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Gemäß Fig. 1 besteht die neue Vorrichtung 1 zur Durchführung des
vorbeschriebenen Verfahrens aus einem Vorratsbecken 2, in welchem der Klärschlamm
3 gesammelt wird, einem Behälter 4 und dem Filterbecken 5. Das Vorratsbecken 2 ist
über die Verbindungsleitung 6 und das Ventil 7 mit dem Behälter 4 verbunden, der
seinerseits über die Abfluß leitung 8 und das Ventil 9 mit dem Filterbecken 5 in
Verbindung steht. Die Ventile 7, 9 sind vorteilhaft als pneumatisch betätigbare
Quetschventile ausgeführt.
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Der Behälter 4 ist in seinem Innenraum 4' mit einer Rührvorrichtung
10 versehen, die über den Motor 11 in Betrieb zu setzen ist. Oberhalb des Behälters
4 befindet sich ein Trichter 12, an dessen Ausgangsstutzen 12' zum Behälter 4 eine
Dosiervorrichtung 13 angeordnet ist.
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Das Filterbecken 5 besteht im wesentlichen aus von Stützen 14 gehaltenen
Seitenwänden 15, 16 sowie einem befahrbaren Boden 17. Der Boden 17 des Filterbeckens
5 wird von einer Filterplatte 18 und einer darunter unter Freilassung eines Zwischenraumes
19 angeordneten, undurchlässigen Unterplatte 20 gebildet. Die Filterplatte 18 ist
als Spaltboden
ausgebildet, dessen nicht näher dargestellte Spalte
gemäß der deutschen Patentanmeldung P 30 44 022.3-23 durch Siebroste abgedeckt sind.
Sämtliche Flächen des Filterbeckens 5 an seiner Innenseite, die mit dem Füllgut
in Kontakt gelangen, sind mit einem gegenüber korrosiven Flüssigkeiten resistenten
Belag 21 versehen.
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Die Filterplatte 18 und die Unterplatte 20 sind durch Distanzhalter
22 von hoher Tragfähigkeit gegeneinander abgestützt.
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Außerdem weist das Filterbecken 5 Filterrohre 23 auf, die mit ihrem
unteren Ende 23' an der Filterplatte 18 arretiert sind und durch Drehen an ihrem
anderen Ende 23" zum Durchlaß der flüssigen Phase zu öffnen und zu schließen sind.
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Wie aus Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 1 hervorgeht, weisen die Beckenwände
15, 16 zwischen der Filterplatte 18 und der Unterplatte 20 mehrere Öffnungen 24
auf, die mittels von außen zu betätigender Stopfen 25 auf der Beckeninnenseite 5'
druckwasserdicht verschließbar sind. Im vorliegenden Fall bestehen die Stopfen 25
aus zwei Tellern 26, 27, die durch eine Stange 28 miteinander verbunden sind. Die
Stange 28 ist mit einem Schlitz 29 versehen, durch den ein Keil 30 von der Außenwandung
31 des Filterbeckens 5 eingetrieben werden kann, wodurch sich der mit einer flexiblen
Unterlagplatte 32 versehene Teller 27 dichtend gegen den Rücksprung 33 legt und
somit die Öffnung 24 druckwasserdicht abschließt. Zum Öffnen wird der Keil 30 mittels
eines Hammers von unten her
herausgeschlagen und der Stopfen 25
durch einen Schlag in Richtung des Pfeiles 34 gegen den Teller 26 aus -seiner Verschlußlage
in die Öffnungslage gedrückt.
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Dabei ist der Durchmesser des Tellers 26 größer als der Durchmesser
der Öffnung 24, so daß der Stopfen 25 nicht in den Zwischenraum 19 zwischen der
Filterplatte 18 und der Unterplatte 20 gelangen kann.
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Gemäß Fig. 1 ist das Vorratsbecken 2 höher als der Behälter 4 und
dieser wiederum höher als das Filterbecken 5 angeordnet, so daß der Klärschlamm
3 unter seiner Schwerkraft über die Verbindungsleitung 6 und das Quetschventil 7
in den Behälter 4 und von dort nach Erhalt der gärfähigen Zusatzstoffe über das
Quetschventil 9 und die Abflußleitung 8 in das Filterbecken 5 gelangen kann. Durch
diese Anordnung sind somit außer der Antriebsenergie für den Elektromotor 11 der
Rührvorrichtung 10 sowie für die Dosiervorrichtung 13 keine weiteren Energien erforderlich.
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Das erfindungsgemäße Verfahren geht wie folgt vonstatten: Im Vorratsbehälter
3 wird Klärschlamm gelagert.
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Dieser gelangt über die Verbindungsleitung 6 und das Quetschventil
7 in den Behälter 4. Über die Dosiervorrichtung 13 wird aus dem trichterförmigen
Speicher 12 ein gärfähiger Zusatzstoff 35 in einem Gewichtsverhältnis von etwa 100:1
bis 100:1,6 zugesetzt. Das Zusetzen dieses Zusatzstoffes 35 wird vorteilhaft intervallweise
während des Einfließens des Klärschlammes 3 in den Behälter 4 durchgeführt, um auf
diese Weise eine möglichst gleichmäßige Gesamtverteilung
des gärfähigen
Zusatzstoffes 35 im Klärschlamm 3 zu erreichen. Die Rührvorrichtung 10 rührt sodann
den Klärschlamm gemeinsam mit den bereits zugemengten Zusatzstoffen 35 durcheinander,
wodurch Sauerstoff an das Gemisch gelangt und der Gärungsprozeß beschleunigt wird.
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Dabei wird als Zusatzstoff 35 in den trichterförmigen Speicher 12
entweder ein Gemenge aus feinspanigen Holzfasern, wie Säge- oder Hobelspänen, oder
ein Gemisch aus Grünfasern, wie Gras, Brennesseln, Farne oder dgl., oder als Zusatzstoff
landwirtschaftliche Abfallprodukte, wie gehäckseltes Korn- und Maisstroh, Schilf
oder dgl., beigemengt. Es ist jedoch auch möglich, tierische Exkremente beizumischen.
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Nachdem der Boden 17 des Filterbeckens 5 nach vorherigem Schließen
der Öffnungen 24 bis zu seiner Oberkante 17' mit Wasser gefüllt ist, wird über das
Quetschventil 9 und die Abflußleitung 8 das Gemisch 36 aus Klärschlamm 3 und Zusatzstoff
35 in das Filterbecken 5 geleitet. Hierbei sind die Filterrohre 23 gleichfalls geschlossen.
Nachdem das Gemisch 36 den Pegel 37 erreicht hat, wird der Zulauf durch Schließen
des Quetschventils 9 unterbrochen. Sodann wird das Gemisch 36 im Filterbecken 5
solange in ruhendem Zustand belassen, bis sich eine feste Phase oben und eine flüssige
Phase unten abgesetzt haben.
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Hiernach wird durch Öffnen einer Abflußleitung 38 in der Bodenplatte
20 des Filterbeckens 5 die flüssige Phase soweit abgelassen, bis die feste Phase
des Gemisches 36 etwa die Oberkante 17' des Bodens 17
erreicht
hat. Dann wird der Abfluß der flüssigen Phase unterbrochen und erneut ein Absetzen
der festen Phase oben und der flüssigen Phase unten abgewartet und der Abfluß 38
sodann erneut geöffnet.
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Dieses stufenweise Ablassen der flüssigen Phase wird solange fortgesetzt,
bis ein nennenswerter Absetzvorgang von flüssiger und fester Phase nicht mehr stattfindet.
Nach dem letzten Absetzvorgang werden sämtliche vorhandenen Abflußöffnungen 24 des
Filterbeckens 5 in der vorbeschriebenen Weise geöffnet und die im Filterbecken zurückbleibende
feste Phase durch die Öffnungen 24, den Zwischenraum 19 und die Spalte in der Filterplatte
18 durch natürliche Konvektion belüftet. In dieser Phase werden auch die Filterrohre
23 in vollem Umfang geöffnet, so daß auch in den Mittenbereichen der festen Phase
eine konvektive Belüftung erfolgt. Sobald die Trocknung der festen Phase soweit
fortgeschritten ist, daß sie von Hand wie ein torfähnliches Material zerbröselt
werden kann, weist sie einen Wasserrestgehalt von höchstens 24% auf und kann nach
Herausziehen der Filterrohre 23 und Öffnen einer stirnseitigen Seitenwand mittels
eines landwirtschaftlichen Fahrzeuges abgetragen und abtransportiert werden.
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Hiernach wird das Filterbecken 5 sowie die Öffnungen 24 dicht verschlossen
und sodann der Boden 17 bis zu seiner Oberkante 17' erneut von unten her mit Wasser
gefüllt. Durch diesen "Wasser stopfen" werden zugleich die Filteröffnungen über
den
gesamten Bodenbereich gereinigt, wonach das Filterbecken 5 zur erneuten Aufnahme
eines Gemisches 36 zur Verfügung steht.
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"Verfahren und Vorrichtung zur Trennung eines flüssigen Abfallproduktes
in eine feste und flüssige Phase" Stückliste
| = = |
| Vorrichtung 1 Seitenwände 15 16 |
| Vorratsbecken 2 Boden 17 |
| Klärschlamm 3 Bodenoberkante 17' |
| Behälter 4 ~ Filterplatte 18 |
| Behälterinnenraum 4' Zwischenraum 19 |
| Filterbecken 5 Unterplatte 20 |
| Beckeninnenseite 5' ~ Belag 21 |
| Verbindungsleitung 6 Distanzhalter 22 |
| Ventil 7 9 Filterrohre 23 |
| Abflußleitung 8 Filterrohrenden 23' 23" |
| Rührvorrichtung 10 Öffnungen 24 |
| Motor 11 Stopfen 25 |
| Trichter 12 Teller 26 27 |
| Ausgangsstutzen 12' Stange 28 |
| Dosiervorrichtung 13 Schlitz 29 |
| Stützen 14 Keil 30 |
| Außenwandung 31 |
| Unterlagplatte 32 |
| Rücksprung 33 |
| Pfeil 34 |
| Zusatzstoff 35 |
| Gemisch 36 |
| Pegel 37 |