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-Verfahren und Vorrichtung zur Kompressionsrege-
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nerierung flexibler Filter-, #labscheide- und/oder Trägermaterialien
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kompressionsregenerierung
flexibler, mit abgeschiedenen Feststoffen, ölartigen Flüssigkeiten und/oder Bakterien
beladener Filter-, Ölabscheide- und/oder Trägermaterialien.
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Auf dem Gebiet der Flüssigkeits- und Abwasserbehandlung stellt die
Filtration seit langem eines der Hauptverfahren zur Beseitigung von Schwebstoffen
aus Flüssigkeitsströmen dar. Als besonders geeignete Filtermedien haben sich dabei
flexible Materialien erwiesen. Insbesondere hat sich Polyurethanschaum durch vielfache
betriebstechnische Vorteile ausgezeichnet, so unter anderem durch eine hohe Feststoffaufnahmefähigkeit,
niedrige Druckabfallverluste, große Widerstandsfähigkeit gegenüber Verstopfung und
Beseitigung von zahlreichen ungelösten organischen Schmutzstoffen aus einem Flüssigkeitsstrom.
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Polyurethanschaum wird überdies als Trägermaterial für Bakterien verwendet,
die zur Aktivierung von Prozessen benötigt werden, die während der Abwasserbehandlung
ablaufen.
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Als weitere Anwendung wird Polyurethanschaum als koalisierendes Medium
zur Abscheidung von im Wasser ungelösten Kohlenwasserstofftröpfchen eingesetzt.
Dabei werden in einer Polyurethan-Füllung emulgierte kleinste Kohlenwasserstoff-Tröpfchen
zu größeren Tröpfchen vereinigt, die zum Teil in den Poren des Polyurethanschaums
abgeschieden werden.
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Jedoch stellt die Regenerierung von Polyurethanschaum ein schwieriges
Problem dar. Es wurden zwar bereits mehrere Methoden vorgeschlagen, um Polyurethanschaum
zu regenerieren, wie das Rückspülen mit einer an Feststoffen verarmten Flüssigkeit
oder das mechanische Mischen der Polyurethanschaumteilchen in einer Regenerierflüssigkeit
(DE-OS 29 16 121), doch haben diese keine befriedigenden Ergebnisse hinsichtlich
der Abtrennung der abgeschiedenen Feststoffe gebracht.
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In der DE-OS 29 16 121 ist auch schon eine Kompressionsregenerierung
des Polyurethanschaums in einem Filterbett erwähnt, doch hat sich dieses Verfahren
aufgrund der mechanischen Kompliziertheit und der damit verbundenen Investitionskosten
für einen industriellen Einsatz als untauglich erwiesen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Kompressionsregenerierung so auszugestalten, daß die auf einem
Filter-, Ölabscheide- und/ oder Trägermaterial abgeschiedenen Feststoffe, ölart#igen
Flüssigkeiten und/oder Bakterien möglichst vollständig und kostengünstig aus diesem
entfernt und abgetrennt werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß-das Filter-,
blabscheide- und/oder Trägermaterial in eine Regeneriereinrichtung gefördert und
in dieser durch Zusammenpressen von den abgeschiedenen Feststoffen, ölartigen Flüssigkeiten
und/oder Bakterien und dem Wasser befreit wird, daß die freigesetzten Feststoffe,
ölartigen Flüssigkeiten und/oder Bakterien zusammen mit dem Wasser durch Ableiten
von dem
Filter-, blabscheide- und/oder Trägermaterial getrennt werden
und das Filter-, Ölabscheide- und/oder Trägermaterial aus der Regeneriereinrichtung
entfernt wird.
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Bevorzugt wird dabei das Filter-, ölabscheide- und/oder Trägermaterial
gegen eine mit Löchern versehene Preßfläche zusammengepreßt und die freigesetzten
Feststoffe, ölartigen Flüssigkeiten und/oder Bakterien zusammen mit dem Wasser durch
die Löcher der Preßfläche abgeleitet.
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Durch Zusammenpressen des wassergetränkten Filter-, blabscheide- und/oder
Trägermaterial auf einem Bruchteil seines ursprünglichen Volumens werden die in
den Poren haftenden Feststoffe, ölartigen Flüssigkeiten und/oder Bakterien ausgeschwemmt
(Schwammprinzip), um dann über die Preßflächen abzufließen, wobei die größeren Filter-
und/oder Trägerteilchen zurückgehalten werden.
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Diese Verfahrensweise bietet den Vorteil, daß flexibles Filter-, blabscheide-
und/oder Trägermaterial, wie insbesondere Polyurethanschaum, auf einfache und kostengünstige
Weise weitgehend von auf dem Material abgeschiedenen Feststoffen, ölartigen Flüssigkeiten
und/oder Bakterien befreit werden kann.
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Sollte nach einem ersten Zusammenpressen des Materials die Abtrennung
der abgeschiedenen Feststoffe, ölartigen Flüssigkeiten und/oder Bakterien noch nicht
in ausreichendem Maße erfolgt sein, so kann das Filter-, Ölabscheide-und/oder Trägermaterial,
falls erforderlich mit feststoffarmem Wasser getränkt werden, und durch nochmaliges
Zusammenpressen von weiteren, noch vorhandenen Feststoffen, ölartigen Flüssigkeiten
und/oder Bakterien befreit werden.
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Auf diese Weise können hartnäckig anhaftende Feststoffe, ölartige
Flüssigkeiten und/oder Bakterien durch mehrmaliges
Zusammenpressen
und Entspannen gelockert und mit dem letzten Preßvorgang aus den Poren des'Filter-,
blabscheide- und/oder Trägermaterials ausgetragen werden. Dabei hat es sich als
günstig erwiesen, wenn das Filter-, Ölabscheide- und/oder Trägermaterial auf 5 bis
30% seines ursprünglichen Volumens zusammengepreßt wird.
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Um das Auspressen der abgeschiedenen Feststoffe, ölartigen Flüssigkeiten
und/oder Bakterien aus dem Filter-, ölabscheide- und/oder Trägermaterial zu verbessern,
wird vorgeschlagen, ein Flockungsmittel auf der Basis eines Polyelektrolyten zuzugeben.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens mit einem Filter- und/oder olabscheidebehälter, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß der Filter-und/oder ölabscheidebehälter über eine Zufuhreinrichtung für
das mit Feststoffen, ölartigen Flüssigkeiten und/oder Bakterien beladene Filter-,
Ölabscheide- und/oder Trägermaterial mit einer Regeneriereinrichtung verbunden ist,
daß die Regeneriereinrichtung eine mit Löchern versehene Preßeinrichtung aufweist,
daß an die Regeneriereinrichtung eine Rückführeinrichtung für das von den Feststoffen,
ölartigen Flüssigkeiten und/oder Bakterien befreite Filter-, ölabscheide- und/oder
Trägermaterial zum Filter- und/oder ölabscheidebehälter und ein Ablauf für das Wasser
und die freigesetzten Feststoffe, ölartigen Flüssigkeiten und/oder Bakterien angeschlossen
ist.
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Nach einer vorteilhaften Ausführungsform beträgt der Durchmesser der
Löcher der Preßeinrichtung 2 bis 10 mm und die Anzahl der Löcher 1 bis 5/10 cm2.
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In Weiterbildung des Anmeldungsgegenstandes ist vorgesehen, die Zufuhreinrichtung
für das mit Feststoffen, ölartigen
Flüssigkeiten und/oder Bakterien
beladene Filter-, Ölabscheide- und/oder Trägermaterial als Mammutpumpe oder als
Schneckenpumpe, und die. Rückführeinrichtung für das von den Feststoffen, ölartigen
Flüssigkeiten und/oder Bakterien befreite Filter-, #labscheide- undjoder Trägermaterial
zum Filter-und/oder ölabscheidebehälter als Förderband auszubilden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
besteht die Preßeinrichtung aus mindestens zwei rotierenden Preßwalzen, wobei die
untere(n) Walze(n) mit Löchern versehen ist. Mit diesen Preßwalzen ist es beispielsweise
bei einer Reinigung schwach belasteter Abwässer möglich, kontinuierlich beladenes
Filter-, ölabscheide- und/oder Trägermaterial aus einem Filterbett in einer bestimmten
Menge abzuziehen, während gleichzeitig von Feststoffen, ölartigen Flüssigkeiten
und/oder Bakterien befreites Filter-, Ölabscheide- und/oder Trägermaterial in gleicher
Menge wieder auf das Filterbett aufgegeben wird.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung kann die Preßeinrichtung auch als Kammerpresse mit einem Preßstempel
in einem unteren Preßraum und einem durch einen Lochdeckel abgetrennten höher gelegenen
Pufferraum ausgebildet sein. Diese diskontinuierlich arbeitende Kammerpresse eignet
sich insbesondere zur Regenerierung von mit hartnäckig anhaftenden Feststoffen,
ölartigen Flüssigkeiten und/oder Bakterien beladenem Filter-, blabscheide- und/oder
Trägermaterial. Das Filter-, blabscheide-' und/oder Trägermaterial verbleibt während
des Zusammenpressens in der Kammer und kann durch einfaches Zurückziehen des Preßstempels
und Zuführen von Wasser für einen weiteren Preßvorgang vorbereitet werden.
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Als günstig hat sich bei dieser Ausführungsform erwiesen, wenn die
Anzahl der Löcher pro Fläche des Lochdeckels in
Richtung der Kompression
zunimmt, da mit zunehmender Kompression mehr mit Feststoffen, ölartigen Flüssigkeiten
und/oder Bakterien beladenes Wasser aus dem Filter-, #labscheide-und/oder Trägermaterial
herausgepreßt wird. Die Stempelvorschubyeschwindigkeit beträgt dabei je nach Preßgut
vorteilhaft 0,01 bis 0,5 m pro Sekunde.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens eignen sich zur Regenerierung aller Arten flexibler Filter-, Ölabscheide-
und/oder Trägermaterialien, wie insbesondere Polyurethanschaum und offenzelligen
porösen Körpern aufPolyäthylen, Polypropylen-und Silikonbasis.
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Das Verfahren läßt sich aber auch als Ernteverfahren in der Fermentertechnik
einsetzen, wo ebenfalls eine Anwendung von Schaumstoff als Filter- oder Trägermaterial
möglich ist.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen,
die in den Figuren 1 bis 3 schematisch dargestellt sind, näher erläutert.
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Es zeigen: Figurl eine Vorrichtung zur Regenerierung flexibler Filter-,
ölabscheide- und/oder Trägermaterialien mit Preßwalzen Figur 2 eine horizontal betriebene
Kammerpresse zur Regenerierung flexibler Filter-, ölabscheide- und/oder Trägermaterialien
Figur 3 eine vertikal betriebene Kammerpresse zur Regnerierung flexibler Filter-,
Ölabscheide- und/oder Trägermaterialien.
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Die Preßvorrichtung gemäß Figur 1 besteht im wesentlichen aus 2 im
Gegensinn rotierenden Preßwalzen la und lb, wobei
die untere Walze
1b mit Löchern versehen ist. Diesen Preßwalzen wird über eine Schneckenpumpe, z.B.
eine Archimedes-Förderschnecke 2 das mit Wasser und Feststoffen, ölartigen Flüssigkeiten,
wie Kohlenwasserstoffen, und/oder Bakterien beladene Filter-, Ölabscheide- und/oder
Trägermaterial 3 aus einer nichtdargestellten Behandlungsanlage zugeführt.
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Durch die Gegenbewegung der Preßwalzen und dem Walzendruck, der gegebenenfalls
mit Hilfe von Federn oder ähnlichem erzeugt wird, wird das Material auf 5 bis 308
seines urs)rünglichen Volumens komprimiert und die anhaftenden Feststoffe, ölartigen
Flüssigkeiten und/oder Bakterien werden ausgepreßt.
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Das regenerierte Material wird über ein Förderband 4 zurück in die
Anlage transportiert. Das mit Feststoffen, ölartigen Flüssigkeiten und/oder Bakterien
beladene Wasser gelangt über die mit Löchern versehene untere Preßwalze 1b in einen
Auffangbehälter 5, aus dem es über einen Ablauf 6 abgeführt und weiterbehandelt
werden kann. Der Durchmesser der Löcher der unteren Preßwalze ist dabei so zu wählen,
daß nur das mit Feststoffen, ölartigen Flüssigkeiten und/oder Bakterien beladene
Wasser ablaufen, nicht aber das Filter-, ölabscheide- und/oder Trägermaterial hindurchfallen
kann. Dies wird mit einem Durchmesser der Löcher von ca. 2 bis 10 mm erreicht.
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Dabei beträgt die Anzahl der Löcher vorteilhaft 1 bis 5/10 cm2 Die
in Figur 2 dargestellte horizontal arbeitende Kammerspülpresse besteht aus einem
Behälter 7, der durch einen Lochdeckel 8 in zwei Kammern unterteilt ist, nämlich
in einen unteren Preßraum 9 mit einem Preßstempel 10 und einen höher gelegenen Pufferraum
11. Der Lochdeckel 8 ist klappbar ausgebildet und weist in Richtung der Kompression
eine zunehmende Anzahl Löcher pro Fläche auf. Der Durchmesser dieser Löcher beträgt
dabei ca. 2 bis 10 mm.
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Zum Einbringen des mit Wasser und Feststoffen, ölartigen Flüssigkeiten
und/oder Bakterien beladenen Filter-, blab-
scheide- un#/oder Trägermaterials
einer Behandlungsanlage wird der Lochdeckel hochgeklappt und das Material mit Hilfe
beispielsweise einer nicht dargestellten Mammut- oder Archimedes-Schneckenpumpe
in der Menge der Kammer zugeführt, daß der untere Preßraum mit Filter-, Ölabscheide-
und/oder Trägermaterial gefüllt ist. Dann wird der Lochdeckel geschlossen und der
Preßstempel je nach Preßgut mit einer Geschwindigkeit von 0,01 bis 0,5 m/sec vorgeschoben.
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Dadurch wird das Filter-, Ölabscheide- und/oder Trägermaterial auf
5 bis 30% seines ursprünglichen Volumens zusammengepreßt und das dabei freiwerdende,
mit Feststoffen, ölartigen Flüssigkeiten und/oder Bakterien beladene Wasser nach
haben aus dem Filter-, t;labscheide- und/oder Trägermaterial ausgepreßt und über
die Löcher des Deckels 8 in den höhergelegenen Pufferraum 11 gedrängt, von wo es
über einen Ablauf 12 mit Entleerungsventil 13 und gegebenenfalls Pumpe 14 abgezogen
wird.
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Erfolgt dabei die Abtrennung der abgeschiedenen Feststoffe, ölartigen
Flüssigkeiten und/oder Bakterien in ausreichendem Maße, so wird eine Entleerungsklappe
15 im unteren Preßraum 9 geöffnet und das regenerierte Material kann entnommen und
zurück in die Anlage befördert werden.
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Oftmals ist es jedoch erforderlich, den Preßvorgang zu wiederholen,
da noch hartnäckig anhaftende Feststoffe, ölartige Flüssigkeiten und/oder Bakterien
auf dem Filter-, blabscheide- und/oder Trägermaterial verbleiben. Dazu wird der
Preßstempel in die Ausgangsposition zurückgeschoben, wodurch sich das Filter-, blabscheide-
und/oder Trägermaterial entspannt, und über eine Spülleitung 16 feststoffarmes Wasser
in der Menge zugegeben, daß sich das Filter-, Ölabscheide- und/oder Trägermaterial
wieder auf sein ursprüngliches Volumen ausdehnt. Dann wird die Zufuhr von Wasser
abgeschaltet und der Preßvorgang in der vorher beschriebenen Weise durchgeführt.
Das Spülwasser wird dabei in den höher
gelegenen Pufferraum eingeleitet,
um die eventuell in den Löchern des Deckels 8 anhaftenden Feststoffe, ölartigen
Flüssigkeiten und/oder Bakterien rückzuspülen.
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In Figur 3 ist eine Abwandlung der oben beschriebenen Kammerpresse
dargestellt, nämlich eine vertikal betriebene zylinderförmige Kammerspülpresse.
Der zylinderförmige Behälter 17 ist durch einen Lochboden 18, der als Preßfläche
eines Preßstempels 21 ausgebildet ist, ebenfalls in zwei Kammern unterteilt, nämlich
einen oberen Pufferraum 19 und einen darunteriegenden Preßraum 20, der mit einem
abklappbaren Trichtersiebboden 24 abgeschlossen ist.
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Zum Eintringen des mit Wasser und Feststoffen, ölartigen Flüssigkeiten
und/oder Bakterien beladenen Filter-, blabscheide- und/oder Trägermaterials wird
der Preßstempel 21 aus dem Behälter 17 herausgenommen und das Filter-, blabscheide-
und/oder Trägermaterial aus einer Behandlungsanlage mittels einer nichtdargestellten
Zufuhreinrichtung, wie einer Mammutpumpe oder einer Archimedes-Schneckenpumpe, in
den Preßraum 20 eingeführt, bis dieser vollständig ausgefüllt ist. Dabei umfaßt
der Preßraum zu Beginn des Preßvorgangs auch den Pufferraum. Dann wird der Preßstempel
21 wieder in den Behälter 17 eingeführt und mit einer Geschwindigkeit von 0,01 bis
0,5 m/sec je nach Preßgut vorgeschoben. Durch das Zusammenpressen des Filter-, ölabscheide-
und/oder Trägermaterials auf 5 bis 308 seines ursprünglichen Volumens entweichen
das Wasser und die abgeschiedenen Feststoffe, ölartigen Flüssigkeiten und/oder Bakterien
und gelangen durch die Löcher (Durchmesser ca. 2 bis 10 mm; Anzahl: 1 bis 5 / 10
cm2 des Bodens 18 im Preßstempel 21 in den entstehenden oberen Pufferraum 19, aus
welchem sie je nach Kompressionsgrad über Entleerungsleitungen 22a bis 22d, abgezogen
werden.
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Das regenerierte Filter-, Ölabscheide- und/oder Trägermaterial kann
durch Abklappen des Trichtersiebbodens 24 aus dem
Behälter 17 entnommen
und mit Hilfe beispielsweise eines Förderbandes zurück in die Behandlungsanlage
geführt werden.
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Um auch hartnäckig anhaftende Feststoffe, ölartige Flüssigkeiten und/oder
Bakterien von dem Filter-, Ölabscheide- und/ der Trägermaterial zu lösen, kann es
nötig sein, den Preßvorgang zu wiederholen. Dazu wird der Preßstempel 21 in seine
Ausgangsposition zurückgezogen, so daß sich das Filter-, ölabscheide- und/oder Trägermaterial
entspannen kann, und über eine Leitung 23 feststoffarmes Spülwasser von unten in
den Behälter 17 eingeleitet , bis sich das Filter-, blabscheide- und/oder Trägermaterial
wieder auf sein ursprüngliches Volumen ausgedehnt hat, daraufhin wird die Zufuhr
an Spülwasser abgestellt und ein neuer Preßvorgang in der vorbeschriebenen Weise
durchgeführt.
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Das Ablösen hartnäckig aufhaftender Feststoffe, ölhaltiger Flüssigkeiten
und/oder Bakterien kann auch mit dem anhaftenden Wasser selbst ohne zusätzliches
Spülwasser erfolgen.
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Dazu wird der Siebstempel sooft auf und nieder gefahren, bis der größte
Teil der Feststoffe, ölartigen Flüssigkeiten und/oder Bakterien im anhaftenden Wasser'suspendiert
sind.
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Die in Figur 3 dargestellte Ausführungsform kann insofern abgewandelt
werden, daß der Preßstempel 21 keine Löcher aufweist. Dann ist eine Entleerungsleitung
25 mit Ventil 26 vorgesehen, über die das Wasser zusammen mit den Feststoffen, ölartigen
Flüssigkeiten und/oder Bakterien nach Durchtritt durch den Triclatcrsiebboden 24
abfließen können.
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Zur verbesserten Abtrennung der Feststoffe, ölartigen Flüssigkeiten
und/oder Bakterien auf dem Filter-, Ölabscheide-und/oder Trägermaterial kann es
in manchen Fällen von Vorteil sein, ein Flockungsmittel auf der Basis eines Polyelektrolyten
zuzugeben. Dies geschieht in der Weise, daß das
Flockungsmittel
dem mit Wasser und Feststoffen, ölartigen Flüssigkeiten und/oder Bakterien beladenen
Filter-, ölabscheide- und/oder Trägermaterial entweder während des Zuführens in
die Regeneriereinrichtung oder in dieser beigegeben wird.
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