DE3240326C2 - Vorrichtung zur Druckentwässerung von wässrigen Schlämmen - Google Patents

Vorrichtung zur Druckentwässerung von wässrigen Schlämmen

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Abstract

Die Vorrichtung weist eine Aufnahmekammer 2 für den Schlamm auf, die an einem Stirnende durch einen über die gesamte Länge der Aufnahmekammer bewegbaren Entleerungskolben 3 und an dem anderen Stirnende durch einen die Entleerungsöffnung verschließenden Deckel 4 begrenzt ist. Die Aufnahmekammer wird von einem zylindrischen Behälter 1 umschlossen. Am Deckel 4 oder am Entleerungskolben 3 sind teleskopartig in die Aufnahmekammer ausfahrbare Filterkerzen 7 festgelegt, durch die das Filtrat einer mit einem Ablauf 22 versehenen Sammelkammer 23 zuführbar ist. Die Filterkerzen weisen eine aus Teleskoprohren bestehende Stützkonstruktion auf, bei der die einzelnen Rohre mit Durchströmöffnungen für das aus dem Schlamm gepreßte Wasser ausgerüstet sind. Über die Teleskoprohre ist ein Filtersack gestülpt. Zum Zwecke der Entleerung der Aufnahmekammer vom Restschlamm werden die Filterkerzen eingefahren. Nach dem Entleerungsvorgang können die Filterkerzen zum Zwecke der Reinigung und/oder Reparatur ausgefahren werden (Fig. 1).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Druckentwässerung von wäßrigen Schlämmen mit einer Aufnahmekammer für den Schlamm, die an einem Stirnendc durch einen über die gesamte Länge der Aufnahmekammer bewegbaren Entleerungskolben und an dem anderen Stirnendc durch einen die Entleerungsöffnung verschließenden Deckel begrenzt ist
Derartige Aufnahmekammern sind aus der Literaturstelle„Lieferprogramm der Firma Kanal-Müller«, 1977, bekannt
Im Rahmen der Abfallbeseitigung müssen heute private und kommunale Entsorgungsbetriebe zunehmend große Schlammengen mit hohem Wassergehalt aus Kläranlagen, Industriebetrieben usw. entsorgen und beseitigen. Um das Schlammvolumen aus Kostengründen zu verringern und um eine Ablagerung der Schlämme auf geordneten Deponien zu ermöglichen, bedient man sich unterschiedlicher Entwässerungssysteme, mit denen, je nach technischem Aufwand, ein Feststoffgehalt im entwässerten Schlamm von zehn bis fünfzig Prozent erreicht wird.
Es wird unterschieden zwischen einer Druckentwässeriing und einer Schwerkraftentwässerung. Bei der Druckentwässerung ist der Feststoffgehalt des entwässerten Schlammes wesentlich höher als bei der Schwerkraftentwässerung. Da die deutschen Deponiebetreiber auf ihren Deponien einen hohen Feststoffgehalt von mindestens dreißig Prozent vorschreiben, reicht die reine Schwerkraftentwässerung von Schlämmen nicht mehr aus. Aus diesem Grunde werden maschinelle Entwässerungsanlagen, z. B. Kammerfilterpressen, mit einem Entwässerungsgrad von über dreißig Prozent bevorzugt, die jedoch technisch sehr aufwendig und daher im Betrieb teuer sind.
Ferner sind bekannt eine flexible Schlauchmembran (DE-OS 19 23 409), ein gegen einen abklappbarer Dekkel bewegbaren Kolben (DE-AS 24 18 189) und eine längenvariable Filterkerze (DE-OS 16 11 072).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Druckentwässerung von wäßrigen Schlämmen der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß ein hoher Entwässerungsgrad erzielt wird und die Reinigung der Filterelemente in einfacher Weise durchgeführt werder kann.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß am Deckel oder am Entleerungskolben teleskopartig in die Aufnahmekammer für den Schlamm ausfahrbare Filterkerzen festgelegt sind, durch die das Filtrat einer mit einem Ablauf versehenen Sammelkammer zuführbar ist.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung weisen die Filterkerzen eine aus mit Durchströmöffnungen versehenen Teleskoprohren bestehende Stützkonstruktion auf, über die ein zylindrischer im Randbereich des ortsfesten Außenrohres festgelegter Filtersack gestülpt ist. Die freien Stirnenden der Innenrohre der Teleskoprohre sind miteinander und mit dem freien Stirnende des Innenkolbens eines mit einem hydraulischen oder pneumatischen Antriebsmedium betätigbaren Teleskopzylinders gekoppelt.
Nach der Entwässerung des in die Aufnahmekammer eingegebenen Schlammes mittels der ausgefahrenen Filterkerzen werden die Filterkerzen zusammengefahren und liegen dann im Bereich des Deckels oder des Entleerungskolbens. Nach dem öffnen des Deckels und dem Ausschieben des entwässerten Schlammes durch den Entleerungskolben können die Filterkerzen zu Reinigungszwecken ausgefahren und mit Reinigungswasser abgespritzt werden. In dieser Betriebsstellung der Filterkerzen können auch Reparaturarbeiten durchgeführt werden.
Ausführungsbeispiclc der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden bu-
schriebea Es zeigt
F i g. 1 eine Vorrichtung zur Druckentwässerung, bei der die Aufnahmekammer für den Schlamm in einem zylindrischen Behälter vorgesehen ist, im Vertikalschnitt,
F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie IJ-II in F i g. 2,
Fig.3 ein zweites Ausführungsbeispiel im Vertikalschnitt, bei dem die Außenrohre der teleskopartigen Filterkerzen am Entleerungskolben festgelegt sind und
F i g. 4 eine Darstellung des Punktes IV in F i g. 3, jedoch mit einor konstruktiven Abwandlung.
Die Vorrichtung zur Druckentwässerung von wäßrigen Schlämmen weist einen zylindrischen Behälter 1 auf, der mit einer Aiifnahmekammer 2 für wäßrige Schlämme versehen ist, die auf der einen Stirnseite durch einen Entleerungskolben 3 und auf der anderer Stirnseite durch einen Deckel 4 begrenzt wird, der zum Zwecke der öffnung um eine Horizontalachse 5 verschwenkbar ist
Bei dem Ausführungsbeispiel nach der F i g. 1 sind am Deckel 4 die Außenrohre 6 von Filterkerzen 7 befestigt, die teleskopartig zusammenfahrbar und ausfahrbar sind. Jede Filterkerze weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zusätzlich zu dem Außenrohr 6 ein Innenrohr 8 sowie Zwischenrohre 9 und 10 auf. Diese Rohre sind mit Durchströmöffnungen für das aus dem Schlamm gepreßte Wasser versehen und bilden eine Stützkonstruktion, über die ein zylindrischer Filtersack 11 gestülpt wird. Dieser Filtersack 11 ist im Randbereich des ortsfesten Außenrohres 6 festgelegt.
Bei der Konstruktion nach der F i g. 1 ist mittig ein als Teleskopzylinder 12 ausgebildetes Antriebsaggregat vorgesehen. Dieses Antriebsaggregat weist einen Innenkolben 13 auf, der mit einem hydraulischen oder pneumatischen Antriebsmedium beaufschlagt wird. Die Stirnenden der Innenrohre 8 der Filterkerzen 7 sind miteinander und mit dem freien Stirnende des Innenkolbens 13 des Antriebsaggregats gekoppelt Somit werden sämtliche Filterkerzen 7 durch den Teleskopzylinder 12 betätigt. Aus der F i g. 2 ergibt sich, daß eine Vielzahl von Filterkerzen 7 in dem Aufnahmeraum 2 vorgesehen ist, wobei die Längsachsen der Filterkerzen parallel zu der Mittellängsachse des Behälters 1 verlaufen.
Die Kopplungsmittel zwischen dem Innenkolben 13 und den Innenrohren 8 der Filterkerzen weisen eine mittige Nabe 14 auf, von der sich nach außen hin Arme
15 erstrecken.
Die Nabe 14 ist mit einem nach vorn sich erstreckenden Zentrierungszapfen 16 ausgerüstet, der in der ausgefahrenen Lage der Filterkerzen 7 in eine zylindrische Aufnahme 17 des Entleerungskolbens 3 eingreift.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach der F i g. 3 ist die zylindrische Aufnahme 17 für den Zentrierungszapfen
16 am Deckel 4 befestigt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach der F i g. 3 sind die Außenrohre 2 der Filterkerzen 7 am Entleerungskolben 3 festgelegt.
In beiden dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Aufnahmekammer 2 für den Schlamm am Umfang durch einen mit Druck beaufschlagbaren Mantel 18 aus elastischem Material begrenzt. Dieser Mantel ist entweder an den Stimrändiirn am Behälter 1 befestigt oder, wie dies in den F i g. 4 aufgezeigt ist, mit einem Stirnrad 19 am Entleerungskol^en 3 festgelegt.
Der wäßrige Schlai'im gelangt unter vorheriger Beimischung von FIockuMgshilfsmitteln zur besseren Entwässerung durch einen Füllstutzen 20 in die Aufnahmekammer 2. Sobald die' Aufnahmekainmer mit Schlamm gefüllt ist wird ein Absperrventil 21 am Füllstutzen 20 geschlossen und ein Ablauf 22 der Sainmelkammer 23 für das Filtrat geöffnet Durch einen Druckluft- oder Druckwasseranschluß 24 wird der ringförmige Raum 25 zwischen dem Behälter 1 und dem elastischen Mantel 18 mit Druckluft oder Druckwasser gefüllt so daß auf den Schlamm in der Aufnahmekammer 2 ein umschließender Druck ausgeübt wird, durch den ein großer Wasseranteil durch die Filterkerzen 7 über die Sammelkammer
ίο 23 für das Filtrat und den Ablauf 22 ins Freie gedrückt wird. Durch die Vielzahl von Filterkerzen, deren zylindrischer Filtersack aus einem in axialer Richtung faltbaren oder elastisch dehnbaren Filtertuch besteht, wird eine große Filterfläche erzielt
Durch die durch den ersten Preßvorgang verursachte Voluaienverringerung des Schlammes kann in die Aufnahmekammer 2 erneut Schlamm nachgefüllt werden, wobei die Druckbelastung von dem Mantel 18 genommen wird, bis der Nachfüllvorgang beendet ist Der Mantel 18 wird dann erneut mit Druck beaufschlagt. Dieser diskontinuierliche Vorgang kann solange wiederholt werden, bis in der Aufnahmekammer 2 nur noch hochfeststoffhaltiger Schlamm vorhanden und keine Nachfüllung mehr möglich ist.
Sobald dieser Entwässerungsvorgang beendet ist, werden die Filterkerzen durch den Teleskopzylinder 12 eingefahren, so daß die Aufnahmekammer durch ein Verschwenken des Deckels 4 um die Achse 5 geöffnet werden kann. Vor dem Öffnen des Deckels wird der Druck von dem Mantel 18 genommen.
Um die Aufnahmekammer mit dem hochfeststoffhaltigen Reslschlamm entleeren zu können, wird die Rückseite des Entleerungskolbens 3 durch einen Anschlußstutzen 26 mit Druckluft beaufschlagt, wodurch sich der
Entleerungskolben in Richtung der öffnung der Aufnahmekammer bewegt und den Inhalt ins Freie schiebt. Nach der Entleerung wird der Entleerungskolben 3 durch Vakuumbeaufschlagung auf der Rückseite in die Ausgangsstellung zurückgeführt.
Bei geöffnetem Deckel 2 können die Filterkerzen 7 zwecks Reinigung ausgefahren werden, so daß diese senkrecht nach unten zeigen. Mit dem Spülwasser aus einer Wasserkammer 27 können die Filterkerzen mit Hilfe einer Kreisel- oder Kolbenpumpe von anhaftendem Restschlamm befreit werden. Auch ist ein Auswechseln der faltbaren oder elastischen Filtersäcke 11 möglich.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach der F i g. 3 sind die Filterkerzen 7 am Entleerungskolben 3 befestigt. Nach der Entleerung der Aufnahmekammer 2 können die Filterkerzen zwecks Reinigung ausgefahren werden. Bei dieser Ausführungsform verbleiben die Filterkerzen in horizontaler Lage und ragen aus der Öffnung der Aufnahmekammer heraus.
Es ist auch möglich, den Behälter 1 nicht mit einem elastischen Mantel 18 auszurüsten. Die Aufnahmekammer wird dann mittels einer Druckerhöhungspumpe, z. B. einer Schneckenpumpe, gefüllt. Die Entwässerung des Schlammes erfolgt in diesem Falle kontinuierlich durch den Pumpendruck. Der Entwässerungsvorgang ist dann beendet, wenn der Druck in der Aufnahmekammer 2 den maximal zulässigen Pumpendruck erreicht hat und die Pumpe über einen Druckwächter abgeschaltet wird.
Die Aufnahme 17 kann auch in Abweichung von der zeichnerischen Darstellung konisch ausgebildet sein.
Es besteht auch die Möglichkeit, bei den Filterkerzen auf einen Filtersack zu verzichten und die Filterkerzen
aus mit Filteröffnungen versehenen Tclcskoprohren aufzubauen.
Bezugszeichcn Behälter
1 Aufnahmekammer
2 Entleerungskolben
3 Deckel
4 Horizontalachse
5 Außenrohr
6 Filterkerze
7 Innenrohr
8 Zwischenrohr
9 Zwischenrohr
•0 Filtersack
11 Teleskopzylinder
12 Innenkolben
13 Nabe
14 Arm
15 Zentrierungszapfen
16 Aufnahme
17 Mantel
18 Stirnrand
19 Füllstutzen
20 Absperrventil
21 Ablauf
22 Sammelkammer
23 Druckwasseranschluß
24 Raum
25 Anschlußstutzen
26 Wasserkammer
27 Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
15
20
25
30
35
45
50
55
60
65

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur Druckentwässerung von wäßrigen Schlämmen mit einer Aufnahmekammer für den Schlamm, die an einem Stirnende durch einen über die gesamte Länge der Aufnahmekammer bewegbaren Entleerungskolben und an dem anderen Stirnende durch einen die Entleerungsöffnung verschließenden Deckel begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Deckel (4) oder am Entleerungskolben (3) teleskopartig in die Aufnahmekammer (2) ausfahrbare Filterkerzen (7) festgelegt sind, durch die das Filtrat einer mit einem Ablauf (22) versehenen Sammelkammer (23) zuführbar ist
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterkerzen (?) eine aus mit Durchströmöffnungen versehenen Teleskoprohren bestehende Stützkonstruktion aufweisen, über die ein zylindrischer, im Randbereich des ortsfesten Außenrohres (6) festgelegter Filtersack (11) gestülpt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Stirnenden der Innenrohre (8) der Filterkerzen (7) miteinander und mit dem freien Stirnende des Innenkolbens (13) eines mit einem hydraulischen oder pneumatischen Antriebsmedium betätigbaren Teleskopzylinder (12) gekoppelt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellängsachse des als Teleskopzylinder (12) ausgebildeten Antriebsaggregats mit der Mittellängsachse der zylindrischen Aufnahmekammer (2) zusammenfällt und die Längsachsen der Filterkerzen (7) parallel zu der Mittellängsachse der Aufnahmekammer verlaufen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsmittel als von einer mittigen Nabe (14) nach außen sich erstreckende Arme (15) ausgebildet sind und die Nabe einen Zentrierungszapfen (16) aufweist, der in der ausgeformten Lage der Filterkerzen (7) in eine Aufnahme (17) des Deckels (4) oder des Entleerungskoibens (3) eingreift.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme zylindrisch oder konisch ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmekammer für den Schlamm am Umfang durch einen mit Druck beaufschlagbaren Mantel (18) aus elastischem Material begrenzt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (18) aus elastischem Material an den Stirnrändem am Behälter (1) der Vorrichtung oder ein Stirnrand (19) an dem Entleerungskolben (3) befestigt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterkerzen aus mit Filteröffnungen versehenen Teleskoprohren bestehen.
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