DE3802415A1 - Verfahren und anlage zur herstellung eines transportierbaren erzeugnisses aus mechanischen verunreinigungen von abwaessern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung eines transportierbaren Erzeugnisses aus mechanischen Verunreinigungen von Abwässern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Klärung von öffentlichen Abwässern, die besonders stark mit mechanischen Verunreinigungen durchsetzt sind, aber auch auf gewerbliche und industrielle Abwässer mit dieser Grundeigenschaft. Mechanische Verunreinigungen lassen sich durch einen Klassiervorgang bis zu einer Korngröße von dem ungereinigten Abwasser abtrennen, die noch in den Durchgang des Klassierers fällt. Zur Vermeidung der Verschmutzung von Rieselfeldern mit mechanischen Verunreinigungen ist es erforderlich, das Grenzkron dieser Klassierung möglichst klein zu wählen. Z. B. wird verlangt, daß in den Durchgang der Klassierung nur Korngrößen von 3 mm und kleiner gelangen können. Die so abgetrennten mechanischen Verunreinigungen fallen in erheblicher Menge an und bestehen aus vielen Stoffen. Diesen ist gemeinsam, daß sie nicht oder noch nicht in nennenswertem Maße in Fäulnis übergegangen sind.

Der Durchgang der Klassierung besteht dagegen aus durch­ weg organischen Stoffen, welche die Träger der Fäulnis­ partikel sind, von denen deswegen eine starke Ge­ ruchsbelästigung ausgeht. Diese Güllestoffe werden andererseits im Rahmen der weiterführenden Abwasserrei­ nigung z. B. in Faulbehältern benötigt. Dort halten sie den Umwandlungsprozeß in Gang. Sie müssen daher in möglichst großer Menge in den mechanisch vorgeklärten Abwässern verbleiben.

Die Entwässerung der mechanischen Verunreinigungen zielt auf deren Trocknung ab. Hierdurch wird einerseits die Geruchsbelästigung durch das transportierbare Erzeugnis vermindert. Andererseits wird am Transportgewicht ge­ spart. Diesen Zweck dient auch die Komprimierung des von den entwässerten mechanischen Verunreinigungen gebildeten Gutes. Dadurch verkleinert sich das Volumen des transportierbaren Erzeugnisses, was auch für dessen weitere Verarbeitung von erheblicher Bedeutung ist, die in einer Ablagerung auf einer Deponie oder in einem zur weiteren Volumenverminderung führenden Verbrennung be­ stehen kann.

Die Erfindung geht von einer vorbekannten Anlage dieser Art aus, welche aus den mechanischen Verunreinigungen eine lockere Masse herstellt, die in Säcke verpackt oder in Containern transportiert werden muß. Das beruht darauf, daß die Abscheidung der geruchsbildenden Bestandteile des ungereinigten Abwassers von den mecha­ nischen Verunreinigungen völlig unzureichend ist. Bei der bekannten Anlage beschränkt sich nämlich die weitere Entwässerung des den Überlauf eines Rechenklassierers bildenden Gutes auf das Abtropfen unter einem Aufgabe­ trichter vor einem Zylinder mit einem hin- und hergehen­ den Kolben, der das abgetropfe Gut durch ein geschlos­ senes Förderrohr schiebt, welches die lockere Masse abgibt. Der Kompressionsdruck des Kolbens auf das Gut dient dazu, den Widerstand dieser lockeren Masse im Förderrohr zu überwinden.

Das so gewonnene, transportierbare Erzeugnis läßt sich in Säcken nur auf Mülldeponien unterbringen, wo der Platz jedoch meistens beschränkt ist. Außerdem enthält es wegen seiner relativ hohen Restfeuchte Schwermetalle u. a. Schadstoffe, welche auf den Deponien unerwünscht sind. Wenn das Erzeugnis dagegen in Müllverbrennungsanlagen mit dem Ziel einer nachhaltigen Volumenverminderung verarbeitet werden soll, müssen auch die Plastiksäcke verbrannt werden, was das Verpacken nicht nur zu einem kostspieligen Aufwand macht, sondern auch noch Schwie­ rigkeiten in der Verbrennungsanlage hervorruft. Verzich­ tet man auf die Verpackung und transportiert das Er­ zeugnis in Containern, so kommt es zu starken Geruchs­ belästigungen, welche diese Möglichkeit in aller Regel von vornherein ausschließen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus den beschriebenen mechanischen Verunreinigungen der Abwäs­ ser ein transportierbares Erzeugnis zu machen, das keinerlei Beschränkungen bei seiner Beseitigung unter­ liegt.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung werden die mechanischen Verunreini­ gungen durch die an ihre weitere Entwässerung an­ schließende Filtration infolge des hierbei aufgebrachten Druckes nicht nur getrocknet, sondern auch von den im Filtrat enthaltenden organischen Bestandteilen befreit, wodurch bereits ein weniger unangenehm riechen­ der Filterkuchen entsteht. Dieser enthält jedoch noch immer geruchsbildende organische Bestandteile, welche außerdem Ungeziefer anlocken, das sich von solchen Be­ standteilen ernährt. Die Weiterverarbeitung des Filter­ kuchens zu Preßlingen hat daher eine Hauptstufe, in der durch den sehr hohen Verarbeitungsdruck Restwasser ab­ geschieden wird. In der anschließenden Endstufe, in der der Preßling lediglich weiter gefördert wird, enthält dieser nur noch geringe Wassermengen. Sie dienen der Bindung der durch den hohen Druck stark zusammengepreßten Partikel und befinden sich in dem Preßling. Die hieran anschließende Förderung führt gleichzeitig zur Trock­ nung und zur Abkühlung der Preßlinge, so daß sich deren Zusammenhalt noch verstärkt.

Die Bindung kann in Abhängigkeit von den Eigenschaften des zu verpressenden Gutes deshalb auch durch Zusätze von Bindemitteln, insbesondere solchen in wäßriger Lösung verstärkt oder bewirkt werden, wobei man solche Bindemittel in aller Regel vor dem Verpressen zusetzen wird.

Das so hergestellte erfindungsgemäße Erzeugnis ist stückig und trotz seiner Zusammensetzung aus unter­ schiedlichen Stoffen praktisch geruchfrei, so daß es offen transportiert werden kann. Die erfindungsgemäßen Preßlinge können in Müllverbrennungsanlagen leicht ver­ arbeitet werden, weil in den Preßlingen das ursprüng­ liche Volumen der mechanischen Verunreinigungen stark vermindert ist. Die Ablagerung der Preßlinge auf Deponien ist bedenkenfrei, weil sie bei der Ablagerung nicht in Fäulnis übergegangen sind. Die Preßlinge locken auch kein Ungeziefer an. Sie enthalten nicht die im ungereinigten Abwasser enthaltenden chemischen Ver­ unreinigungen und Schwebestoffe. Deswegen bleibt das erfindungsgemäße Erzeugnis mit Sicherheit unter den für Deponien vorgeschriebenen Grenzwerten. Dagegen werden die organischen Stoffe im Ablaufwasser gehalten, das deswegen leichter weiter zu verarbeiten ist.

Vorzugsweise und insbesondere bei solchen Abwässern, deren organische Bestandteile fest an den mechanischen Verunreinigungen haften, wird das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 2 ausgeführt. Hierbei können praktisch beliebige Mengen von Klarwasser zur Spülung eingesetzt werden, so daß bei der Spülung die organischen Bestandteile auch hydromechanisch von den festen Verunreinigungen abge­ trennt werden können. Große Spülwassermengen sind unbedenklich, weil das Restspülwasser in der anschlie­ ßenden Filtration entfernt wird.

Die während des Stückigmachens ablaufenden Entwässe­ rungsvorgänge sind am einfachsten mit den Merkmalen des Patentanspruches 3 zu beherrschen. Hierbei wird nämlich der Reaktionsdruck des Kompressionsdruckes der zweiten Stufe von dem zuletzt hergestellten Preßling auf den Stang übertragen. Dieser Preßling setzt infolge seiner abgeschlossenen Verdichtung dem Druck einen größeren Widerstand als die entwässerten mechanischen Verunreinigungen entgegen. Beim Erreichen des Enddruckes ist der neue Preßling noch feucht von ausgepreßtem Wasser, das jedoch von dem zuvor her­ gestellten Preßling nicht mehr aufgenommen werden kann und daher eine Trennschicht bildet. Jedoch wird dieses, die Trennschicht bildende Wasser beim Aufhören des Preßdruckes von dem neuen Preßling wieder aufgesaugt, weil dieser dabei expandiert. Die Preßlinge bleiben dadurch vonein­ ander getrennt. Deswegen enthält der Strang einzelne Preßlinge. Infolge des sich im Strang nur langsam abbauenden Druckes und des Wärmestaus kommt es zu einer geordneten Druckentlastung und Trocknung, bevor die Preßlinge einzeln abgegeben werden. Deswegen sind die Preßlinge des erfindungsgemäßen Erzeugnisses stabil.

Für den geordneten Ablauf dieser Verfahrensschritte ist ein in der Filteration weitgehend entwässertes Gut nützlich. Hierbei kann die Entwässerung wesent­ lich mit den Merkmalen des Patentanspruches 4 ver­ bessert werden. Außerdem hat das hierbei vorgesehene dauernde Umwälzen der Verunreinigungspartikel in den aufeinander folgenden Druckstufen im fertigen Vlies den Vorteil, daß dort bereits ein Zusammenhalt der meist lang­ faserigen, mechanischen Verunreinigungen entsteht, was den nachfolgenden Preßvorgang bei der Bildung der Preß­ linge begünstigt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausfüh­ rungsbeispieles näher erläutert, das in der Zeichnung wiedergegeben ist; es zeigen

Fig. 1 die erfindungsgemäße Anlage in Seitenansicht, die sich bei dem Feststoffaustrag einer Abwasservorklärung anschließt;

Fig. 2 die Anlage nach Fig. 1 im Längsschnitt;

Fig. 3 eine Stirnansicht des Gegenstandes der Fig. 1;

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 2 und

Fig. 5 eine Einzelheit der Fig. 2 im Längsschnitt.

In einem Rahmen (1) mit stehenden Rahmengliedern (2-5) sind eine Filterpresse (6) und einer Presse (7) zur Herstellung von Formlingen aufgehängt. Die Filterpresse (6) ist ansteigend verlegt, um die erforderliche Aufgabe­ höhe für die Aufgabe (8) der ebenfalls ansteigend ver­ legten Presse zu gewinnen. Die Filterpresse (6) hat einen Arbeitszylinder (9), welcher eine Durchbrechung für die untere Öffnung eines Fülltrichters (10) auf­ weist. In den Fülltrichter trägt unmittelbar ein Rechenklassierer aus, der nicht dargestellt ist, dessen Austrag aber aus den mechanischen Verunreinigungen des Abwassers besteht, während der Durchlauf das vorge­ klärte Abwasser bildet, das weiteren Reinigungsstufen unterworfen wird, die im vorliegenden Zusammenhang nicht interessieren.

In dem verkürzt wiedergegebenen Arbeitszylinder (9) ist das Preßwerkzeug (11) auf dem hinteren Zylinder­ deckel (12 a) abgestützt. Der Pressenkolben (12) hat eine hintere Extremlage, in der der Auslauf des Füll­ trichters (10) vor dem Kolben liegt. Das andere Ende des Arbeitszylinders (9) ist an einen Preßtrog (13) angeflanscht. Vor dem Anschlußflansch (14) ist ein Abschnitt des Zylindermantels als Entwässerungssieb (15) ausgebildet. Der Trog (13) der Filterpresse ist mit Hilfe zweier Wangenbleche (16) an einem horizon­ talen Rahmenglied (17) aufgehängt. Jedes Wangenblech enthält ein Lager (18) für den aus einem Arbeitszy­ linder (19) bestehenden Antrieb (20) des Pressenwerk­ zeuges (21), welches in Fig. 5 wiedergegeben ist. Das Pressenwerkzeug (21) führt eine hin- und hergehende, schwingende Bewegung aus, sobald die Kolbenstange (22) in dem doppelt wirkenden Arbeitszylinder (19) hin- und herläuft. Deswegen ist das Pressenwerkzeug (21) an je einer Schwinge (23 bzw. 24) aufgehängt, deren wangenfeste Lager in beiden Wangen untergebracht sind, wie bei (25 und 26) in Fig. 1 dargestellt. Der Preß­ trog weist einen Siebboden (27) auf. Unter dem Preßtrog sitzt eine Reinigungsvorrichtung (28), welche dazu dient, in den Sieböffnungen des Siebes (27) sitzende Verunreinigungen in den Preßtrog zu­ rückzustoßen. Diese Vorrichtung kann auch entfallen, sofern die Sieböffnungen sich nach außen erweitern.

In der Darstellung der Fig. 1 sitzen Reinigungsdorne auf einem Träger (29), welcher über eine Traverse mit Arbeitszylindern (30) senkrecht zum Trogboden be­ wegt wird, sobald die Reinigungsdorne in die Sieböffnun­ gen gestoßen werden sollen.

Wie sich aus der Darstellung der Fig. 2 ergibt, ist das Preßwerkzeug (21) mit den Lagerzapfen (31 und 32) für die Schwingen (23 und 24) und einem Lagerzapfen (33) für das gabelförmige Ende der Kolbenstange (22) des Arbeitszylinders (19) bestückt. Seine Preßfläche wird von einer Platte (34) gebildet, welche unter den Lagern (31-33) sitzt und auf ihrer Außenfläche in Querrichtung verlaufende Zahnungen (35 und 36) auf­ weist. Die nach vorn gerichteten Zahnspitzen der Zahnungen beginnen am Eingangsende der Presse. Ihre Flankenhöhe vermindert sich in Durchlaufrichtung des Preßgutes. Vor dem Ende des Preßtroges ist die wirksame Fläche des Bleches (34) wie bei (37) dargestellt glatt.

Der Preßtrog trägt auf seinem an das Sieb (27) an­ schließende glatten Boden (38) das Gut in den Füll­ trichter (8) der Presse (7) aus. Die Presse (7) hat einen Arbeitszylinder (39), in dem der Pressenantriebs­ kolben (40) läuft. Im hinteren Bereich des Pressenzylin­ ders (39) ist ein Zylinderdeckel (41) mit einer Traverse (42) verbunden, die auch zur Abstützung des Arbeits­ zylinders (9) der Filterpresse (6) dient. Die Traverse ist winkelsteif mit den Rahmengliedern (2 und 3) ver­ bunden.

Der Pressenzylinder (39) bildet mit seinem vorderen Teil das Formzeug (43) der Presse. Der vordere Abschnitt weist einen Siebboden (44) auf und ist an ein Schieber­ gehäuse (45) angeflanscht. Das Schiebergehäuse weist einen Flachschieber (45) auf, der an einem Ende einer Anschlußgabel (46) für die Kolbenstange eines Arbeits­ zylinders (47) aufweist, mit dem der Flachschieber (45) umgestellt werden kann. Der Flachschieber besitzt eine Kreisöffnung (48), der mit dem Innenzylinder des Formzeuges (44) fluchtet. Daneben liegt eine mit einem Filter (49) versehene einseitig offene Durchbrechung (50). Bei nicht ganz ausgefahrener Kolbenstange verschließt das Filter (49) noch den Innenzylinder des Formzeugs (44).

Das Schiebergehäuse ist an seinem freien Ende mit einem Formkanal (51) versehen. Der Formkanal (51) hat ein vorderes Ende mit gegenüber der Öffnung des Schiebers vermindertem Innenquerschnitt, wodurch am Kanalan­ satz eine ringförmige Stufe (52) entsteht. Das Ende des Formkanals (51) ist nicht dargestellt. Es ist so hoch geführt, daß sich die erforderliche Transport­ höhe für das Beladen mit den einzeln aus dem Formkanal (51) austretenden Preßlingen ergibt.

Im Betrieb wird in der aus Fig. 2 ersichtlichen hinte­ ren Extremstellung des Kolbens (12) der Filterpressen­ zylinder aus dem Trichter (10) gefüllt. Die Füllung schiebt der Kolben (12) vor sich her, wobei wegen der nach vorn geneigten Stellung des Preßwerkzeuges (21) im Pressentrog das aus den mechanischen Verunreinigungen des Abwassers bestehende Gut zunächst komprimiert wird. Bei laufender Schwinge führt das Pressenwerkzeug (21) infolge seiner Zahnung (35, 36) das in seinen Bereich vorgeschobene Gut nach oben, wobei infolge des Wider­ standes dem Gut auf dem Trogboden eine rollende und umwälzende Bewegung aufgeprägt wird. Infolge des aus Fig. 2 erkennbaren Konvergierens des Bleches (34) mit dem Trogboden (38) wird das Gut über die Länge des Pressendrucks einer zunehmenden Druckbeanspruchung von oben unterworfen. Das hierbei austretende Wasser gelangt durch das Sieb nach außen. Das Gut verläßt den Trogboden in Form eines Vlieses und gelangt gleichzeitig in den Trichter (8).

Der in seiner hinteren Extremstellung dargestellte Kolben (40) wird betätigt, sobald von dem Preßwerk­ zeug eine hinreichende Menge des Vlieses in den Rumpf (43) der Presse eingetragen worden ist. Dann fährt der Pressenkolben aus. Er verschließt dabei die untere Öffnung des Fülltrichters (8), wobei der Druckanstieg in dem vor seiner Schlagfläche (53) liegenden entwässerten Gut einsetzt. Der Reaktions­ druck wird von dem Sieb (49) des Schiebers (45) auf­ genommen. Hierbei tritt eine Entwässerung ein, wobei das Wasser durch das Sieb (44) und nach außen abgeführt wird. Bei weiterem Druckanstieg wird mit dem Arbeits­ zylinder (47) der Schieber (45) umgestellt. Danach erreicht der Pressenkolben seine vordere Endstellung. Dabei beginnt der Vorschub, der von den vorhergehenden Preßvorgängen im Formkanal (51) in einem Strang abgelegten Preßlinge. Die Länge des Stranges entspricht der Länge des Formkanals (51). Deshalb wird aus dem nicht dargestellten Ende des Formkanals (51) ein Preßling bei jedem Pressenhub ausgestoßen.

Bei jedem Hub des Kolbens (40) rückt somit der Strang um die Stärke eines Preßlings vor. Beim Rücklauf des Kolbens (40) expandiert der zuletzt hergestellte Preßling wie oben beschrieben um ein geringes Maß.

Im Formkanal (51) kühlen die Preßlinge ab und trocknen gleichzeitig. Der Widerstand des Stranges im Formkanal (51) sorgt dafür, daß die Preßlinge nicht zurückweichen können.

Die beschriebenen Bewegungsabläufe werden von Initiatoren überwacht. Die beschriebenen Arbeitszylinder führen eine Druckflüssigkeit, welche von einer nicht dargestellten, elektrisch angetriebenen Druckerzeuger­ station geliefert wird. Sofern die zu verarbeitenden Abwässer aggressiv sind, sind alle mit ihnen in Be­ rührung kommenden Teile aus Edelstahl gefertigt.

Claims (11)

1. Verfahren und Anlage zur Herstellung eines transportierbaren Erzeugnisses aus mechanischen Verunreinigungen von Abwässern, bei dem aus den bei der Abwässervorklärung, vorzugsweise mechanisch aus dem zufließenden Abwasser abgetrennten und vorentwässerten Verunreinigungen nach weiterer Entwässerung und anschließender Kompression das transpor­ tierbare Erzeugnis gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach der weiteren Entwäs­ serung in einer anschließenden Filtrierung unter Druck die organischen Bestandteile des ungereinigten Abwassers im Filtrat abgeführt und der Filterkuchen unterteilt wird, wobei die Teilmengen des Filterkuchens mit einem gegenüber der Filtrierung höheren Druck zu Preßlingen verarbeitet werden, aus denen bei dem Stückigmachen Restwasser abgeschieden wird, worauf die Preßlinge getrocknet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei der weiteren Entwässerung von den mechanischen Verunreinigungen mit Klarwasser organische Bestandteile des unge­ reinigten Abwassers abgespült werden und das Restspülwasser in der anschließenden Druck­ filteration abgetrennt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßlinge im Strang gepreßt und von diesem einzeln abge­ nommen werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterations­ druck stufenweise erhöht und während jeder Druckstufe der Filterkuchen umgewälzt wird und dessen langfaserige Bestandteile als Vlies abgegeben werden.

5. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das ungereinigte Abwasser die Aufgabe eines Klassierers bildet, der die mechanischen Verunreinigungen über ein Filtersieb einer Presse aufgibt, aus der das transportierbare Erzeugnis austritt, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtersieb hinter der Aufgabe (10) des Klassierers in einer Filterpresse (6) angeordnet ist, deren Filterkuchen die Aufgabe (8) der Presse (7) beaufschlagt, die zur Herstellung der Preßlinge dient.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Filterpresse ein hin- und herschwingendes Preßwerkzeug (21) aufweist, dessen Preßfläche (37) mit dem Boden (38) eines Pressentrogs in Austragsrichtung konvergiert.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßfläche (37) des Preßwerkzeuges (21) der Filterpresse eine quer zum Trog verlaufende Zahnungen (35, 36) aufweist, deren Zahnhöhen vom Anfang des Pressentroges abnehmen, wobei die an das Austragsende anschließende Preßfläche (37) glatt ausgebildet ist.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Filterpressentroges mit einer Sieblochung (27) versehen ist, die vor dem Austragsende der Filterpresse (6) in einem geschlossenen Abschnitt des Filtertrogbodens (38) endet.

9. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den Filtertrog ein Arbeitszylinder (9) angeflanscht ist, der die Pressenaufgabe (10) aufweist, hinter der der Kolben (12) seine hintere Extremlage ein­ nimmt und daß vor dem Flanschende im Arbeits­ zylinder Sieblochungen angebracht sind, die zur Weiterentwässerung dienen.

10. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erstel­ lung der Preßlinge dienende Presse ein zylinderisches Formzeug (43) mit einem eingeflanschten Flachschieber (45) aufweist, der eine Durchgangsöffnung (48) und Entwäs­ serungsöffnungen (44) aufweist, die im Form­ kanal angeordnet sind und an den sich ein Formkanal (51) anschließt, wobei im Flach­ schieber (45) über der Durchgangsöffnung (48) die Entwässerungsöffnungen in einem Sieb (49) angebracht sind, das eine Öffnung (50) des Flachschiebers verschließt.

11. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkanal (51) eine ringförmige Durchmesserverengung (52) aufweist, welche hinter dem Flach­ schieber (45) angeordnet ist.