DE3834982A1 - Apparatus for separating off and pressing out solids from liquids - Google Patents

Apparatus for separating off and pressing out solids from liquids

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Abstract

The invention relates to an apparatus for separating off and pressing out solids from waste waters (effluents) having a low solids content from 0.3%; for example for separating off and pressing out fibrous constituents from thin slurries (liquid manures) which arise in the removal of liquid manure from industrial animal production units. The aim is to achieve a high degree of separation in order to achieve in this way an improved availability of the solids as compostable, storable or land fillable material, in agriculture, for example, for special fertiliser purposes and the use of liquid phase in economical irrigation without the risk of causing blockage, or the formation of sediment and scum. The object is achieved according to the invention in that, by establishing a difference in height between the feed and screened liquid at a rotating screen drum having gap widths of 0.15 to 0.6 mm, a concentration to give a still free-flowing sludge is achieved such that in dewatering to give a crumbly product in a press component having gap or whole widths of 0.3 and 3 mm, the fines are incorporated in the solids carpet forming and can be discharged with the solids pressed out.

Description

Anwendungsgebietfield of use

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden und Auspressen von Feststoffen aus Flüssigkeiten mit geringer Trockensubstanz ab 0,3%, zum Beispiel zum Abscheiden und Auspressen von faserigen Bestandteilen aus dünnen Güllen, die bei der Tierproduktionsanlage anfallen.The invention relates to a device for separating and Squeezing solids out of liquids with low Dry matter from 0.3%, for example for separation and Pressing out fibrous components from thin slurry, that arise at the animal production facility.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bei der Tierintensivhaltung hat sich der Einsatz von Flüs­ sigentmistungen bewährt und wird in zunehmendem Maße an­ gewendet.The use of rivers has been used in animal intensive farming proprietary manure has proven itself and is becoming increasingly popular turned.

Die Weiterverwendung des anfallenden Substrates - Gülle - , bestehend aus Kot, Harn, Futter-, Einstreuresten und Was­ ser bereitet folgende Schwierigkeiten:The further use of the resulting substrate - liquid manure -, consisting of droppings, urine, feed, bedding and what It causes the following difficulties:

  • - Verstopfungen von Maschinen und Rohrleitungen durch größere Teile und Absetzerscheinungen.- Clogging of machines and pipes due to larger parts and signs of settling.
  • - Verschlammungen in Behältern und Einrichtungen mit langsamen Fließgeschwindigkeiten. - Silting up in containers and equipment with slow flow speeds.  
  • - Anaerobe Faulungen verbunden mit intensiver Geruchsbildung und dem Entstehen von Schwimm­ schichten sind die Folgen.- Anaerobic digestion combined with more intense Odor formation and the development of swimming layers are the result.
  • - Feststoffe und Flüssigkeit lassen sich nicht getrennt als Bodenverbesserungsmittel und als Dünger einsetzen.- Solids and liquid cannot be removed separately as a soil conditioner and as Use fertilizer.

Um diesen Nachteilen der Flüssigentmistung entgegentreten zu können, wurden für den landwirtschaftlichen Bereich Maschinen zur Fest-Flüssig-Trennung der Gülle entwickelt.To counteract these disadvantages of liquid detoxification to be able to be for the agricultural sector Machines for solid-liquid separation of the slurry developed.

Beide Trennprodukte lassen sich nach der Trennung besser handhaben und günstiger in den landwirtschaftlichen Prozeß einpassen. So ergibt sich beim Einsatz der FeststoffeBoth separation products can be better after separation handle and cheaper in the agricultural process fit in. This results when using the solids

  • - eine Verbesserung der Bodenstruktur,- an improvement of the soil structure,
  • - eine Erhöhung des Porenvolumens des Bodens,- an increase in the pore volume of the soil,
  • - eine Erhöhung und Erhaltung des Wasserhal­ tevermögens,- an increase and maintenance of the Wasserhal property,
  • - eine Anregung der Mikroorganismen im Boden,- stimulation of the microorganisms in the soil,
  • - eine Anreicherung von Spurenelementen,- an enrichment of trace elements,
  • - eine Verbesserung der Humusbilanz.- an improvement in the humus balance.

Die Vorteile beim Einsatz der flüssigen Phase liegenThe advantages of using the liquid phase are

  • - in der Verbesserung der Pflanzenverträglich­ keit,- Compatible with the improvement of plants speed,
  • - in der besseren Verteilbarkeit der Nährstoffe,- better distribution of nutrients,
  • - in der geringeren Pflanzen- und Futterver­ schmutzung mit den Vorteilen in der Silage­ bereitung, beim Weidebetrieb und beim Füttern mit Frischgras.- in the lower plant and feed ver pollution with the advantages in silage preparation, during grazing and feeding with fresh grass.

In einer Mitteilung aus dem Institut für Technologie der Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft, Braunschweig- Völenrode, veröffentlicht in Grundl. Landtechnik, Bd. 37 (1987), Nr. 3, Seite 98-107, wurden von R. Krause und R. Ahlers unter dem Titel "Verfahrenstechnik des Separie­ rens von Flüssigmist" die Vor- und Nachteile einzelner Ge­ räte dargestellt und miteinander verglichen.In a communication from the Institute of Technology of the Federal Research Center for Agriculture, Braunschweig Völenrode, published in Grundl. Agricultural engineering, vol. 37 (1987), No. 3, pages 98-107, were by R. Krause and R. Ahlers under the title "Process engineering of separation rens of liquid manure "the advantages and disadvantages of individual Ge advised and compared.

Als zur Zeit in der Landwirtschaft eingesetzte Maschinen zur Gülletrennung werden aufgeführt:As machines currently used in agriculture for liquid manure separation are listed:

  • - Bogensieb- Bow sieve
  • - Doppelbogensieb mit Preßwalzen- Double sheet screen with press rolls
  • - Trommelsieb mit Preßwalzen - Drum screen with press rolls  
  • - Vibrationssieb- vibrating screen
  • - Filterzentrifuge- filter centrifuge
  • - Schneckenfilterpresse- screw filter press

und für den Einsatz in Großbetriebenand for use in large companies

  • - Dekantierzentrifugen- decanter centrifuges
  • - Siebbandmaschinen.- sieve belt machines.

Es zeigt sich deutlich, daß sich vorrangig siebtechnische Einrichtungen, kombiniert mit Preßsystemen auf Grund der leichten Handhabung und der Wirtschaftlichkeit behaupten konnten.It clearly shows that there are primarily sieving technology Facilities combined with press systems based on the claim easy handling and economy could.

Ein entscheidender Faktor für die Leistungsfähigkeit die­ ser Maschinen ist der siebflächenbezogene Durchsatz.A crucial factor for performance This machine is the throughput related to the screen area.

Besonders bei dem als Beispiel beschriebenen Trommelsieb mit Preßwalzen ist deutlich zu erkennen, daß von der Sieb­ trommel nur ein schmaler Streifen als Siebfläche zur Schwerkraftentwässerung zur Verfügung steht. Bei Güllen unter 3% Trockensubstanzgehalt geht daher die Leistungs­ fähigkeit dieser Maschinen bezogen auf den Feststoffaus­ stoß stark zurück. Hinzu kommt, daß sich ein Anschwemm­ teppich nicht bilden kann und damit kleinere Teile als die Loch- oder Spaltenweite nicht von dem Teppich festgehalten mit ausgebracht werden können.Especially with the drum screen described as an example with press rolls it can be clearly seen that from the sieve drum only a narrow strip as a screen surface Gravity drainage is available. With manure The performance therefore goes below 3% dry matter content ability of these machines in relation to solids thrust back strongly. In addition, there is a wash-up cannot form carpet and therefore smaller parts than that  Hole or gap width not held by the carpet can be applied with.

Bei dem Doppelbogensieb mit Preßwalzen ist es dagegen möglich, im ersten Bereich ein Sieb mit einer geringeren Loch- oder Spaltenweite einzusetzen. Damit kommt es zu einer Voreindickung der zu behandelnden Suspension. Der Nachteil bei dieser Lösung besteht aber darin, daß bei den in der Praxis auftretenden Schwankungen im Trockensubstanz­ gehalt der Gülle eine Regelbarkeit des Grades der Vorein­ dickung im ersten Bereich der Maschine nicht möglich ist. Auch bei dieser Maschine können nur etwa 30% des von den Abstreifern beschriebenen Kreises als Siebfläche benutzt werden.It is against the double sheet screen with press rolls possible, a sieve with a smaller one in the first area Insert hole or column width. So it happens a pre-thickening of the suspension to be treated. The The disadvantage of this solution is that the Variations in dry matter that occur in practice the manure contains a controllability of the degree in advance Thickening in the first area of the machine is not possible. With this machine only about 30% of the Scraper described circle used as a screen surface will.

Ziel der ErfindungAim of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, bei der Abtrennung und dem Auspressen von Feststoffen aus Flüssigkeiten mit geringem Feststoffanteil ab 0,3%, zum Beispiel in der Landwirtschaft bei dünnen Güllen aus der Schwemmentmistung der industriellen Tierproduktion, einen hohen Abscheidungs­ grad zu erreichen. Dabei muß die Regelbarkeit der Vorein­ dickung eine Anpassung an die in der Praxis auftretenden Schwankungen des Trockengehaltes in der Gülle ermöglichen.The aim of the invention is to separate and pressing out solids from liquids low solids content from 0.3%, for example in the Agriculture for thin manure from manure removal industrial animal production, high separation degree. The controllability must be in advance  thickening an adaptation to those occurring in practice Allow fluctuations in the dry matter content in the manure.

Merkmale der ErfindungFeatures of the invention

Die erfindungsgemäße Lösung der technischen Aufgabe be­ steht darin, unter Nutzung einer sich drehenden Siebtrommel zur Voreindickung der Flüssigkeit zu einem Schlamm, durch die Einstellung einer Höhendifferenz zwischen dem Flüssig­ keits-Schlamm-Spiegel und dem Spiegel der abgesiebten Flüs­ sigkeit eine solche Aufkonzentration zu erreichen, daß bei der Entwässerung zu einem krümligen Produkt in einem Preßteil die Feinanteile in dem sich bildenden Feststoff­ teppich eingeschlossen und mit dem abgepreßten Feststoff ausgetragen werden.The inventive solution to the technical problem be is in using a rotating sieve drum for pre-thickening the liquid into a sludge setting a height difference between the liquid mud mirror and the mirror of the sieved rivers to achieve such a concentration that when dewatering into a crumbly product in one Pressed the fines in the solid that forms carpet enclosed and with the squeezed solid be carried out.

Die eingesetzte Siebtrommel wird dazu mit einer engen Spaltenweite von 0,15 bis 0,6 mm ausgeführt, während die Loch- oder Spaltenweite im Preßteil 0,3 bis 3 mm beträgt.The sieve drum used is tight with a Gap width from 0.15 to 0.6 mm executed while the Hole or gap width in the pressed part is 0.3 to 3 mm.

Der Flüssigkeits-Schlamm-Spiegel wird so eingestellt, daß die Siebfläche der Trommel nur geringfügig etwa 20 bis 25% aus dem Spiegel herausragt und somit weitgehend für die Schwerkraftentwässerung genutzt werden kann. Je nach Ein­ stellung des Spiegels der abgesiebten Flüssigkeit kommt es entsprechend der Trommeldrehrichtung zur Aufkonzentration der Flüssigkeit vom Zulauf zum Ablauf hin. An der Stelle, an der die Trommel aus der eingedickten Flüssigkeit aus­ tritt, wird ein Abstreifer angeordnet.The liquid sludge level is adjusted so that the screen area of the drum is only slightly about 20 to 25% protrudes from the mirror and thus largely for the Gravity drainage can be used. Depending on the one  position of the level of the screened liquid it comes according to the direction of rotation of the drum for concentration the liquid from the inlet to the outlet. At the point where the drum is made from the thickened liquid occurs, a scraper is arranged.

Wird die Siebfläche der Trommel überflutet, erfolgt eine vollständige Nutzung derselben für die Schwerkraftentwäs­ serung. In diesem Fall ist der Abstreifer als Trennwand zwischen Zulauf- und Ablaufseite hin ausgebildet.If the sieve surface of the drum is flooded, a full use of the same for gravity drainage recovery. In this case the scraper is used as a partition formed between the inlet and outlet side.

In speziellen Fällen, bei denen der sich auf der Sieb­ trommel bildende Feststoffteppich schnell verdichtet und damit nicht genügend Wasser durchläßt, können im Flüssig­ keitsbereich weitere Abstreifer angeordnet werden.In special cases where the is on the sieve solid carpet forms quickly and so that not enough water can pass through, can be in the liquid other wipers can be arranged.

Überhalb des Flüssigkeits-Schlamm-Spiegels wird als Über­ füllsicherung ein Überlauf angeordnet, der eine Rückfüh­ rung der Eingangsflüssigkeit im Bedarfsfall in den Vor­ ratsbehälter ermöglicht.Above the liquid sludge level is called over filler an overflow arranged a return If necessary, the input liquid in the fore Council container allows.

Als Preßteil für den eingedickten Schlamm wird ein Trom­ melsieb mit Preßwalzen oder eine Preßschnecke eingesetzt. A trom is used as a pressing part for the thickened sludge sieve with press rolls or a press screw.  

AusführungsbeispieleEmbodiments Beispiel 1example 1

In einem Sammelbehälter wird die aus den Stallanlagen kom­ mende Gülle homogenisiert und über eine Leitung der Trenn­ einrichtung zugeleitet. Die Gülle (1) gelangt in den Be­ hälter (2), in dem sich eine Siebtrommel (3) vom Zulauf (4) zum Ablauf (5) hin dreht. Mit Hilfe einer Einstellklappe (6) kann der Flüssigkeitsspiegel (7) der abgesiebten Flüs­ sigkeit (8) eingestellt werden. Damit steigt die einge­ dickte Flüssigkeit (9) hinter dem Abstreifer (10) bis zum Flüssigkeitsspiegel (11) an und gelangt so in den Zuführ­ raum des Preßteils (12), an dessen Boden sich ein Abschnitt der sich drehenden Siebtrommel (13) befindet. Mit Hilfe der Siebtrommel wird der aus groben Teilen gebildete und mit Feinanteilen versetzte Feststoffteppich zwischen das Preßwalzenpaar (14) gezogen und dort ausgepreßt. Zwischen einem zweiten Walzenpaar (15) erfolgt eine Nachentwässerung. Der so ausgepreßte Feststoff (16) wird von einem Abstreifer (17) von der Siebtrommel abgenommen und über die Schurre (18) aus der Maschine ausgetragen. Zur Reinigung der Siebtrommel ist innerhalb derselben eine Bürste (19) ange­ bracht. Als Überlaufsicherung befindet sich oberhalb des Einlaufes eine Ablaufleitung (20), mit der überschüssige Gülle in den Vorratsbehälter zurückgeführt werden kann.The manure coming from the barn systems is homogenized in a collecting tank and fed to the separation device via a line. The manure ( 1 ) gets into the loading container ( 2 ) in which a sieve drum ( 3 ) rotates from the inlet ( 4 ) to the outlet ( 5 ). With the help of an adjustment flap ( 6 ) the liquid level ( 7 ) of the screened liquid ( 8 ) can be adjusted. So that the thickened liquid ( 9 ) behind the stripper ( 10 ) to the liquid level ( 11 ) and thus reaches the feed chamber of the pressing part ( 12 ), at the bottom of which there is a section of the rotating sieve drum ( 13 ). With the help of the screen drum, the solid carpet formed from coarse parts and mixed with fine particles is drawn between the pair of press rolls ( 14 ) and pressed out there. Post-dewatering takes place between a second pair of rollers ( 15 ). The solid ( 16 ) pressed out in this way is removed from the sieve drum by a scraper ( 17 ) and discharged from the machine via the chute ( 18 ). To clean the screen drum, a brush ( 19 ) is placed within the same. As an overflow protection there is a drain pipe ( 20 ) above the inlet, with which excess manure can be returned to the storage tank.

Beispiel 2Example 2

Wie im Beispiel 1 erfolgt mit einer Klappe die Regulierung der Flüssigkeitsspiegel, wobei aber die Siebtrommel über­ flutet wird. Der als Trennwand (21) ausgebildete Abstrei­ fer trennt die Zulaufseite der Flüssigkeit von der Ablauf­ seite. Außerdem sind zum zusätzlichen Abheben des sich bildenden Feststoffteppichs im Flüssigkeitsbereich weitere Abstreifer (22) angebracht.As in Example 1, the level of the liquid is regulated with a flap, but the sieve drum is flooded. The wiper designed as a partition ( 21 ) separates the inlet side of the liquid from the outlet side. In addition, additional wipers ( 22 ) are attached in the liquid area to additionally lift off the solid carpet that forms.

Die eingedickte Flüssigkeit gelangt in diesem Beispiel in eine Preßschnecke (23). Durch die in den Gängen enger werdende Schnecke (24) wird der Feststoff mit den darin befindlichen Feinanteilen verdichtet und in den Konus (25) gedrückt, wobei das Wasser durch den Siebkorb (26) entwei­ chen kann. Der in dem Konus befindliche Feststoffpfropfen verhindert das Austreten von Flüssigkeit auf der Fest­ stoffseite.In this example, the thickened liquid reaches a press screw ( 23 ). Due to the screw ( 24 ), which becomes narrower in the passages, the solid with the fine fractions therein is compressed and pressed into the cone ( 25 ), the water being able to escape through the strainer basket ( 26 ). The solid plug in the cone prevents the escape of liquid on the solid side.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Abscheiden und Auspressen von Fest­ stoffen aus Flüssigkeiten unter Nutzung einer sich drehenden Siebtrommel zur Aufkonzentration der Flüs­ sigkeit zu einem Schlamm und nachgeschaltetem Entwäs­ serungsteil zur Umwandlung des Schlammes in ein krüm­ liges Produkt, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Einstellung einer Höhendifferenz zwischen dem Flüssig­ keits-Schlamm-Spiegel und dem Spiegel der abgesiebten Flüssigkeit eine solche Aufkonzentration erreicht wird, daß der Abfluß des Schlammes in den Preßteil noch mög­ lich ist.1. Apparatus for separating and squeezing solids from liquids using a rotating sieve drum to concentrate the liquid to form a sludge and downstream drainage part for converting the sludge into a crumbly product, characterized in that by setting a height difference between the liquid-sludge level and the level of the screened-off liquid such a concentration is reached that the outflow of the sludge into the pressing part is still possible. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Eindickung die Siebspalten der Sieb­ trommel Weiten von 0,15 bis 0,6 mm und im Bereich der Preßschnecke Spalt- oder Lochweiten von 0,3 bis 3 mm besitzen.2. Device according to claim 1, characterized in that in the area of thickening the sieve gaps of the sieve drum widths from 0.15 to 0.6 mm and in the range of Press screw gap or hole widths from 0.3 to 3 mm have. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die feststoffbelastete Flüssigkeit die Sieb­ trommel nur zu ca. 75% umschließt, der Zulauf auf der Seite des Trommeleintrittes in die Flüssigkeit und die Schlammabnahme auf der Seite des Austrittes der Trom­ mel aus der Flüssigkeit erfolgt. 3. Device according to claim 1 and 2, characterized net that the solids-laden liquid the sieve drum encloses only about 75%, the inlet on the Side of the drum entry into the liquid and the Sludge removal on the side of the exit of the trom mel from the liquid.   4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die gesamte Trommel von der feststoffbela­ steten Flüssigkeit überflutet und der Raum des Zulaufes durch eine Trennwand mit Abstreifer von dem Raum des Ablaufes des Schlammes abgetrennt wird.4. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized net that the entire drum of the solids constant liquid flooded and the space of the inlet through a partition with scraper from the room of the Discharge of the sludge is separated. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß im Flüssigkeitsbereich der Siebtrommel Abstreifer angeordnet werden.5. The device according to claim 1-4, characterized in that in the liquid area of the screen drum scraper to be ordered. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß als Überfüllsicherung ein höher als der Schlammab­ lauf liegender Flüssigkeitsrücklauf zum Vorratsbehäl­ ter vorhanden ist.6. The device according to claim 1-5, characterized in that as an overfill prevention a higher than the sludge running liquid return to the storage container ter is present. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß im Preßteil der Vorrichtung für die Schlammentwäs­ serung eine Walzenpresse mit Lochblechtrommel einge­ setzt wird.7. The device according to claim 1-6, characterized in that in the press part of the device for the sludge a roller press with perforated sheet drum is set. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß im Preßteil der Vorrichtung für die Schlammentwäs­ serung eine Preßschnecke eingesetzt wird.8. The device according to claim 1-6, characterized in that in the press part of the device for the sludge a press screw is used.
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