DE3842557A1 - Vorrichtung und verfahren zur abtrennung von feststoffen aus einer fluessigkeit durch filtration - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Abtrennung von Feststoffen aus einer Flüs­ sigkeit durch Filtration; insbesondere betrifft die Er­ findung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abtren­ nung von Feststoffen aus Industrieabwässern oder aus verbrauchten Emulsionen, nach dem diese mit einem Trenn­ mittel, durch die die Emulsion gespalten wird, behandelt worden sind.

Vorrichtungen dieser Art sind an sich im Prin­ zip bekannt. So beschreibt beispielsweise die EU-PS 00 67 959 eine transportable Vorrichtung zum Aufberei­ ten von verbrauchten Emulsionen, Lösungen und Industrie­ abwässern oder dergleichen mit Reaktionsbehältern, einem Ablaufstutzen und einem mit einem Vlies belegtes Bandfilter und einem darunter angeordneten Filtratbehäl­ ter sowie am Abwurfende des Bandfilters angeordnete Preßwalzen.

Bei einer solchen Vorrichtung wird die aufzu­ bereitende Flüssigkeit, insbesondere die wäßrige Flüssigkeit zunächst in einen oder in mehrere Reak­ tionsbehälter gegeben, die je nach Größe der Maschine ein bestimmtes Volumen besitzen.

Zu der darin befindlichen Flüssigkeit gibt man dann über eine Dosiervorrichtung ein Trennmittel hinzu, das aus Chemikalien und sorbierenden Stoffen besteht, die die Emulsion spalten und die die dabei entstehende Aus­ flockungen aufnehmen. Nach einer gründlichen Vermischung mit dem Trennmittel mittels einer Mischturbine wird dieses wäßrige Gemisch in einen Absetzbehälter über­ führt und verweilt eine kurze Zeitspanne in diesem Behälter, damit sich eine entsprechende Flocke ausbil­ den kann.

Das die Ausflockung enthaltende Wasser wird schließlich über eine Auslaßleitung auf einen Bandfil­ ter gegeben, nach dem vorher mittels eines Zellenban­ des der sich schnell absetzende gröbere Niederschlag ausgetragen worden ist.

Es ist dabei auch möglich, beide Vorgänge mit­ einander zu kombinieren, indem man die Flüssigkeit mit den noch darin suspendierten Feststoffteilchen im obe­ ren Bereich der Flüssigkeitssäule über eine Leitung auf das Bandfilter ableitet, während der schnell sedi­ mentierende grobflockige Niederschlag vermittels des Zellenbandes aus dem Absetzbehälter ausgetragen wird, da sich der grobflockige Niederschlag in den Zellen des Bandes sammelt, welches wiederum auf einer oder mehreren Absetzbehälterwandoberflächen entlanggleitet und diesen Niederschlag aus dem Behälter "auskratzt".

Vorrichtungen dieser Art sind wirkungsvoll und haben sich bewährt. Sie haben aber den Nachteil, daß der Durchsatz pro Zeiteinheit relativ gering ist und wegen der zweifachen Austragung von grobflockigem Nieder­ schlag und feinteiligem Niederschlag über das Bandfil­ ter eine aufwendige komplizierte Bauweise erforderlich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun eine Vorrichtung zu schaffen, die kompakt ausgestaltet ist, eine einfachere Konstruktion aufweist und einen größeren Durchsatz pro Zeiteinheit als die herkömm­ licheren Vorrichtungen hat.

Zur Optimierung dieser erfinderischen Aufgabe wird damit ein Verfahren verbunden, bei dem trotz einer begrenzten Filterfläche durch besondere Führungen des niederschlaghaltig behandelten Abwassers ein optima­ ler Wirkungsgrad erreicht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß in dem Absetzbehälter eine schwimmend in einer Bucht eines perforierten endlosen Förderbandes gelagerte Filtertrom­ mel vorgesehen ist, die Ausnehmungen im Trommelmantel besitzt, welche durch sehnenartig in den Innenraum der Filtertrommel hineinragende Zungen überdeckt sind und daß zwischen der äußeren Oberfläche der Filtertrommel und dem endlosen Förderband ein Filterband liegt und daß das endlose Förderband angetrieben ist. Durch den Antrieb des endlosen Förderbandes, welches die Filter­ trommel etwa zur Hälfte umschlingt, wird diese in Umdre­ hung versetzt und gleichzeitig das Filterband, welches zwischen Förderband und Filtertrommeloberfläche liegt, mitgenommen und von einem Vorrat abgezogen.

Erfindungsgemäß haben die Ausnehmungen in dem Mantel der Filtertrommel eine relativ große Fläche von dreieickiger oder rechteckiger Gestalt über der sehnen­ artig abgewinkelte Zungen oder Platten angeordnet sind, deren Länge in Sehnenrichtung etwa der Länge der Aus­ nehmungen in Umfangsrichtung entsprechen.

Das Filterband ist ein herkömmliches aus einem Vließ gebildetes Band. Das endlose Band, welches das Filterband mit der äußeren Oberfläche des Mantels der Filtertrommel in Berührung hält, ist ein flexibles Band mit glatter Oberfläche und Durchbrechungen aus Metall, Kunststoff oder Gummi und hat außerdem die Aufgabe das Filterband dicht gegen die äußere Oberflä­ che des Mantels der Filtertrommel zu drücken und einen guten Abfluß der Flüssigkeit zu gestatten.

Die Trommel ist schwimmend, also ohne feste La­ ger, in dem Absetzbehälter angeordnet und wird wie oben ausgeführt von dem Förderband getragen, welches über einen Getriebemotor angetrieben wird. Das Filterband, das zwischen der äußeren Oberfläche des Mantels der Filtertrommel und der zugekehrten Oberfläche des end­ losen Förderbandes liegt, umschlingt die Filtertrom­ mel etwa zur Hälfte. Bei der Rotation der Trommel wird das Filterband von einem Vorrat abgezogen.

Das endlose Förderband entfernt sich am Austritts­ ende der Filtertrommel aus der Flüssigkeit schräg nach oben auslegeartig von dieser weg und wird dabei eben­ falls durch Führungsrollen geführt.

Das endlose Förderband ist so geführt, daß es nach etwa des halben Umfanges der Filtertrommel sich von dieser mehr oder weniger rechtwinklig entfernt und dabei das Filterband mitnimmt, welches aufgrund des Wassers an der Oberfläche des Förderbandes kleben bleibt.

Das sich von der Oberfläche der Filtertrommel wegbewegende endlose Förderband mit dem Filterband kann über einen Ausleger bzw. ein Anbauteil auslege­ artig verlängert sein, so daß das Filterband an einer entsprechend gewünschten Stelle abgeworfen wird.

Verfahrensmäßig wird nun die die Ausflockung enthaltende und behandelte Flüssigkeit, bei der es sich hauptsächlich um Wasser handelt, in das Innere der Filtertrommel eingeleitet, so daß der gesamte Nie­ derschlag in das Innere der Trommel gelangt.

In der langsam umlaufenden Filtertrommel sammelt sich nun der Niederschlag auf dem Filterband, welches in den großen Ausnehmungen des Mantels der Filtertrom­ mel zutage liegt und lediglich von dem die Filtertrom­ mel in Umdrehung versetzenden endlosen Förderbandes gestützt wird.

Die sehnenartig in den Innenraum hineinragenden Zungen bilden nun eine Art von Taschen, die beim Anstei­ gen der Bewegung in Drehrichtung verhindern, daß der sich in den Ausnehmungen der Filtertrommel anhäufende Niederschlag zum tiefsten Punkt der Trommel zurückfällt, wenn sich diese so gebildeten Taschen der Stelle nähern an der Filterband und endloses Förderband sich von der äußeren Oberfläche der Filtertrommel mehr oder weniger rechtwinklig entfernen.

Bei der Bewegung der Taschen mit dem darin ent­ haltenden Sediment in aufsteigender Richtung erfolgt außerdem eine gewisse Kompaktierung unter dem Einfluß der Schwerkraft, so daß dort, wo das Filterband sich von der Trommeloberfläche entfernt, dieser Taschenin­ halt mitgenommen wird.

Da die Öffnungen im Mantel der Filtertrommel außen durch das Filterband abgedeckt sind, läuft das Filtrat hindurch und sammelt sich in einem darunter liegenden Filtratbehälter.

Am Umkehrende des endlosen Förderbandes nach Trennung von der Oberfläche der Filtertrommel wird das Filterband mit dem darauf befindlichen Sediment abge­ worfen. Das Förderband kehrt nun sauber zum Ausgangs­ ende zurück.

Das Filterband wird von einem Vorrat, der sich auf einer Rolle befindet, abgezogen. Diese Filterband­ rolle ist zwischen freilaufenden auf Stangen angeordne­ ten Rollen gelagert, die V-förmig angeordnet sind. Mit abnehmenden Durchmesser der Rolle fällt dieser von den sie tragenden gegenüberliegenden Rollen auf das darun­ ter liegende nächste usw. bis schließlich der leere Rollenkern auf die vertikal direkt darunter liegende Stange mit Rollen fällt, die so ausgebildet ist, daß sie ein Signal erzeugt, damit der Filterbandvorrat ergänzt oder die Maschine abgeschaltet werden kann. Das Signal kann optischer oder akustischer Art sein.

Das endlose Förderband, was die Filtertrommel in Umdrehung versetzt und das Filterband führt und bewegt, kann aus einem geeigneten flexiblen elastischen Material bestehen. Es kann aus einem Band, aus einem geeigneten Kunststoff, aus Gummi oder dergleichen her­ gestellt sein. Es ist mit Perforationen versehen, da­ mit das Filtrat leicht und schnell abfließen kann. Es kann aber auch ein Gliederband sein aus Metall- oder Kunststoffgliedern, gelenkig miteinander verbunden. Es kann ein Band sein, wie es unter dem Begriff "Zel­ lenband" bekannt ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in bekannter Wei­ se ausgestattet mit Einrichtungen zur Dosierung des Trennmittels für die im Reaktionsbehälter befindliche Flüssigkeit, mit Misch- und Rühreinrichtungen zur Ver­ mischung des Trennmittels mit der Flüssigkeit im Reak­ tionsbehälter, mit einem Absetzbehälter, in welchem die Filtertrommel eintaucht und mit Rohrleitungen, Öffnungen zur Weiterleitungen und Abführungen für die Flüssigkeit, letzteres in Verbindung mit einer Filtratpumpe.

Die Vorrichtung kann programmiert gesteuert sein oder weitgehend automatisch arbeiten und das Ausleger­ ende kann entsprechend ergänzt, d. h. verlängert oder verkürzt werden, je nach Wunsch. Im Falle der Ver­ längerung werden Teile angesetzt, die in ihrem Ver­ längerungsmaß entsprechend längere endlose Förderbän­ der bedingen bzw. aneinander angepaßt sind.

Die Erfindung wird nun anhand einer Zeichnung die ein Ausführungsbeispiel zeigt näher erläutert:

In der Zeichnung stellen dar:

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht,

Fig. 3 eine Ansicht auf das Abgabeende der Vorrichtung,

Fig. 4 eine Ansicht auf das Ende der Zuführung des Filterbandes und

Fig. 5 einen Vertikalschnitt in Längsrichtung der Vorrichtung mit Teilen in der Ansicht.

Die Vorrichtung dient im wesentlichen dazu Ab­ wasser der unterschiedlichsten Art aufzubereiten. Sie umfaßt daher die Grundelemente solcher Vorrichtungen, wie sie bekannt sind, beispielsweise wie in der ein­ gangs genannten EU-PS; jedoch in anderer Anordnung und Ausgestaltung, so daß die gestellte Aufgabe gelöst wird.

Aus Fig. 1 ist die äußere Ansicht einer solchen Vorrichtung zu erkennen. Es ist beispielsweise die Fil­ tertrommel 1 zu sehen, die durch Wandteile 2 und 3 teil­ weise verdeckt ist und oberhalb des Absetzbehälters 4 liegt, in welchem sie teilweise eintaucht.

Es ist ferner zu sehen das Filterband in Form einer Filterbandrolle 5, der Behälter 6 zur Aufnahme des Trennmittels, ein Motor 7, der über ein regelbares Ge­ triebe ein Rührwerk antreibt, das in einem Reaktions­ behälter 8 angeordnet ist.

Diese Einrichtungen sind durch entsprechende Mittel verbunden bzw. durch Rohrleitungen oder stehen direkt miteinander in Verbindung. Die gesamte Vorrich­ tung steht auf einer Grundplatte 10 mit Füßen 11.

In Verbindung mit Fig. 2 wird die Ausgestaltung deutlicher. Hier ist nun ebenfalls von oben gesehen zu erkennen, die Filterbandrolle 5 mit dem Filterband, die Filtertrommel 1, auf die später noch besonders einge­ gangen werden wird, der Antrieb vermittels eines Ge­ triebemotors 12 für das endlose Förderband, der Motor 7 für die Mischvorrichtung, der Motor 9 für den Antrieb der Dosiervorrichtung, der das Trennmittel aus dem Vor­ rat in dem Behälter 6 in den Reaktionsbehälter 8 beför­ dert, in welchem dieses Trennmittel mit dem zu behan­ delnden Abwasser vermischt wird.

Es ist schließlich in der Darstellung der Fig. 3 erkennbar, die Filtertrommel 1 und das sie tragende För­ derband 13, was sich von der Filtertrommel auslegeartig, bezogen auf Fig. 3, den Betrachter entgegenstrecken.

Ein Blick gegen die andere Schmalseite der Vor­ richtung ist in Fig. 4 dargestellt. Auch hier ist wie­ der zu erkennen, das endlose Förderband 13, der Reaktions­ behälter 8 mit dem darüber angeordneten Antriebsmotor 7 für die Mischvorrichtung sowie der Filtratbehälter oder Absetzbehälter 4 und eine Filtratpumpe 14, die das im Absetzbehälter ansammelnde Filtrat abpumpt.

Schließlich ist aus Fig. 4 zu entnehmen, ein Getriebemotor 15, der eine Rolle 16 antreibt über die das endlose Förderband 13 läuft und in Umdrehung ver­ setzt wird.

Fig. 5 löst nun in Verbindung mit den vorange­ gangenen Figuren die gestellte Aufgabe. Wichtiges Ele­ ment dabei ist die Filtertrommel 1, die auf ihrem Man­ tel mit Ausnehmungen 17 versehen ist. Solche Ausnehmun­ gen 17 und Zungen oder Platten 18 sind gleichmäßig im dargestellten Ausführungsbeispiel über den Umfang der Filtertrommel 1 verteilt.

Aus Fig. 5 ist deutlich zu erkennen, daß die Filtertrommel in der Bucht 13′ des endlosen Förderban­ des liegt und von diesem getragen und geführt wird. Zur Sicherung der Führung sind die Ränder der Filtertrommel mit radial verlaufenden Ringflanschen 19 versehen.

Das endlose Förderband 13 läuft schließlich über Führungsrollen 20 und 20′, welche im Auslegerarm 21 an­ geordnet sind, und weiter über Führungsrollen 20′′ und 20′′′. Es ist sichtbar dazu die Rolle in der linken un­ teren Ecke der Fig. 5, wie sich das aus dem Verlauf des endlosen Förderbandes ergibt.

Oberhalb der angetriebenen Rolle 16 des Förder­ bandes 13 sind V-förmig Stangen 22 angeordnet (siehe auch Fig. 3) auf denen leerlaufende Rollen 23 gela­ gert sind die die Filterbandrolle 5 des Filterbandvor­ rats tragen. Aufgrund der V-förmigen Anordnung der Stangen mit den Rollen fällt die volle Filterbandvorrats­ rolle mit abnehmendem Durchmesser auf das darunter lie­ gende Stangenpaar.

Wenn der Vorrat an Filterband schließlich voll­ ständig verbraucht ist, fällt der Kern der Rolle auf die unterste Stange 22′, die unter der Last des Kernes einen Schaltvorgang auslöst, der entweder darin besteht, daß die Vorrichtung abgeschaltet wird oder ein Signal auslöst, welches anzeigt, daß eine neue Vorratsrolle eingelegt werden muß.

Es ist also zu erkennen, daß die Filtertrommel 1 in einer Bucht 13′ des angetriebenen endlosen Förderban­ des 13 liegt und daß zwischen der äußeren Oberfläche des Mantels der Filtertrommel und der zugekehrten Oberfläche des endlosen Förderbandes das Filterband 24 mitgenommen wird, wenn das Förderband läuft.

Das Förderband drückt das Filterband 24 gegen die äußere Mantelfläche der Filtertrommel 1, wodurch die Ausnehmungen 17 im Mantel der Filtertrommel abgedeckt sind. Das Filterband läßt nur Flüssigkeit hindurch.

Der sich bildende und gebildete Niederschlag in dem aufzubereitenden Abwasser kann also nicht das Fil­ terband hinaustragen, sondern sammelt sich auf dieser Fläche, die frei zutage liegt, des Filterbandes und der zugekehrten Oberfläche der sehnenartig angeordne­ ten Zungen oder Platten 18, die mit dem Filter­ band zusammen eine Tasche bilden, an.

Wenn also die entsprechende Flockenbildung in dem Abwasser mit dem darin enthaltenden Trennmittel sich gebildet hat, wird es aus dem Reaktionsbehälter 8 über die Leitung 25 in den Innenraum der Filtertrom­ mel 1 eingeleitet und fließt durch das Filterband in den darunter befindlichen Sammelraum oder Absetzbe­ hälter 4.

Das Sediment bleibt auf den Flächen des Fil­ terbandes in den Ausnehmungen 17 liegen und häuft sich dort mehr und mehr an. Bei der Aufwärtsbewegung der Filtertrommel, deren Drehrichtung entsprechend dem Pfeil D verläuft, bleibt es unter dem Einfluß der Schwerkraft in diesen Taschen 26 und bleibt dann schließlich auf dem Filterband kleben, welch letz­ teres, wie bei 27 gezeigt, das Sediment mitnimmt. Das Sediment ist durch die schraffierten Häufungen 28 veranschaulicht.

Das Filterband mit dem Sediment wird nun bei 29 abgeworfen, was in üblicher Weise geschehen kann, auf ein weiteres Förderband. Das sich sammelnde Fil­ trat wird mittels der Filtratpumpe 14 abgepumpt.

Die Filtertrommel hat geschlossene Wände, mit Ausnahme der innen liegenden Stirnwand, die mit einer Ausnehmung 30 versehen ist, durch welche die Rohrleitung 25 hindurchragt.

Der Auslegerarm 21, der lösbar an der Vorrich­ tung befestigbar ist, kann jede Länge haben. Mit An­ bringung solcher Auslegerarme muß dann natürlich ein endloses Förderband 13 eingesetzt werden, welches den neuen Abmessungen entspricht. Das endlose Förderband kann im Auslegerbereich durch Tragbleche oder Stege unterstützt sein. Die waagerechte Schraffierung 32 stellt die das Sediment enthaltende Flüssigkeit dar.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Abtrennung von Feststoffen aus ei­ ner Flüssigkeit durch Filtration, insbesondere zur Abtrennung von Feststoffen aus Industrieabwässern oder aus verbrauchten Emulsionen unter Verwendung eines Trennmittels, eines Reaktionsbehälters und eines Absetzbehälters, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Absetzbehälter (4) eine schwimmend in einer Bucht (13′) des perforierten endlosen Förderban­ des (13) gelagerte Filtertrommel (1) vorgesehen ist, die Ausnehmungen im Trommelmantel besitzt, wel­ che in dem Innenraum der Filtertrommel durch sehnen­ artig sich erstreckende Zungen (18) überdeckt sind und daß zwischen der äußeren Oberfläche der Filter­ trommel (1) und dem endlosen Förderband (13) ein Filterband (24) liegt und der Antrieb auf das För­ derband (13) erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sehnenartigen Zungen (18) in der Filtertrom­ mel (1) mit ihren freien Enden in Umlaufrichtung D der Filtertrommel weisen und keilförmige Taschen in Verbindung mit dem Filterband (24) bilden, welche die Öffnungen in der Trommel nach außen abdecken.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das endlose Förderband, das das Fil­ terband (24) von einem Rollenvorrat (5) abzieht, der auf v-förmig zueinander angeordneten Rollen (22) drehbar gelagert ist, wobei die unterste Rollenla­ gerung (22′) so angeordnet ist, daß der nach Abzug des gesamten Filterbandes verbleibende Kern der Rolle auf diese fällt und ein Signal auslöst.

4. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit mit dem darin suspendierten Sediment in das Innere der Filtertrommel eingeleitet wird und die sich zu­ folge der Anordnung der Öffnungen im Mantel der Filtertrommel und des Filterbandes unterhalb der Zungen ansammelt, bei der Umlaufbewegung der Trom­ mel unter dem Einfluß der Schwerkraft verdichtet und entwässert wird und schließlich auf das Filterband überführt wird, wenn sich das Filterband von der Trommeloberfläche trennt.