DE3843028A1

DE3843028A1 - Process and apparatus for the separation of poorly filterable suspensions in a filter press

Info

Publication number: DE3843028A1
Application number: DE19883843028
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl Ing Eggersdorfer; Evangelos Dr Gidarakos; Hans-Joachim Dipl Ing Hampel; Alfons Dipl Ing Koehling; Karl-Heinz Dipl Ing Scherer
Original assignee: Battelle Institut eV
Current assignee: Battelle Institut eV
Priority date: 1988-12-21
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1990-06-28

Abstract

Process and apparatus for the separation of the solid and liquid constituents of poorly filterable suspensions in a filter press, achieving a high filtration efficiency virtually constant over the filtration period and a very low residual moisture of the filter cake exclusively by the simultaneous action of a pressure difference and an electric field, the apparatus for carrying out the process requiring, as a modification of the filter press, only the arrangement of electrodes in all of the filter chambers of the press and, in this case, preferably in the chamber centre, one electrode (2) connected as an anode is arranged in the filtration space (6) and in each case two electrodes (5) connected as cathodes are arranged outside the space (6) on both sides of the filter plates (4) over which are stretched filter cloths (3). As a result of the surprising combined action of the pressure and the electric field, disadvantageous further measures and, in particular, additives in the filtration and, also, subsequent measures in many cases can be dispensed with. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrich tung zur Trennung der festen und flüssigen Bestandteile schlecht filtrierbarer Suspensionen in einer Filterpresse.The invention relates to a method and a Vorrich device for the separation of solid and liquid components Suspensions that are difficult to filter in a filter press.

Filterpressen weisen eine große Anzahl von mit Filtertü chern bespannten Filterplatten, die jeweils Filtrationsräu me begrenzen, sowie Vorrichtungen für den Zulauf der Sus pension und den Ablauf des Filtrats auf. Als treibende Kraft für die Trennung der Fest/Flüssig-Phasen wirkt der Suspensionsdruck, der im Regelfall mittels einer Pumpe aufgebracht wird. Filterpressen arbeiten diskontinuier lich und können nahezu universell eingesetzt werden.Filter presses have a large number of with filter doors chern covered filter plates, each filtration space limit me, as well as devices for the inlet of the Sus pension and the discharge of the filtrate. As a driving force The force for separating the solid / liquid phases acts Suspension pressure, which is usually by means of a pump is applied. Filter presses work discontinuously Lich and can be used almost universally.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die Filtration schlecht filtrierbarer, feinkörniger Suspensionen. Im Vergleich zu anderen Fest/Flüssig-Trennverfahren und Ein richtungen hierfür, wie Trommelfilter, Dekanter und Siebbandpressen, werden im allgemeinen eine weitgehendere Entwässerung und damit eine geringere Restfeuchtigkeit im Filterkuchen bei derartigen Suspensionen erreicht.Filtration is a preferred field of application difficult to filter, fine-grained suspensions. in the Comparison to other solid / liquid separation processes and one directions for this, such as drum filters, decanters and Belt presses are generally a more extensive one Drainage and therefore a lower residual moisture in the Filter cake achieved with such suspensions.

Langsam und sehr langsam filtrierende Suspensionen fallen in unterschiedlichsten Bereichen der Technik an. Bei spiele finden sich in der Behandlung von Abwässern (Klär schlamm aus kommunalen und industriellen Kläranlagen), Aufbereitung von Bauxit in der Aluminiumindustrie und z.B. bei der Herstellung von Pigmenten und Abtrennung bio logischer Produkte. Es handelt sich hierbei häufig um kom pressible, feinkörnige, aus Agglomeraten aufgebaute Fil terkuchen und auch um voluminöse gallertartige Schlämme.Slowly and very slowly filtering suspensions fall in various areas of technology. At Games can be found in the treatment of waste water (clarification sludge from municipal and industrial wastewater treatment plants), Processing of bauxite in the aluminum industry and e.g. in the production of pigments and separation bio logical products. These are often com pressible, fine-grained fil made of agglomerates cake and also voluminous gelatinous sludge.

Bei der Filtration derartiger Suspensionen in einer Filter presse fällt die Filtrationsleistung rasch auf einen sehr geringen Wert ab. Infolgedessen ergeben sich lange Filter zeiten, und die Restfeuchte des Filterkuchens ist hoch. Daher sind die Investitions- und Betriebskosten für die Entwässerung solcher Suspensionen sehr hoch, und es ist zudem wegen der hohen Restfeuchte für die weitere Verar beitung des Filterkuchens eine energieintensive Trock nung erforderlich. Maßnahmen, die zur Erhöhung der Fil trationsleistung und zu einer weitgehenderen Entfeuch tung des Filterkuchens führen, kommt folglich eine besondere Bedeutung zu.When filtering such suspensions in a filter The filtration performance quickly drops to a very high low value. As a result, long filters result times, and the residual moisture in the filter cake is high. Therefore, the investment and operating costs for the Drainage of such suspensions is very high, and it is also because of the high residual moisture for further processing processing of the filter cake an energy-intensive drying required. Measures to increase the fil performance and to a greater dehumidification lead of the filter cake, there is consequently one special meaning too.

Eine wichtige apparative Weiterentwicklung der Filter pressen erfolgte in den letzten Jahren durch Einbau von Membranen, mit denen die Filterkuchen vor dem Entleeren der Presse zusätzlich mechanisch ausgepreßt werden. Hier bei kommt es jedoch durch den hohen Druck zu einer Ver dichtung der Filterkuchen und zu einer Verschließung der Poren. Hierdurch wird wiederum eine weitergehende Entwäs serung behindert.An important technical development of the filter pressing has been carried out in recent years by installing Membranes with which the filter cake before emptying the press can also be pressed mechanically. Here however, the high pressure leads to a ver seal the filter cake and to seal the Pores. This in turn leads to further draining hindered.

Weiter ist bekannt, daß die Filtrationsleistung schwer ent wässerbarer Schlämme wie z.B. Schlamm aus kommunalen Klär anlagen durch Zusatzstoffe wie Branntkalk, Asche u.ä. verbessert werden kann. Gleichzeitig kann hierdurch die Restfeuchte vermindert werden. Es fallen jedoch direkte Betriebskosten für diese zuzusetzenden Stoffe an; dar über hinaus wird das zu transportierende und deponierende Schlammvolumen durch diese Stoffe erhöht. Da sie im Filter kuchen verbleiben, ist diese Maßnahme zudem nur auf Abfall schlämme anwendbar.It is also known that the filtration performance is difficult waterable sludges such as Mud from municipal sewage plants with additives such as quicklime, ash, etc. can be improved. At the same time, the Residual moisture can be reduced. However, direct fall Operating costs for these substances to be added; represents what is to be transported and deposited is also Sludge volume increased by these substances. Since they're in the filter remain cake, this measure is also only on waste sludge applicable.

Reicht die mit den oben aufgeführten Maßnahmen erzielte Reduzierung der Restfeuchte noch nicht aus, z.B. wenn der Klärschlamm anschließend zur Beseitigung deponiert oder verbrannt werden soll, können weitere Maßnahmen ge gebenenfalls auch außerhalb der Filterpresse erforderlich werden. Im Regelfall kommen hier thermische Nachbehand lungsverfahren zur Anwendung, wobei jedoch der hohe appa rative Aufwand und vor allem der hohe Energieaufwand von Nachteil sind.Reaches those achieved with the measures listed above Not yet reducing the residual moisture, e.g. if the sewage sludge is then deposited for disposal or should be burned, further measures can be taken may also be required outside the filter press will. As a rule, thermal aftertreatment comes here application process, but the high appa rative effort and especially the high energy consumption of Disadvantage.

Weiterhin ist die Anwendung elektrischer Felder zur Tren nung von Supensionen bekannt. Eine Beschreibung dieser elektrophoretische und elektroosmotische Kräfte aus nutzenden und als Elektrofiltration bezeichneten Maßnahme findet sich z.B. im Abschnitt "Electrokinetics and Elec trofiltration" von P. Krishnaswamy und P. Klinkowski in Advances in Solid/Liquid Separation, herausgeg. v. H.S. Muralidhara. In einer elektrochemischen Zelle, die durch ein Diaphragma geteilt ist, wandern Teilchen unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes und werden dort als Fil terkuchen abgeschieden. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß hierbei nur geladene Teilchen wandern und die Wanderungsgeschwindigkeit zudem von Art und Größe der Teil chen abhängt. Insbesondere bei Suspensionen mit einer breiten Teilchengrößenverteilung wie z.B. beim Klärschlamm kann es zu einer unerwünschten Klassierung der unter schiedlichen Teilchen kommen. Somit ist die Anwendung die ses Verfahrens weitgehend auf monodisperse Systeme be schränkt.Furthermore, the application of electric fields to the door known of superiors. A description of this electrophoretic and electroosmotic forces measure used and referred to as electrofiltration can be found e.g. in the section "Electrokinetics and Elec trofiltration "by P. Krishnaswamy and P. Klinkowski in Advances in Solid / Liquid Separation, ed. v. H.S. Muralidhara. In an electrochemical cell made by a diaphragm is divided, particles migrate under the Influence of an electric field and are there as Fil cake separated. A disadvantage of this method is that only charged particles migrate and the Migration speed also depends on the type and size of the part depends on. Especially for suspensions with a wide particle size distribution such as with sewage sludge can lead to an undesirable classification of the under different particles come. So the application is the This method largely relies on monodisperse systems limits.

Auch die US-PS 45 61 953 befaßt sich mit den Besonderhei ten bei der elektrophoretischen Filtration. Dort wird vorgeschlagen, zur Unterstützung der Filtration gleich zeitig ein elektrisches Feld und ein akustisches Feld (Schall und Ultraschall) anzuwenden, wobei sich bei dieser gleichzeitigen Anwendung beider Felder sowohl die Filtrationsleistung erhöht als auch die Restfeuchte erniedrigt und der Energiebedarf geringer ist als im Fall der Anwendung nur eines elektrischen oder nur eines akustischen Feldes.The US-PS 45 61 953 deals with the special electrophoretic filtration. There will proposed to support filtration the same early an electric field and an acoustic field (Sound and ultrasound) to be used, with this simultaneous application of both fields both the filtration performance increases as well as the residual moisture reduced and the energy requirement is lower than in If only one electrical or only one is used acoustic field.

Jedoch ist in technischen Einrichtungen zur Fest/Flüssig- Trennung die simultane Erzeugung elektrischer und aku stischer Felder nur unter großen Schwierigkeiten zu reali sieren. Insbesondere bei den hier betrachteten Filter pressen mit Filterflächen bis zu 2m×2m sind die Erzeugung eines gleichförmigen Ultraschallfeldes und die notwendige Anpassung an wechselnde Filterkucheneigenschaften nur mit hohem technischen Aufwand möglich. Weiterhin ist bei der sehr kompakten Bauweise von Filterpressen der für die Maß nahmen zur Schallfelderzeugung benötigte Raum wahrschein lich nicht verfügbar.However, in technical facilities for solid / liquid Separation the simultaneous generation of electrical and acu fields with great difficulty sieren. Especially with the filters considered here presses with filter areas up to 2m × 2m are the production of a uniform ultrasonic field and the necessary Adaptation to changing filter cake properties only with high technical effort possible. Furthermore, the very compact design of filter presses for the measure perceived space needed to generate sound fields not available.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Verfahren zu überwinden und ein Verfahren anzugeben, das die Entwässerung schlecht fil trierbarer Suspensionen in einer Filterpresse mit deut licher Erhöhung der Filtrationsleistung und vor allem mit einer merklich geringeren Restfeuchte des Filterkuchens ermöglicht. Ferner soll eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens angegeben werden.The present invention is based on the object To overcome disadvantages of the known methods and a Specify a procedure that the drainage fil poor portable suspensions in a filter press with deut Licher increase in filtration performance and especially with a noticeably lower residual moisture in the filter cake enables. Furthermore, a device for carrying out of this procedure.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 bzw. 4 gelöst.This object is the subject of the claim 1 or 4 solved.

Durch die im erfindungsgemäßen Verfahren gleichzeitige Wirkung einer Druckdifferenz und eines elektrischen Feldes ergibt sich in überraschender Weise allein durch diese Maßnahmen eine deutliche Erhöhung der Filtrationsleistung im Vergleich zu einer normalen Filterpresse. Ohne bisher nach dem Stand der Technik für notwendig gehaltene zusätzliche Maßnahmen, wie die Verwendung von Zusatzstoffen oder die Kombination des elektrischen Feldes mit einem akustischen Feld, wird eine unerwartet hohe Filtrations leistung, die praktisch während der gesamten Filtrations dauer konstant ist und erst am Ende nach vollständiger Füllung der Filterkammern langsam abfällt, erzielt.By the simultaneous in the inventive method Effect of a pressure difference and an electric field surprisingly results from this alone Measures a significant increase in filtration performance compared to a normal filter press. Without previously considered necessary according to the prior art additional measures, such as the use of additives or the combination of the electric field with a acoustic field, becomes an unexpectedly high filtration performance that is practical throughout the filtration process duration is constant and only at the end after more complete Filling of the filter chambers slowly drops, achieved.

Im Vergleich zur Filtration unter ausschließlich wirkender Druckdifferenz ist die durch den gleichzeitigen Einfluß des elektrischen Feldes erreichte Restfeuchte im Filterkuchen deutlich geringer. Es kann allein durch Anlegen des zusätz lichen elektrischen Feldes eine weitgehende Entfeuchtung des Filterkuchens erzielt werden. Anschließende Maßnahmen zur Reduzierung der Restfeuchtigkeit können infolgedessen in vielen Anwendungsbereichen entfallen.Compared to filtration with only acting Pressure difference is caused by the simultaneous influence of the electric field reached residual moisture in the filter cake much lower. It can be done simply by adding the additional extensive electrical dehumidification of the filter cake can be achieved. Subsequent measures can consequently reduce residual moisture in many areas of application.

Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß die Verwendung von Zusatzstoffen und/oder Chemikalien sich erübrigt. Einmal werden somit direkte Betriebskosten ein gespart, zum anderen wird die Menge des Abfalls nicht erhöht.A major advantage of the method is that the use of additives and / or chemicals themselves superfluous. For one thing, direct operating costs become one saved, on the other hand, the amount of waste is not elevated.

Ein wichtiger Vorteil aus dem erfindungsgemäß möglichen Verzicht auf den Zusatz von Chemikalien besteht darin, daß auch Suspensionen filtriert werden können, bei denen der Zusatz von Chemikalien oder anderen Stoffen nicht zulässig ist, weil diese z.B. bei der Weiterverarbeitung der Pro dukte störend wirken können.An important advantage of what is possible according to the invention Dispensing with the addition of chemicals is that suspensions can also be filtered, in which the Addition of chemicals or other substances is not permitted is because this e.g. when processing the Pro products can be disruptive.

Auch kann die konstant hohe Filtrationsleistung ohne eine in Filterpressen technisch kaum realisierbare Einrichtung zur Überlagerung eines akustischen Feldes erzielt werden.The constant high filtration performance can also be achieved without a Device that is technically hardly feasible in filter presses to be superimposed on an acoustic field.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist technisch einfach und kostengünstig realisierbar. Es können bereits vorhandene Filterpressen mit geringem Aufwand modifiziert werden, ohne daß grundsätzliche Umbauten nötig wären.The device according to the invention is technically simple and realizable at low cost. It can already exist Filter presses can be modified with little effort that fundamental modifications would be necessary.

Die außerhalb des Filtrationsraums angeordneten Elektroden, die vorzugsweise als Kathoden geschaltet sind, unterliegen keiner direkten Anströmung der bewegten Teilchen. Durch Anordnung einer Mittelelektrode, die vorzugsweise als Anode geschaltet ist, jeweils in der Kammermitte reichen während der gesamten Filtrationsdauer geringe Spannungswerte aus, um einen konstanten Strom einzustellen. Durch Anlegen einer Wechselspannung kann die sich gegebenenfalls nachteilig auswirkende feste Bewegungsrichtung bei Teilchen gleicher Ladung ausgeschaltet werden.The electrodes located outside the filtration room, which are preferably connected as cathodes no direct inflow of the moving particles. By Arrangement of a center electrode, preferably as an anode is switched, range in the middle of the chamber during low voltage values during the entire filtration period in order to to set a constant current. By creating one AC voltage can be disadvantageous effective fixed direction of movement for particles of the same Charge can be switched off.

Im folgenden werden das erfindungsgemäße Verfahren sowie die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigenThe method according to the invention and the device for performing the method based on the Drawings explained in more detail. Show it

Fig. 1 die schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 1 is a schematic sectional view of an embodiment of the device according to the invention,

Fig. 2 ein Diagramm, in dem die mit der Vorrichtung aus Fig. 1 in einem ersten Versuch ohne und in einem zweiten Versuch mit zusätzlicher Einwirkung eines elektrischen Feldes ermittelten Werte der Fitrationsleistung in Ab hängigkeit von der Zeit aufgetragen sind, und Fig. 2 is a diagram in which those values with the apparatus of Fig. 1 in a first test, without and in a second experiment with additional action of an electric field values of the Fitrationsleistung are plotted in dependency from the time, and

Fig. 3 ein Diagramm, in dem die mit der Vorrichtung aus Fig. 1 in einem dritten Versuch, in dem das elektrische Feld erst nach Abfall der Filtrationsleistung auf einen geringen Wert zugeschaltet wurde, ermittelten Werte der Filtrations leistung in Abhängigkeit von der Zeit aufgetragen sind. Fig. 3 is a diagram in which the determined with the device of Fig. 1 in a third experiment, in which the electric field was switched on only after the filtration performance to a low value, values of the filtration performance are plotted as a function of time .

Im in Fig. 1 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in einem Filter rahmen 1 in an sich bekannter Weise einen Filtrationsraum 6 einschließende, mit Filtertüchern 3 bespannte Filterplatten 4 vorgesehen. In der Mitte des Filterrahmens 1 und Filtra tionsraumes 6 ist darüber hinaus eine Elektrode 2, die wie in der Zeichnung vorzugsweise als Anode ausgebildet und geschaltet ist, angeordnet. Es werden zwei Gegenelektroden 5, die wie im dargestellten Ausführungsbeispiel vorzugs weise als Kathoden ausgebildet und angeschlossen sind, ver wendet, wobei jeweils eine Kathode 5 auf der dem Filtra tionsraum 6 abgewandten Seite jeder der bespannten Filter platten 4 außerhalb des Filtrationsraumes angeordnet ist.In the in Fig. 1 schematically illustrated embodiment of the device according to the invention are in a filter frame 1 in a known manner a filtration chamber 6 inclusive, with filter cloths 3-covered filter plates 4 are provided. In the middle of the filter frame 1 and Filtra tion space 6 is also an electrode 2 , which is preferably designed and connected as an anode as shown in the drawing. There are two counterelectrodes 5 , which, as in the exemplary embodiment shown, are preferably designed and connected as cathodes, ver, each with a cathode 5 on the side facing away from the filtration chamber 6 of each of the strained filter plates 4 is arranged outside the filtration chamber.

Der Zulauf der zu filtrierenden Suspension in den Filtra tionsraum 6 sowie auch der Ablauf des Filtrats erfolgen durch in den gebräuchlichen Filterpressen verwendete Kanäle, die durch fluchtende Bohrungen im Filterrahmen und in den Filterplatten realisiert sind und auf deren Dar stellung verzichtet wurde.The inflow of the suspension to be filtered into the filtration chamber 6 and also the outflow of the filtrate take place through channels used in the usual filter presses, which are realized by aligned bores in the filter frame and in the filter plates and whose representation has been dispensed with.

Als Elektroden eignen sich Netze oder Streckmetalleinsätze mit großer Maschenweite, die den Filtratfluß nicht oder nur außerordentlich wenig behindern. Als Anodenmaterial werden vorzugsweise platiniertes Titan oder Tantal verwendet, Materialien, die ausreichend korrosionsbeständig sind und nahezu für alle Suspensionsmedien einsetzbar sind. Für die außerhalb des Filtrationsraumes angeordneten Kathoden können bei nicht allzu aggressiven Medien auch Edelstahl netze oder ebenfalls Netze oder Streckmetall aus Titan oder Tantal eingesetzt werden. Im Ausführungsbeispiel wurde eine in den Rahmen mittig eingebaute Anode 2 aus platiniertem Streckmetall verwendet. Die Kathoden 5 bestanden aus Edel stahlgewebe.Nets or expanded metal inserts with a large mesh size are suitable as electrodes, which do not or only extraordinarily impede the flow of filtrate. Platinized titanium or tantalum is preferably used as the anode material, materials that are sufficiently corrosion-resistant and can be used for almost all suspension media. Stainless steel nets or nets or expanded metal made of titanium or tantalum can also be used for the cathodes arranged outside the filtration space in the case of media which are not too aggressive. In the exemplary embodiment, an anode 2 made of platinized expanded metal was installed in the center of the frame. The cathodes 5 consisted of stainless steel mesh.

In den im folgenden beschriebenen Versuchen zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde nur eine Filter kammer mit den oben angegebenen Elektrodenanordnungen benutzt. Die Kammerbreite der verwendeten Laborfilterpresse betrug 25mm, wobei sich mit einer Filterfläche von 2×190cm² ein Filterkuchenvolumen von 475cm³ ergab. Der nach gebräuchlichen Verfahren, z.B. mit Hilfe einer Pumpe, erzeugte Filtrationsdruck betrug 12 bar.In the experiments described below to explain the method according to the invention, only a filter chamber with the electrode arrangements specified above was used. The chamber width of the laboratory filter press used was 25 mm, with a filter area of 2 × 190 cm ² resulting in a filter cake volume of 475 cm ³ . The filtration pressure generated by conventional methods, for example using a pump, was 12 bar.

Als Beispiel für eine schlecht filtrierbare Suspension wurde Klärschlamm aus einer kommunalen Kläranlage, und zwar Schlamm nach dem Faulturm eingesetzt. Dieser Schlamm hat einen Feststoffgehalt von ungefähr 5 Masse-% und kann mit einem Vakuumtrommelfilter bis zu einem Feststoffgehalt von 20 Masse-% bis zu 30 Masse-% und in einer gebräuchlichen Filterpresse bis zu einem Feststoffgehalt von 25 Masse-% bis zu 40 Masse-% entwässert werden. Im letztgenannten Fall liegt die Restfeuchte des Filterkuchens bei ungefähr 60% bis 70%. Die Betriebszeit der Filterpresse, d.h. die Zeit bis zur vollständigen Füllung des Filtrationsraumes mit dem Filterkuchen, ist von der Art der Suspension und der gewünschten Restfeuchte des Filterkuchens abhängig und beträgt für derart schlecht filtrierbare Suspensionen im Regelfall mehrere Stunden.As an example of a suspension that is difficult to filter was sewage sludge from a municipal sewage treatment plant, namely Mud used after the digestion tower. This mud has a solids content of approximately 5% by mass and can with a vacuum drum filter up to a solids content of 20 mass% up to 30 mass% and in a common Filter press up to a solids content of 25% by mass up to 40% by mass can be dewatered. In the latter case the residual moisture of the filter cake is approximately 60% up to 70%. The operating time of the filter press, i.e. the time until the filtration space is completely filled with the Filter cake, is of the type of suspension and the desired residual moisture of the filter cake and for such poorly filterable suspensions Usually several hours.

Als wichtige Kenngrößen zur Beurteilung des erfindungs gemäßen Verfahrens wurden die Filtrationsleistung und die Restfeuchte des Filterkuchens bestimmt. Dabei wurde die Filtrationsleistung durch Messung der leicht zugänglichen Filtratmenge in Abhängigkeit von der Filtrationsdauer bestimmt. Die Feuchtigkeit des Filterkuchens, die während des Filtrationsversuchs immer weiter abnimmt, ist einer direkten Messung nicht ohne weiteres zugänglich. Sie kann während der Filtrationsdauer aus Versuchsdaten, wie der in die Kammer zugeführten Suspensionsmenge und der gewonnenen Filtratmenge, lediglich abgeschätzt werden. Die genaue Be stimmung der Restfeuchte erfolgte daher nach Beendigung der Versuche gravimetrisch durch Trocknung einer Probe.As important parameters for assessing the fiction According to the procedure, the filtration performance and the Residual moisture of the filter cake determined. The Filtration performance by measuring the easily accessible Amount of filtrate depending on the filtration time certainly. The moisture of the filter cake that during of the filtration attempt continues to decrease, is one direct measurement not easily accessible. she can during the filtration period from experimental data, such as that in the amount of suspension fed and the recovered Amount of filtrate, can only be estimated. The exact loading The residual moisture was therefore adjusted after the end of the Try gravimetrically by drying a sample.

Im ersten Versuch wurde der oben angegebene Klärschlamm aus einem Vorratsbehälter in die Kammer der in Fig. 1 skizzierten Vorrichtung bzw. Laborfilterpresse eingeleitet und mit einem Druck von 12 bar beaufschlagt. Als Referenz versuch zur Gewinnung der Daten des Betriebsverhaltens einer gebräuchlichen Filterpresse wurde im ersten Versuch keine Spannung an die Elektroden angelegt.In the first experiment, the above-mentioned sewage sludge was introduced from a storage container into the chamber of the device or laboratory filter press outlined in FIG. 1, and a pressure of 12 bar was applied. As a reference attempt to obtain data on the operating behavior of a conventional filter press, no voltage was applied to the electrodes in the first attempt.

In Fig. 2 ist die in diesem Versuch durch Messung der Fil tratmenge in Abhängigkeit von der Versuchszeit ermittelte Filtrationsleistung in l/(m²h) auf der Ordinate gegen die Versuchszeit in Stunden auf der Abszisse aufgetragen. Die zugehörige Kurve I zeigt deutlich, daß die Filtrations leistung innerhalb kurzer Zeit auf einen geringen Wert abfällt. Bereits nach vier Stunden ist die Filtrations leistung auf unter ein Drittel ihres anfänglichen Wertes abgesunken. Für eine angestrebte weitgehende Entwässerung ergeben sich damit unwirtschaftlich lange Filtrationszeiten und eine zu hohe Restfeuchte.In Fig. 2, the filtration rate determined in this experiment by measuring the amount of filtration as a function of the experimental time is plotted in l / (m ² h) on the ordinate against the experimental time in hours on the abscissa. The associated curve I clearly shows that the filtration performance drops to a low value within a short time. After just four hours, the filtration performance dropped to less than a third of its initial value. For a desired extensive drainage, this results in uneconomically long filtration times and excessive residual moisture.

Im zweiten Versuch wurde unter sonst gleichen Bedingungen entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren, zusätzlich zur wirksamen Druckdifferenz, ein elektrisches Feld ange legt. Zunächst wurde der Spannungswert auf 9 V eingeregelt und es wurde der infolge dieser Spannung fließende Strom von 1,4 A konstant gehalten. Mit zunehmendem Feststoffgehalt in der Filtrationskammer 6, d.h. mit zunehmendem Wider stand, stieg die anzulegende Spannung während der Versuchs dauer von insgesamt 24 h auf über 50 V an.In the second experiment, an electric field was applied under otherwise identical conditions in accordance with the method according to the invention, in addition to the effective pressure difference. First the voltage value was adjusted to 9 V and the current of 1.4 A flowing as a result of this voltage was kept constant. With increasing solids content in the filtration chamber 6 , ie with increasing resistance, the voltage to be applied rose during the test period from a total of 24 h to over 50 V.

Die Kurve II in Fig. 2 stellt die im zweiten Versuch gewon nenen Ergebnisse dar. Der Einfluß des elektrischen Feldes ist beim Vergleich der Kurven I und II deutlich zu er kennen. Nach einem deutlich geringeren und weniger steilen Abfall der anfänglich gemessenen Filtrationsleistung als in Kurve I in den ersten vier Stunden bis auf ungefähr 15 l/(m²h), bleibt die Filtrationsleistung über einen langen Zeitraum von ungefähr weiteren 14 Stunden praktisch konstant auf diesem relativ hohen Wert. Erst gegen Ende der Versuchszeit ist ein allmählicher Abfall der Filtrations leistung - bei bereits hohem erzielten Feststoffgehalt - zu beobachten. Die Filtrationsleistung nimmt in diesem Ab schnitt langsam ab und weist noch nach insgesamt 24 h einen deutlich höheren Wert auf als den im Versuch 1 bereits nach acht Stunden beobachteten und aufgetragenen Wert.Curve II in FIG. 2 represents the results obtained in the second experiment. The influence of the electric field can be clearly seen when comparing curves I and II. After a significantly smaller and less steep drop in the initially measured filtration capacity than in curve I in the first four hours to approximately 15 l / (m ² h), the filtration capacity remains practically constant over a long period of approximately another 14 hours high value. Only towards the end of the test period is a gradual decrease in filtration performance - to observe - with already high achieved solid content. The filtration performance slowly decreases in this section and, even after a total of 24 h, has a significantly higher value than the value observed and plotted in Test 1 after eight hours.

Als Ergebnis der insgesamt hohen Filtrationsleistung wird nicht nur eine größere Suspensionsmenge filtriert, sondern auch der Feststoffgehalt des Filterkuchens merklich erhöht und die Restfeuchte entsprechend erniedrigt.Dies wird auch durch den Vergleich des durch Trocknung bestimmten Fest stoffgehalts vom Filterkuchen für beide Versuche bestätigt.As a result of the overall high filtration performance not only filtered a larger amount of suspension, but the solids content of the filter cake also increased significantly and the residual moisture is reduced accordingly by comparing the solid determined by drying Content of the filter cake confirmed for both tests.

Im Versuch I wurde nach einer Versuchszeit von 12 h ein Feststoffgehalt von 30 Masse-% erzielt, d.h. eine Rest feuchte von 70% erreicht. Dieser Wert entspricht der praktischen Erfahrung bei der Entwässerung von Klärschlamm mit gebräuchlichen Filterpressen. Auch bei einer Verdopp lung der Versuchszeit würde dieser Wert aufgrund der geringen Filtrationsleistung nur noch wenig ansteigen.In trial I, after a trial period of 12 hours, a Solids content of 30% by mass achieved, i.e. a rest humidity of 70% reached. This value corresponds to the practical experience in sewage sludge dewatering with common filter presses. Even with a double test time, this value would be due to the low filtration rate only increase slightly.

Im Versuch 2 wurde am Ende der Versuchszeit ein Fest stoffgehalt von 56,6 Masse-%, entsprechend einer Rest feuchte von 43,4%, erreicht. Dieser Wert kann auch aus der Suspensionsmenge und der Filtrationsleistung abgeschätzt werden. Der hohe Feststoffgehaltwert liegt weit oberhalb und der niedrige Wert der Restfeuchte weit unterhalb aller mit gebräuchlichen Filterpressen erzielbaren Werte.In experiment 2 there was a party at the end of the trial period substance content of 56.6% by mass, corresponding to a remainder humidity of 43.4%. This value can also be taken from the Amount of suspension and the filtration performance estimated will. The high solids content value is far above and the low value of the residual moisture far below all values achievable with common filter presses.

Um den Einfluß einer möglichen Alterung des Schlamms auf das Versuchsergebnis auszuschließen, wurde in einem dritten Versuch zu Anfang, wie im Versuch 1, nur mit Druckbeaufschla gung und ohne elektrisches Feld filtriert. Nach 4 Stunden Versuchszeit, nachdem die Filtrationsleistung bereits auf den oben erwähnten niedrigen Wert abgefallen war, wurde das elektrische Feld zugeschaltet.To see the influence of possible aging of the sludge Excluding the test result was done in a third At the beginning of the experiment, as in experiment 1, only with pressurization and filtered without an electric field. After 4 hours Trial time after the filtration performance is already on had dropped from the low value mentioned above, it became electric field switched on.

Das Ergebnis dieses dritten Versuchs ist in Fig. 3 darge stellt, wobei wiederum die ermittelte Filtrationsleistung in l/(m²h) gegen die Versuchszeit in Stunden aufgetragen ist.The result of this third test is shown in Fig. 3 Darge, again the filtration performance determined in l / (m ² h) is plotted against the test time in hours.

Der rasche Abfall der ermittelten Kurve in den ersten 4 Stunden ohne zusätzlich wirkendes elektrisches Feld entspricht im wesentlichen dem von Kurve I in Fig. 2. Wird nach Ablauf der vier Stunden das elektrische Feld einge schaltet, so steigt die Filtrationsleistung sprunghaft auf den hohen Wert von ungefähr 15 l/(m²h) an, der bereits in Kurve II der Fig. 2 zu diesem Zeitpunkt beobachtet wurde, und hält diesen Wert im weiteren Verlauf wie in Kurve II.The rapid drop in the determined curve in the first 4 hours without an additional electric field essentially corresponds to that of curve I in FIG. 2. If the electric field is switched on after the four hours have passed, the filtration output suddenly increases to the high value of about 15 l / (m ² h), which was already observed in curve II of FIG. 2 at this time, and keeps this value in the further course as in curve II.

Der dritte Versuch zeigt somit klar, daß die vorteilhaft hohe und konstant bleibende Filtrationsleistung, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung erzielt wird, allein auf die kombinierte Wirkung der Druck differenz und des elektrischen Feldes zurückzuführen ist.The third attempt clearly shows that it is advantageous high and constant filtration performance, which with the inventive method and the associated device is achieved solely on the combined effect of the pressure difference and the electrical field.

Im Ausführungsbeispiel wurde eine Gleichspannung an die Elektroden angelegt. Diese Spannung wird zu Beginn der Filtration so eingestellt, daß im Verlauf der Filtration mit ansteigendem Feststoffgehalt im Filterkuchen ein vorher betimmter Spannungsgrenzwert nicht überschritten wird.In the exemplary embodiment, a DC voltage was applied to the Electrodes applied. This tension is at the beginning of the Filtration adjusted so that in the course of the filtration with increasing solids content in the filter cake one before certain voltage limit is not exceeded.

Anstelle der Verwendung der Gleichspannung ist es auch möglich, eine pulsierende Gleichspannung oder eine Wechsel spannung an die Elektroden anzulegen. Dies kann von Vorteil sein, wenn aufgrund auftretender unterschiedlicher Ladungs träger eine vorbestimmte Bewegungsrichtung ungünstig wäre und eine einheitliche Bewegung für alle Ladungsträger mit wechselnder Bewegungsrichtung erzielt werden soll. Auf diese Weise kann gegebenenfalls auch eine nachteilige Abscheidung von Ladungsträgern auf der Elektrode im Fil trationsraum vermieden werden.Instead of using DC voltage, it is too possible a pulsating DC voltage or an AC apply voltage to the electrodes. This can be an advantage be if due to occurring different charge carrier a predetermined direction of movement would be unfavorable and a uniform movement for all load carriers alternating direction of movement should be achieved. On this may also be disadvantageous Deposition of charge carriers on the electrode in the fil tration room can be avoided.

Claims

1. A method for separating the solid and liquid constituents of parts of poorly filterable suspensions in a filter press in which a suspension passed into the filter chamber is exposed to a pressure difference, characterized in that the separation of the suspension in the filter chamber under the simultaneous action of the pressure difference and an electrical field is carried out.

2. The method according to claim 1, characterized, that the connection of the electric field in the beginning phase of separation by applying an electrical DC voltage to those arranged in each chamber of the filter press Electrodes.

3. The method according to claim 1, characterized, that the connection of the electric field in the beginning phase of separation by applying an electrical altern voltage or a pulsating DC voltage at in electrodes arranged in each chamber of the filter press he follows.

4. Device for performing the method according to one of claims 1 to 3, characterized in that in each two filter cloths ( 3 ) covered filter plates ( 4 ) which delimit a filtration space, filter chamber on send an electrode ( 2 ) in the middle the chamber and a counter electrode ( 5 ) on the side facing away from the filtration space of each filter plate are arranged outside of this space.

5. The device according to claim 4, characterized, that the electrodes are in the form of metal mesh or Expanded metal are formed.

6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the one electrode ( 2 ) in the middle of the filter chamber as an anode and the counter electrodes ( 5 ) outside the Fil trationskammer is or are connected as cathodes.

7. The method and device according to one of the claims 1 to 3 or 4 to 6, characterized, that the filter with the method or the device suspensions sludge and especially sewage sludge from municipal and industrial plants.

8. The method and device according to one of the claims 1 to 3 or 4 to 6, characterized, that the filter with the method or the device suspensions coal slurry, yeast suspensions, paper pulp, peat, ceramic mud, harbor silt and the like Suspensions difficult to filter include.