DE4205550A1 - Verfahren zum filtern von brauch- sowie prozesswasser und zum entwaessern von schlamm und filteranlage zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Filtern von Brauch- sowie Prozeßwasser und zum Entwässern von Schlamm, insbesondere von Papier, Kunststoffe, Minerale oder ähnliche Bestandteile enthaltendem Schlamm nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Filteranlage, bzw. zur Durchführung des Verfahrens, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.

Aus der DE-PS 27 16 977 ist eine Vorrichtung zum Entwässern von Schlamm, insbesondere Klärschlamm, bekannt, die aus einer Tragkonstruktion und einem an dieser hängend angeordneten, zylindrischen Schlauch aus biegeschlaffem, porösem Material besteht. Der der Aufnahme des Schlammes dienende Schlauch ist während des Entwässerns im unteren Bereich durch ein zusammengefaßtes bzw. zusammengezogenes Schlauchstück geschlossen.

Infolge der beim Zusammenfassen oder Zusammenziehen entstehenden hohen mechanischen Beanspruchung ist das den Verschluß des Schlauchfilters bildende Schlauchstück einem hohen Verschleiß unterworfen. Die Funktionsfähigkeit dieses Schlauchstückes als Verschluß und Teil der aktiven Gesamtfilterfläche kann nur für eine relativ geringe Anzahl von Öffnungs- und Schließbewegungen aufrechterhalten werden. Hieraus ergibt sich die Notwendigkeit intensiver Wartung und ggf. ein aufwendiger Austausch des Schlauches oder von Teilen desselben innerhalb kurzer Zeitabstände.

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Filtern von Brauch- sowie Prozeßwasser und Entwässern von Schlamm in senkrecht angeordneten Schlauchfiltern zu erreichen, ohne die dem Öffnen und Schließen des Filterelementes dienenden Bereiche desselben einer lokal begrenzt hohen Beanspruchung auszusetzen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren und einer Filteranlage der jeweiligen Gattung durch die im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 und 7 vermittelte Lehre gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen im wesentlichen darin, daß ein großer Teil der Filterfläche des Filterelementes am Austrag des Filterkuchens beteiligt ist und daß sich ein Zusammenfassen oder -ziehen des Filtermaterials am Filterboden erübrigt. Somit können unzulässig hohe Beanspruchungen des Filtermaterials vermieden werden.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, vor dem Absenken eines seiner Endbereiche das Filterelement von außen mit einer Flüssigkeit zu besprühen. Hierbei wird an der Innenseite des Filterelementes ein Gleitfilm gebildet, welcher den Austrag des Filterkuchens beim Absenken des entsprechenden Endes des Filterelementes begünstigt.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß zur gezielten Beeinflussung des pro Zeiteinheit aus dem Filterelement austretenden Volumenstromes an Filterkuchen die Senkgeschwindigkeit des betreffenden Endbereiches des Filterelementes während dessen Bewegung geändert wird.

Eine Reinigung des Filterelementes wird zweckmäßig erreicht, indem nach Abgabe des Filterkuchens der abgesenkte Endbereich des Filterelementes aus der tiefstmöglichen Position um einen geringen Betrag angehoben und daraufhin das Filterelement mit einer druckbeaufschlagten Flüssigkeit, bzw. entgegen der Filtrationsrichtung, besprüht wird. Hierdurch ist gewährleistet, daß der an der Filtration aktiv beteiligte Bereich des Filterelementes in seiner Gesamtheit gereinigt werden kann und dabei eine Trennung von Reinigungsflüssigkeit und Filterkuchen durch das Filterelement erfolgt.

Wird die Bewegung zur Wiederherstellung der Ausgangslage des abgesenkten Endbereiches des Filterelementes von einer reversierenden Vertikalbewegung dieses Endbereiches überlagert und wird während dieser Überlagerungsbewegung eine Flüssigkeit in das Filterelement geleitet, so kann infolge der ständigen Verformung des Filterelementes und der in der Flüssigkeit entstehenden kräftigen Turbulenzen eine wirksame Reinigung des Filterelementes von der Innenseite her erreicht werden. Als Flüssigkeit kommt zweckmäßig zu filterndes Brauch- oder Prozeßwasser zum Einsatz.

Weiterhin ist es von Vorteil, den den größeren Durchmesser aufweisenden Endbereich des Filterelementes mit dem Behälter lösbar zu verbinden und den Endbereich kleineren Durchmessers mit einer Vertikalbetätigung zu versehen.

Eine solche Anordnung erlaubt, gegenüber der Alternativlösung, den der Behälterwand näherliegenden Endbereich absenkbar auszubilden, eine ungehinderte Lageänderung des inneren Endbereiches. Bei dieser Ausführungsform kann zweckmäßig eine zwischen der Behälterwand und dem Filterelement angeordnete Reinigungsvorrichtung vorgesehen sein.

Eine Reinigungsvorrichtung bevorzugter Ausführung umgibt das Filterelement im wesentlichen ringförmig, ist vertikal verschiebbar und weist radial nach innen gerichtete Sprühdüsen auf.

Zur Erhaltung der Formstabilität des Filtermaterials während der Filtration, wie auch bei der Entleerung des Filterelementes und bei der Wiederherstellung des für die Filtration notwendigen Ausgangszustandes, besteht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung darin, an den Enden des Filterelementes je einen starren Tragring vorzusehen und das Filtertuch in seinem mittleren Bereich durch elastische Elemente mit der Behälterwand zu verbinden.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Zeichnungen, die eine mögliche Ausführungsform der Erfindung darstellen, näher erläutert werden.

Es zeigt

Fig. 1 ein für den Einsatz in einer Filteranlage vorbereitetes Filterelement,

Fig. 2 eine Filteranlage mit eingebautem Filterelement bei geöffnetem Behältermantel und längsgeschnittenem Filterelement,

Fig. 3 eine Filteranlage nach Fig. 2 mit zur Entfernung des Filterkuchens abgesenktem innerem Endbereich des Filterelementes.

Das in Fig. 1 dargestellte Filterelement 1 weist ein auf flexiblem, durchbiegungsfähigem und porösem Material bestehendes Filtertuch 2 in Form eines Schlauches auf. An den Enden unterschiedlichen Durchmessers des Filtertuches 2 sind über den Umfang verteilt Schlaufen 3, 4 ausgebildet, die starre Tragringe 5, 6 umschließen. An den Tragringen 5, 6 ist ein Durchbruch 7 vorgesehen, so daß die Tragringe 5, 6 durch Drehung in die vorgefertigten Schlaufen 3, 4 des Filtertuches 2 eingeschoben werden können. Im mittleren Bereich des Filtertuches 2 sind an dessen Außenseite Ösen 8 ausgebildet.

Bei einer Filteranlage gemäß Fig. 2 liegt der äußere Tragring 5 des Filterelementes 1 in mit der Behälterwand 9 starr verbundenen Auflagen 10. Der innere Tragring 6 ist mit einem Seil 11 verbunden und an diesem heb- und senkbar. Eine zwischen der Behälterwand 9 und der Außenseite des Filterelementes 1 angeordnete Reinigungsvorrichtung 12 weist einen, mit radial nach innen gerichteten Sprühdüsen 13 besetzten Sprühwasserverteilring 14 auf. Der Sprühwasserverteilring 14 ist an vertikal angeordneten Stäben 15 geführt und mittels einer Spindel 16 vertikal verschiebbar. Der Verschiebebewegung wird eine flexible, mit dem Sprühwasserverteilring 14 verbundene Leitung 17 zur Versorgung des Sprühwasserverteilrings 14 mit Reinigungsflüssigkeit eines vorwählbaren Drucks nachgeführt. Über den Umfang der Behälterwand 9 verteilte Federn 18 greifen in die am Filtertuch 2 vorgesehenen Ösen 8 ein.

In Vorbereitung des Filtervorganges werden die Tragringe 5, 6 des Filterelementes 1 auf ein etwa übereinstimmendes Höhenniveau gebracht, indem der innere, am Seil 11 hängende Tragring 6 des Filterelementes 1 angehoben wird. Die Endhöhe des inneren Tragringes 6 ist dabei durch die vom Material des Filtertuches 2 abhängige, maximal zulässige Füllhöhe des Filterelementes 1 mit zu entwässerndem Schlamm S bestimmt. Der danach in den Bereich zwischen äußerem und innerem Tragring 5, 6 eingeleitete Schlamm S verbleibt solange im Filterelement 1, bis eine von der Weiterbehandlung bzw. Verwendung des Filterkuchens K bestimmte Restfeuchte erreicht ist. Das Filtrat F wird währenddessen in einem nicht dargestellten Auffangbehälter gesammelt. Innerhalb des Entwässerungszeitraumes können zweckmäßig weitere Filteranlagen mit Schlamm S befüllt werden.

Für Papier, Kunststoffe und Minerale enthaltende Filterkuchen K liegt die Restfeuchte bei 10 bis 20%, welche auch bei längerem Verbleib des Filterkuchens K im Filterelement 1 nicht wesentlich unterschritten wird und hiernach einer erzielbaren Endfeuchte entspricht. Somit ist es nicht notwendig, eine relativ komplizierte, direkte Messung der Feuchte derartig zusammengesetzter Filterkuchen K vorzunehmen, da die Festlegung einer durchschnittlichen Entwässerungszeit eine ausreichend genaue Bestimmung der zu erreichenden Restfeuchte erlaubt.

Nach Erreichen der Endfeuchte des Filterkuchens K wird der Auffangbehälter für das Filtrat F durch einen Sammelbehälter für den Filterkuchen K ersetzt und der innere Tragring 6 des Filterelementes 1 bis zu seinem tiefstmöglichen Niveau, in dem das Filterelement 1 die Form eines Schlauches annimmt (Fig. 3), abwärts bewegt. Während dieser Bewegung kommt es zu einem quasikontinuierlichen Austrag des Filterkuchens K.

Bei einem Papier, Kunststoffe, Minerale oder ähnliche Bestandteile enthaltendem Ausgangsmaterial mit einer charakteristischen Endfeuchte des Filterkuchens K von 10 bis 20% kann die Dosierung des unter Wirkung der Schwerkraft abgegebenen Volumenstromes über die Senkgeschwindigkeit des Seiles 11 gesteuert werden. Die Auswahl einer geringen Senkgeschwindigkeit und damit eine pro Zeiteinheit relativ geringen Menge an aus dem Filterelement 1 geförderten Filterkuchen K hat den Vorteil, daß eine aus der Bewegung des Filterkuchens K resultierende dynamische Beanspruchung des Filterelementes 1 und von Teilen der Filteranlage, die dem Sammeln und Weitertransport des Filterkuchens K dienen, gering gehalten werden kann.

Ist das Filterelement 1 vollständig entleert, erfolgt der Austausch des Sammelbehälters für den Filterkuchen K gegen den Auffangbehälter für das Filtrat F. Alternativ hierzu ist es auch möglich, die Behälter ortsfest anzuordnen und den Auslauf der Filteranlage beweglich, bspw. schwenkbar, auszubilden oder innerhalb des Auslaufes einen Verteilmechanismus, wie eine Rohrweiche, vorzusehen.

Zur Reinigung des Filtertuches 2 wird der innere Tragring 6 geringfügig angehoben, so daß sich eine kreisringförmige Mulde bildet. Somit ist einerseits annähernd das gesamte Filtertuch 2 einer Reinigung zugänglich, zumindest aber der aktiv am Filtervorgang beteiligte Bereich, der von an der Innenseite des Filtertuches 2 haftenden Rückständen des nicht abgeförderten Filterkuchens K gesäubert werden muß. Andererseits wird dem Einleiten von Filterkuchen K in das Filtrat F begegnet.

Um auch den unteren Teil des Filtertuches 2 reinigen zu können, sind die Öffnungen der Sprühdüsen 13, an denen die Reinigungsflüssigkeit austritt, fächerartig angeordnet und überstreichen einen, von der Horizontalen ausgehend nach unten gerichteten, breiten Sprühbereich.

Die Federn 18 gewährleisten bei der Reinigung des Filtertuches 2 dessen relative Formstabilität, indem sie der über die Reinigungsflüssigkeit auf das Filtertuch 2 ausgeübten Kraft entgegenwirken. Auch ermöglichen die Federn 18 ein durch das Filtertuch 2 nicht behindertes Anheben des inneren Tragringes 6, da auf das Filtertuch 2 in seinem mittleren Bereich eine radial nach außen gerichtete Rückhaltekraft ausgeübt wird.

Bezugszeichenliste

 1 Filterelement
 2 Filtertuch
 3 Schlaufen
 4 Schlaufen
 5 äußerer Tragring
 6 innerer Tragring
 7 Durchbruch
 8 Ösen
 9 Behälterwand
10 Auflagen
11 Seil
12 Reinigungsvorrichtung
13 Sprühdüsen
14 Sprühwasserverteilring
15 Stab
16 Spindel
17 Leitung
18 Federn

Claims (12)

1. Verfahren zum Filtern von Brauch- sowie Prozeßwasser und zum Entwässern von Schlamm in Filteranlagen, in denen sich ein aus flexiblem, durchbiegungsfähigem und porösem Filtermaterial bestehendes Filterelement in Form eines senkrecht angeordneten Schlauches befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedliche Durchmesser aufweisenden Endbereiche des Filterelementes in Längsrichtung desselben aufeinander zubewegt und in einer von der gestreckten Anordnung des Filterelementes abweichenden Lage für eine Filtration fixiert werden, daß das zu filternde Brauch- und Prozeßwasser und/oder der zu entwässernde Schlamm in den aus den Endbereichen des Filterelementes gebildeten Zwischenraum unter Bildung einer kreisringförmigen Mulde im Filterelement gefüllt wird, daß nach dem Abfließen einer entsprechenden Menge von Filtrat durch Absenken eines der Endbereiche des Filterelementes der Filterkuchen aus dem Filterelement entfernt wird und daß für einen neuen Filterzyklus eine der Ausgangslage entsprechende Lage des abgesenkten Endbereiches des Filterelementes wiederhergestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Absenken eines seiner Endbereiche das Filterelement von außen mit einer Flüssigkeit besprüht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Senkgeschwindigkeit des betreffenden Endbereiches des Filterelementes während dessen Bewegung geändert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement nach Abgabe des Filterkuchens mit einer druckbeaufschlagten Flüssigkeit gereinigt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reinigung des Filterelementes der abgesenkte Endbereich des Filterelementes aus dessen tiefstmöglicher Position um einen geringen Betrag angehoben wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung zur Wiederherstellung der Ausgangslage des abgesenkten Endbereiches des Filterelementes von einer reversierenden Vertikalbewegung dieses Endbereiches überlagert wird und daß während dieser Überlagerungsbewegung eine Flüssigkeit in das Filterelement geleitet wird.

7. Filteranlage zum Filtern von Brauch- sowie Prozeßwasser und zum Entwässern von Schlamm, insbesondere von Papier, Kunststoffe, Minerale oder ähnliche Bestandteile enthaltendem Schlamm, mit einem, aus flexiblem, durchbiegungsfähigem und porösem Filtermaterial bestehenden Filterelement (1) in Form eines senkrecht angeordneten Schlauches und einem das Filterelement (1) aufnehmenden Behälter, der mindestens eine Zulauföffnung für das zu filternde Wasser und/oder den zu entwässernden Schlamm (S) und mindestens eine Ablauföffnung für das Filtrat (F) und/oder den Filterkuchen (K) aufweist, vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Endbereiche (3, 5) und (4, 6) des Filterelementes (1) unterschiedliche Durchmesser aufweisen und während der Filtration in annähernd gleicher Höhe aufgehängt sind, so daß der Filterboden aus dem mittleren Bereich des Filterelementes (1) gebildet ist.

8. Filteranlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der den größeren Durchmesser aufweisende Endbereich (3, 5) des Filterelementes (1) mit dem Behälter lösbar verbunden und der den kleineren Durchmesser aufweisende Endbereich (4, 6) durch eine Vertikalbetätigung (11) heb- und senkbar ist.

9. Filteranlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Filterelementes (1) mit je einem starren Tragring (5, 6) verbunden sind.

10. Filteranlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragringe (5, 6) von Schlaufen (3, 4) des Filtertuches (2) umschlossen sind.

11. Filteranlage nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtertuch (2) in seinem mittleren Bereich durch elastische Elemente (18) mit der Behälterwand (9) verbunden ist.

12. Filteranlage nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine an der Behälterwand (9) vorgesehene, im wesentlichen ringförmig das Filterelement (1) umgebende, vertikal verschiebbare Reinigungsvorrichtung (12) mit radial nach innen gerichteten Sprühdüsen (13) aufweist.