DE4407343C2

DE4407343C2 - Vorrichtung zum Abscheiden von Partikeln mit fester Konsistenz aus einer Flüssigkeit

Info

Publication number: DE4407343C2
Application number: DE4407343A
Authority: DE
Inventors: Jan Willem Van De Graaf; Gerard Willem Van Den Hurk
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-09-15
Filing date: 1994-03-05
Publication date: 1997-01-16
Anticipated expiration: 2014-03-06
Also published as: NL9301599A; DE4407343A1; BE1008601A6

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Partikeln mit fester Konsistenz aus einer Flüssigkeit gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung zählt durch das DE-GM 90 12 591 zum Stand der Technik. Mit ihr sollen bei spielsweise die beim Schneiden und Polieren von Bruch steinen (Ziersteine, Grabsteine) anfallenden festen Par tikel aus dem Wasser abgeschieden werden, das beim Schneiden und Polieren einerseits zum Kühlen der Werk zeuge und andererseits zum Niederschlagen des anfallenden Staubes in größerer Menge zum Einsatz gelangt.

Die Vorrichtung gemäß DE-GM 90 12 591 umfaßt einen sich nach unten V-förmig verengenden Sinkbehälter mit einer sich am Boden des Sinkbehälters in Längsrichtung des Bodens erstreckenden Förderschnecke sowie einer im Mündungsbereich der Förder schnecke vorgesehenen Verschlußeinrichtung. In dem Sink behälter sind lamellenartige Einbauten vorgesehen, welche der Beruhigung des in den Sinkbehälter einströmenden und mit den abzuscheidenden Partikeln angereicherten Wassers dienen.

Bevor das Wasser in den Sinkbehälter gelangt, durchströmt es eine Flockungsvorrichtung. Diese sorgt dafür, daß die leichteren und/oder kleineren Partikel ausflocken können, wozu unterstützend Gas von unten in den Sinkbehälter ein geleitet wird. Die entstehenden Gasbläschen nehmen die Flocken an die Oberfläche des Sinkbehälters mit, wo sie mit Hilfe von Schabern entfernt werden. Gröbere und/oder schwerere Partikel werden durch Zusatz eines Koagulans zu Klumpen koaguliert, die nach unten in den Bereich der Förderschnecke sinken und hier einen stark wäßrigen Schlamm bilden.

Hat sich genug Schlamm am Boden des Sinkbehälters ange sammelt, wird die Förderschnecke in eine Drehbewegung versetzt, wodurch sich der Schlamm vor der Verschlußein richtung staut. Anschließend wird die Verschlußeinrich tung kurzzeitig geöffnet und der Schlamm mit Hilfe der Förderschnecke aus dem Sinkbehälter gedrückt. Bei diesem Vorgang ist aber nicht zu verhindern, daß eine größere Wassermenge den Sinkbehälter verläßt und verlorengeht. Auch weisen der aus dem Sinkbehälter gedrückte Schlamm sowie das den Sinkbehälter verlassende Wasser noch chemi sche Flockungs- und Koagulierungsmittel auf.

Es wäre zur Erzielung eines reinen Absinkvorgangs zwar denkbar, auf die Zugabe von Flockungs- und Koagulierungs mittel zu verzichten, doch würde dann durch die Förder schnecke so viel Unruhe im Sinkbehälter erzeugt, daß die Zeit zur Beruhigung eine unrealistische Größenordnung an nehmen würde. Ein wirtschaftlicher Abscheidevorgang wäre nicht zu erzielen.

Da der den Sinkbehälter verlassende Schlamm noch sehr feucht ist, muß dieser Schlamm anschließend nochmals mit Flockungsmittel angereichert werden, um das Wasser z. B. in einer Siebbandpresse heraustreiben zu können.

Die DE-OS 36 29 947 offenbart eine Vorrichtung zur konti nuierlichen Abtrennung von Feststoffteilchen aus einer flüssigen Suspension, die ein innerhalb eines Tanks end los umlaufendes Schaber-Förderband aufweist. Das Schaber- Förderband besteht aus einem Paar Endlosketten, die ent lang der beiden Seitenwände des Tanks angeordnet sind. Quer angeordnete Schaberelemente erstrecken sich zwischen den Endlosketten und sind im gleichen Abstand entlang der Endlosketten angeordnet. Sie können beispielsweise aus geeigneten Winkelprofilen aus Stahl bestehen. Die Schaberelemente an der unteren Seite des Förderbands stehen in Kontakt mit dem Tankboden und drücken den Schlamm, der die Fest stoffteilchen enthält, entlang dem horizontalen Boden und aufwärts entlang einer geneigten Tankwand. Diese geneigte Tankwand erstreckt sich bis über den Flüssigkeitsspiegel hinaus. Auf diesem Teil der Tankwand findet dann eine Entwässerung des von den Schaberelementen getragenen Schlamms statt. Der Schlamm verläßt die Trennvorrichtung über einen Schlammauslaß am oberen Ende der geneigten Tankwand in einem relativ viskosen, nicht mehr pumpfähi gen Zustand.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß unter Vermeidung von Flockungs- und Ko agulierungsmitteln ein Schlamm bereitgestellt werden kann, der einen nur noch geringen Feuchtigkeitsgehalt aufweist.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.

Zum Austragen des sich am Boden des Sinkbehälters sam melnden Schlamms, bestehend aus Partikeln mit fester Kon sistenz, wird nunmehr eine Abzugseinheit verwendet, die ein zwangsgeführtes, endlos umlaufendes angetriebenes Seil mit im Abstand voneinander am Seil festgelegten scheibenförmigen Mitnehmern umfaßt. Diese Mitnehmer sind zweckmäßig an den Querschnitt des Behälterbodens ange paßt, der somit nicht nur die Funktion eines Sammelbe reichs, sondern auch die Aufgabe einer Förderrinne wahr nimmt.

Hat sich am Boden des Sinkbehälters genug Schlamm ange sammelt, so wird die Abzugseinheit in Bewegung gesetzt, der Schlamm durch die Mitnehmer in Längsrichtung des Bo dens aus dem Sinkbehälter gefördert und dann einem Ent wässerungsbehältnis zugeleitet, wo weitere im Schlamm enthaltene Feuchtigkeit abgeschieden wird. Es verbleibt folglich im Entwässerungsbehältnis ein pastenartiger stichbarer Schlamm, der in dieser Form problemlos einem Recyclingprozeß zugeführt werden kann. Anschließend kann das Entwässerungsbehältnis ggf. wieder verwendet werden.

Durch die sich translatorisch und ruckfrei bewegende Ab zugseinheit wird eine nur minimale Beunruhigung der die festen Partikel aufweisenden Flüssigkeit im Sinkbehälter herbeigeführt. Es kann ein reines Absinkverfahren ange wendet werden. Dadurch sind nunmehr chemische Flockungs- und/oder Koagulierungsmittel verzichtbar. Hiermit ist der besondere Vorteil verbunden, daß sowohl der den Sinkbe hälter verlassende Schlamm als auch das abgeschiedene Wasser keine schädlichen chemischen Zusätze mehr aufwei sen und somit auch keine zusätzliche Entflockung bzw. Entkoagulierung notwendig ist. Folglich kann der Schlamm problemlos entsorgt und der Weiterverarbeitung zugeführt werden. Als weiterverarbeitende Industriezweige kommen beispielsweise Fertigbetonwerke oder Ziegelwerke in Frage, wo der Schlamm z. B. als Füllstoff eingesetzt wer den kann.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das Wasser nach dem Abscheiden der Partikel mit fester Konsi stenz nahezu vollständig wieder für die Schneid- und Po liereinrichtungen zur Verfügung steht und nur in einem unwesentlichen Umfang ersetzt werden muß. Dies gilt sowohl für das Wasser, was den Sinkbehälter im oberen Be reich verläßt, als auch für das Wasser, das aus dem Ent wässerungsbehältnis tritt.

In Abhängigkeit von der Höhenlage des Bodenbereichs des Sinkbehälters und damit des Abzugstrums der Abzugseinheit relativ zu der Einfüllöffnung des Entwässerungsbehältnis ses ist zwischen das Abzugstrum und das Entwässerungsbe hältnis ein rohrartiges Fördertrum eingegliedert. In die sem Fördertrum wird der aus dem Sinkbehälter entfernte Schlamm dem Entwässerungsbehältnis zugeleitet.

In diesem Zusammenhang ist es ferner von Vorteil, daß einige der Mitnehmer an den Querschnitt des Fördertrums angepaßt sind und die dazwischen liegenden Mitnehmer eine demgegenüber kleinere Kontur aufweisen. Hierdurch wird sichergestellt, daß möglichst wenig Wasser aus dem Sink behälter gefördert und nur der Schlamm abtransportiert wird.

Um im Abzugstrum stets ausreichende Transporträume zur Verfügung zu stellen, ist im Bereich des Austrags der Ab zugseinheit in das Entwässerungsbehältnis eine Reini gungseinrichtung vorgesehen. Diese Reinigungseinrichtung kann beispielsweise einen Rüttelhebel aufweisen, der sich in Längsrichtung des Seils erstreckt. Er liegt gleitfähig auf den Mitnehmern und fällt unter seinem Eigengewicht auf das Seil zwischen den Mitnehmern. Somit sorgt er für einen Schlageffekt, der anhaftenden Schlamm vom Seil und von den Mitnehmern löst. Es sind aber auch z. B. rotie rende bürstenartige Reinigungseinrichtungen denkbar.

Zum Schutz der Umgebung sowie des Bedienungspersonals und auch für eine einwandfreie Führung der Abzugseinheit sind die zwischen dem Austritt aus dem Sinkbehälter und dem Eintritt liegenden Längenabschnitte der Abzugseinheit in Rohren geführt.

Nach Anspruch 2 ist das Seil bevorzugt als Stahlseil ge bildet. Hiermit wird eine ausreichende Flexibilität bei langer Standzeit gewährleistet.

Dem Bestreben, möglichst nur den Schlamm abzufördern und kein Wasser mitzutransportieren, wird entsprechend An spruch 3 dadurch Rechnung getragen, daß die in der Kontur größeren Mitnehmer aus Gummi und die kleineren Mitnehmer aus Kunststoff gebildet sind. Die Mit nehmer können lösbar oder unlösbar am Seil befestigt sein.

In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Grundgedankens ist gemäß Anspruch 4 im Bodenbereich des Sinkbehälters ein Schwingungserzeuger angeordnet. Auf diese Weise wird der sich hier absetzende Schlamm kompri miert, so daß ein vergleichsweise trockener Schlamm mit Hilfe der Abzugseinheit aus dem Sinkbehälter geführt wird. Darüberhinaus wird mit Hilfe des Schwingungserzeu gers auch eine durch die sich in Längsrichtung des Bodens bewegenden Mitnehmer mögliche Kanalbildung im pastösen Schlamm verhindert.

Schließlich ist es entsprechend den Merkmalen des An spruchs 5 vorteilhaft, daß das Entwässerungsbehältnis als ein die Partikel zurückhaltender, die Flüssigkeit jedoch durchlassender sackartiger Filter ausgebildet ist. Dieser Filter ist so beschaffen, daß aufgrund der guten Vor trocknung des Schlamms im Bodenbereich des Sinkbehälters die festen Partikel nicht durch die Filterwand treten können, sondern nur das Wasser den Filter verlassen kann. Auch hierfür trägt der Schwingungserzeuger im Bodenbe reich des Sinkbehälters mit Sorge. Der Filter ist bevor zugt auswechselbar aufgehängt. Er ist somit ggf. mehrfach wiederverwendbar.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeich nungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläu tert. Es zeigen:

Fig. 1 in der schematischen Perspektive eine Vor richtung zum Abscheiden von festen Partikeln aus Wasser;

Fig. 2 einen vergrößerten vertikalen Längsschnitt durch den Bodenbereich der Vorrichtung der Fig. 1 und

Fig. 3 einen vergrößerten vertikalen Längsschnitt durch den Austrag einer Abzugseinheit.

Mit 1 ist in der Fig. 1 ein sich nach unten V-förmig verengender stählerner Sinkbehälter bezeichnet, in wel chen in einer schrägen Anordnung Kunststofflamellen 2 eingegliedert sind. Der Sinkbehälter 1 ist oben offen.

Aus einem Bearbeitungsprozeß der Bruchsteinindustrie stammendes und durch den Bearbeitungsprozeß mit festen Partikeln versetztes Wasser, welches einem Sammelbecken 3 zugeleitet wird, wird mit Hilfe einer Pumpe 4, der ein Niveauschwimmer 5 zugeordnet ist, über eine Rohrleitung 6 in einen Bereich des Sinkbehälters 1 oberhalb der Lamel len 2 gefördert. Die in dem Wasser befindlichen festen Partikel sinken dann aufgrund ihrer Schwerkraft in den Bodenbereich 7 des Sinkbehälters 1. Das gereinigte Wasser wird über eine Abflußleitung 8 oberhalb der Lamellen 2 abgezogen und der Wiederverwendung zugeführt.

Zum Entfernen der sich in Form von Schlamm 9 im Bodenbe reich 7 des Sinkbehälters 1 absetzenden festen Partikel (siehe auch Fig. 2) ist eine Abzugseinheit 10 vorgese hen, die aus einem endlos umlaufenden Stahlseil 11 mit auf dem Stahlseil 11 befestigten scheibenförmigen Mitneh mern 12, 13 unterschiedlichen Durchmessers besteht. Die im Durchmesser größeren Mitnehmer 12 bestehen aus Gummi und sind im größeren Abstand voneinander auf dem Stahl seil 11 lösbar befestigt. Zwischen den Mitnehmern 12 aus Gummi sind im Durchmesser kleinere Mitnehmer 13 aus Kunststoff am Stahlseil 11 festgelegt.

Beim Ausführungsbeispiel umfaßt die Abzugseinheit 10 ein Abzugstrum 14 in Längsrichtung des Bodens 15 des Sinkbe hälters 1. An dieses Abzugstrum 14 schließt sich über ein Kurvenstück 16 ein vertikales rohrförmiges Fördertrum 17 an, das im Bereich oberhalb des Sinkbehälters 1 über ein zweites Kurvenstück 18 in ein horizontales Austragstrum 19 übergeht (siehe auch Fig. 3). In den Kurvenstücken 16, 18 sind aus der Fig. 2 näher erkennbare Umlenksterne 20 für das die Mitnehmer 12, 13 tragende Stahlseil 11 drehbar gelagert. Der im Kurvenstück 18 angeordnete Um lenkstern 20 wird von einem Elektromotor 21 angetrieben.

Das Austragstrum 19 liegt zwischen dem Kurvenstück 18 und einem Kurvenstück 29, in welchem sich ebenfalls ein Um lenkstern 20 befindet. An das Kurvenstück 18 schließt sich ein kurzes Rohrstück 22 an, aus dem der geförderte Schlamm 9 tritt und über eine Schlammrinne 23 in einen sackartigen Filter 24 übergeleitet wird. Der sackartige Filter 24 ist so beschaffen, daß er die festen Partikel zurückhält und nur das Wasser durchläßt. Dieses Wasser gelangt dann über eine Rohrleitung 25 in das Sammelbecken 3.

Im Bereich des Austragtrums 19 ist eine Reinigungsein richtung 26 angeordnet (Fig. 3). Diese weist einen frei um eine horizontale Achse 27 schwenkbaren Rüttelhebel 28 auf, der gleitfähig auf den Mitnehmern 12, 13 liegt und aufgrund seines Eigengewichts von den Mitnehmern 12, 13 auf das Stahlseil 11 fällt, so daß etwa anhaftender Schlamm 9 dadurch vom Stahlseil 11 gelöst wird und in die Schlammrinne 23 fällt.

An das Kurvenstück 29 schließt sich nach unten ein verti kales rohrförmiges Führungstrum 30 an, das über ein Kur venstück 31 mit einem Umlenkstern 20 in ein horizontales Führungsrohr 32 übergeht. Das Führungsrohr 32 ist dann über ein Kurvenstück 33 mit einem Umlenkstern 20 an ein weiteres horizontales Führungsrohr 34 und dieses über ein Kurvenstück 35 sowie ein Führungsrohr 36 an das Abzugs trum 14 angeschlossen. Zum Durchtritt der Abzugseinheit 10 sind in den Stirnwänden 40 des Sinkbehälters 1 Ein tritts- und Austrittsöffnungen 41, 42 vorgesehen.

Die Mitnehmer 12, 13 auf dem Stahlseil 11 sind so ausge bildet, daß die Gummi-Mitnehmer 12 dem Durchmesser der diversen Rohre 17, 22, 30, 32, 34, 36 angepaßt und die dazwischen liegenden Kunststoff-Mitnehmer 13 in der Kon tur kleiner gestaltet sind. Auf diese Weise wird verhin dert, der in unzulässiger Menge Wasser transportiert wird.

Der Querschnitt des Bodenbereichs 7 ist an die scheiben förmige Konfiguration der Mitnehmer 12 angepaßt.

Im Bodenbereich 7 des Sinkbehälters 1 ist ein Schwin gungserzeuger 37 außenseitig angeflanscht. Dieser Schwin gungserzeuger 37 komprimiert den Schlamm 9 und trägt auch dafür Sorge, daß keine Brückenbildung stattfindet, so daß mit Hilfe der Abzugseinheit 10 Schlamm 9 in gesteuerten periodischen Abständen aus dem Sinkbehälter 1 abgefördert und in den Filter 24 überführt wird.

Mit 38 ist ein Schaltkasten mit elektrischen Steuer- und Regelelementen für die Pumpe 4 und den Elektromotor 21 bezeichnet.

Die Umlaufrichtung der Abzugseinheit 10 ist in den Fig. 1 bis 3 mit den Pfeilen 39 gekennzeichnet.

Bezugszeichenliste

1 Sinkbehälter
2 Kunststofflamellen
3 Sammelbecken
4 Pumpe
5 Niveauschwimmer
6 Rohrleitung
7 Bodenbereich v. 1
8 Abflußleitung
9 Schlamm
10 Abzugseinheit
11 Stahlseil
12 große Mitnehmer
13 kleine Mitnehmer
14 Abzugstrum v. 10
15 Boden v. 1
16 Kurvenstück
17 Fördertrum
18 Kurvenstück
19 Austragstrum
20 Umlenkstern
21 Elektromotor
22 Rohrstück
23 Schlammrinne
24 Filter
25 Rohrleitung
26 Reinigungseinrichtung
27 Achse f. 28
28 Rüttelhebel
29 Kurvenstück
30 Führungstrum
31 Kurvenstück
32 Führungsrohr
33 Kurvenstück
34 Führungsrohr
35 Kurvenstück
36 Führungsrohr
37 Schwingungserzeuger
38 Schaltkasten
39 Umlaufrichtung v. 10
40 Stirnwände v. 1
41 Eintrittsöffnung in 40
42 Austrittsöffnung in 40

Claims

1. Vorrichtung zum Abscheiden von Partikeln mit fester Konsistenz aus einer Flüssigkeit, welche einen sich nach unten V-förmig verengenden Sinkbehälter (1) mit einer bodenseitigen Abzugseinheit (10) für die mit der Flüssigkeit benetzten Partikel aufweist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Abzugseinheit (10) umfaßt ein zwangsgeführtes endlos umlaufendes angetriebenes Seil (11) mit im Abstand voneinander am Seil (11) festgelegten scheibenförmigen Mitnehmern (12, 13);
b) das Seil (11) weist ein sich entlang des Behälter bodens (15) in dessen Längsrichtung erstreckendes und in ein Entwässerungsbehältnis (24) austragen des Abzugstrum (14) auf;
c) zwischen das Abzugstrum (14) und das Entwässe rungsbehältnis (24) ist ein rohrartiges Fördertrum (17) eingegliedert;
d) einige der Mitnehmer (12) sind an den Querschnitt des Fördertrums (17) angepaßt und die dazwischen liegenden Mitnehmer (13) weisen eine demgegenüber kleinere Kontur auf;
e) im Bereich des Austrags (19) der Abzugseinheit (10) in das Entwässerungsbehältnis (24) ist eine Reinigungseinrichtung (26) für die Abzugseinheit (10) vorgesehen;
f) die zwischen dem Austritt (42) aus dem Sinkbehäl ter (1) und dem Eintritt (41) liegenden Längenab schnitte der Abzugseinheit (10) sind mindestens überwiegend in Rohren (17, 22, 30, 32, 34, 36) ge führt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Seil (11) aus miteinander verdrillten Stahllitzen gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Kontur größeren Mitnehmer (12) aus Gummi und die kleineren Mitnehmer (13) aus Kunststoff gebildet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bodenbereich (7) des Sinkbehälters (1) ein Schwin gungserzeuger (37) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Entwässerungsbehältnis (24) aus einem die Partikel zurückhaltenden, die Flüssigkeit jedoch durchlassen den sackartigen Filter gebildet ist.