DE4431630A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Trockensubstanzanteils des Sediments in einem Sedimentationsbehälter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Trockensubstanzanteils des Sedimentes in einem Sedimentations­ behälter, insbesondere einem Sedimentationsbehälter für ze­ menthaltigen Schlamm, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Um Feinstteile aus Produktionsrückständen in der zementverar­ beitenden Industrie, insbesondere Betonwerken, abzuscheiden, ist es bekannt, Sedimentationsbehälter in Form von zylindri­ schen Silos mit konischem Auslauf zu verwenden. In einem solchen Silo befindet sich ein Steigrohr, dessen unteres Ende im Abstand vom Boden angeordnet ist. In das obere Ende dieses Steigrohres führt die Zuführungsleitung für die die Sedimente enthaltende Suspension. Die Suspension tritt deshalb am unte­ ren Ende des Steigrohres aus und steigt von hier aus im Silo nach oben. Durch diese Zwangsumlenkung wird das Absetzen der Feinstteile im Bodenbereich des Silos unterstützt. Der sich unten im Silo absetzende Restschlamm wird mittels einer Pumpe am unteren Siloende abgezogen und wenigstens teilweise einer Mischanlage zugeführt. Der Feststoffgehalt des sich im Silo unten ansammelnden Restschlammes kann innerhalb weiter Grenzen liegen, weil er sowohl vom Feststoffgehalt der Suspension als auch von der Verweildauer im Silo abhängt. Deshalb wird in der Regel vorsorglich wesentlich weniger Restschlamm der Misch­ anlage zugeführt, als in der Mischanlage verarbeitet werden könnte,um eine Reduzierung der Betonqualität und der Qualität der daraus hergestellten Produkte mit Sicherheit zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzu­ geben, das es in einfacher Weise ermöglicht, den Trocken­ substanzgehalt des Sedimentes in einem Sedimentationsbehälter bestimmen zu können. Diese Aufgabe löst ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf der Überlegung, daß der Druck, der am Boden des Sedimentationsbehälters oder in einem definierten Abstand über dem Boden innerhalb des Sedi­ mentationsbereiches herrscht, um so größer ist, je größer der Feststoffanteil des Sedimentes ist. Es bedarf deshalb nur des Vergleiches zwischen dem Druck, den die Flüssigkeit ohne Feststoffanteile erzeugen würde mit dem Druck, der tatsächlich herrscht.

Um von einem konstanten Vergleichsdruck ausgehen zu können, wird bei einer bevorzugten Ausführungsform die Füllstandshöhe im Sedimentationsbehälter zumindest im wesentlichen konstant gehalten.

Um die Schwankungen des Trockensubstanzgehaltes des Rest­ schlammes so weit wie möglich begrenzen zu können, wird bei einer bevorzugten Ausführungsform die Trübung der sich ober­ halb des Sedimentes sammelnden Flüssigkeit gemessen und im Falle einer gegenüber einem vorgegebenen Grenzwert zu starken Trübung die Zufuhr von Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch zum Sedimentationsbehälter unterbrochen, bis die Trübung wieder unterhalb des Grenzwertes liegt. Je stärker die Trübung ist, desto geringer ist nämlich die Sedimentation und deshalb auch deren Feststoffgehalt.

Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfache Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu schaffen. Diese Aufgabe löst eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 4.

Eine solche Vorrichtung ist nicht nur wegen des geringen Aufwandes vorteilhaft. Ein wesentlicher Vorteil besteht auch darin, daß mit ihr nachträglich bereits bestehende Anlagen problemlos ausgerüstet werden können.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Signalverarbei­ tungseinrichtung ein Zentralrechner einer Betonmischanlage. Im Zentralrechner sind nämlich die Mischungsdaten abgelegt, weshalb ein solcher Rechner zumindest dann ohne weiteres die Zufuhr des Restschlammes steuern kann, wenn ihm auch noch die Istwerte über die zugeführte Menge zur Verfügung gestellt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Trübungsmeßgerät vorgesehen, mittels dessen die Trübung der geklärten Flüssig­ keit bestimmt werden kann. Dieses Trübungsmeßgerät ist an ein Steuergerät für eine das Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch dem im Sedimentationsbehälter zuführende Pumpe angeschlossen.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung des Ausfüh­ rungsbeispiels.

Eine Einrichtung zur Rückgewinnung von Produktionsrückständen in einem Betonwerk weist einen Waschtrog 1 auf, in den die Produktionsrückstände eingegeben werden, bei denen es sich nicht nur um Produktionsüberschüsse und Restbeton handelt, sondern auch um das bei der Reinigung von Geräten einschließ­ lich Fahrmischern anfallende Material. Eine im Waschtrog 1 angeordnete Dosierschnecke 2 entmischt das in den Waschtrog 1 eingegebene Material in einem Wasserbad und führt die Sand- und Kiesbestandteile einer Austrags- und Entwässerungsschnecke 3 zu, von der diese Bestandteile ausgeworfen werden. Das Wasser mit den in ihm zurückbleibenden Zement- und Feinsand­ partikeln strömt in einen unter dem Auswaschtrog angeordneten Pumpensumpf 4. Von hier aus wird mittels einer Pumpe 5 über eine Leitung 6 das Gemisch aus Feinpartikeln und Wasser in einen Klärturm 7 eingebracht.

Der Klärturm 7 weist einen inneren, parallelachsig zur Außen­ wand angeordneten Zylinder auf, der im Abstand vom unteren Ende des Klärturmes 7 endet, das durch einen konischen Boden 7′ gebildet ist. Im Klärturm 7 kommt es zur Sedimentation, d. h. zur Trennung des über die Leitung 6 zufließenden Gemi­ sches in Schlamm und Klarwasser. Die Sedimentation wird da­ durch unterstützt, daß die Leitung 6 in das obere Ende des inneren Zylinders mündet, so daß das Gemisch in diesem nach unten strömt und nach dem Austritt nach oben umgelenkt wird. Das sich oberhalb des Sedimentes ansammelnde Brauchwasser kann über eine Leitung 8 entnommen und der Wiederverwendung bei der Betonherstellung und bei der Reinigung zugeführt werden.

Der sich über dem konischen Boden 7′ sammelnde Restschlamm, dessen Abbinden durch ein taktweises Rühren mittels eines nicht dargestellten Rührwerkes verhindert wird, wird am unte­ ren Ende des konischen Bodens 7′ mittels einer Pumpe 9 abgezo­ gen und über eine Leitung 10 einer Betonmischeinrichtung 11 zugeführt.

Im konischen Boden 7′ ist ein Drucksensor 12 angeordnet, der im Ausführungsbeispiel als Druckmeßdose ausgebildet ist. Dieser Drucksensor 12 mißt den im Inneren des Klärturmes 7 unmittelbar am Boden herrschenden Druck und gibt den Meßwert an einen Rechner 13 weiter, bei dem es sich im Ausführungsbei­ spiel um den Zentralrechner der Mischeinrichtung 11 handelt. Dieser Rechner 13 steuert die Pumpe 5 so, daß die Füllhöhe des Klärturmes 7 konstant bleibt. Im Rechner ist der Wert des vom Drucksensor 12 gemessenen Druckes bei einer Füllung des Klär­ turmes 7 mit klarem Wasser abgespeichert. Deshalb kann der Rechner 12 aus der durch den Schlamm bedingten Druckzunahme den Trockensubstanzanteil des Inhalts des Klärturmes 7 berech­ nen. Da ferner mittels einer Massen- oder Mengenmeßeinrichtung 14 die Masse oder Menge des durch die Leitung 10 hindurch der Mischeinrichtung 11 zügeführte Schlamm-Menge festgestellt wird, kann der Rechner 13 die Trockensubstanzmenge und Wasser­ menge ermitteln, welche über die Leitung 10 der Mischeinrich­ tung 11 zugeführt wird. Der Rechner 13 vergleicht diese Werte mit den vom Mischprogramm vorgegebenen Sollwerten und beendet die Zufuhr von Schlamm zur Mischeinrichtung 11 durch ein Abschalten der Pumpe 9, sobald einer der beiden Sollwerte erreicht ist. Falls der Wassersollwert noch nicht erreicht ist, öffnet der Rechner 13 ein Ventil 15 einer Brauchwasser­ leitung 16, die an die vom Klärturm 7 wegführende Brauch­ wasserleitung 8 angeschlossen sein kann, solange, bis der Wassersollwert erreicht ist.

Nachdem das Betongemisch fertiggestellt ist, wird es bei­ spielsweise in einen Fahrmischer 17 eingegeben, der unter den Auslaß der Mischeinrichtung 11 gestellt werden kann.

In der vom Klärturm 7 wegführenden Brauchwasserleitung 8 ist ein Trübungsmeßgerät 18 angeordnet, das direkt oder indirekt über den Rechner 13, die Pumpe 5 ein- und ausschalten kann. Wird ein oberer Grenzwert für die Trübung überschritten, d. h., wird die Trübung zu stark, schaltet das Trübungsmeßgerät 18 die Pumpe 5 für eine vorgewählte Zeit ab, da eine zu starke Trübung ein Zeichen dafür ist, daß noch keine ausreichende Sedimentation erfolgt und daher der sedimentierte Schlamm noch zu flüssig ist. Wenn nach der vorgewählten Zeit und dem erneu­ ten Einschalten der Pumpe 5 wieder Brauchwasser über die Brauchwasserleitung 8 abfließt, wird erneut die Trübung gemes­ sen und mit dem vorgegebenen Grenzwert verglichen. Gegebenen­ falls wird erneut die Pumpe 5 abgeschaltet.

Es kann also nicht nur der Feststoffgehalt des der Mischein­ richtung 11 zugeführten Schlammes bestimmt und damit eine maximale Schlamm-Menge wieder der Produktion zugeführt werden, sondern auch verhindert werden, daß ein zu dünnflüssiger Schlamm und damit zu viel Wasser in die Mischeinrichtung 11 über die Leitung 6 eingeleitet werden, was dazu führen könnte, daß zu wenig Trockensubstanz wiederverwertet wird.

Claims (6)

1. Verfahren zur Ermittlung des Trockensubstanzanteils des Sediments in einem Sedimentationsbehälter, insbesondere einem Sedimentationsbehälter für zementhaltigen Schlamm, dadurch gekennzeichnet, daß der am Boden des Sedimenta­ tionsbehälters oder in einem definierten Abstand über diesem Boden im Sedimentationsbereich herrschende Druck gemessen und aus der Druckerhöhung gegenüber dem Druck, den die das Sediment enthaltende Flüssigkeit bei gleicher Füllhöhe des Sedimentationsbehälters erzeugt, der Trocken­ substanzanteil bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstandshöhe im Sedimentationsbehälter zumindest im wesentlichen konstant gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trübung der sich oberhalb der Sedimentation sam­ melnden Flüssigkeit gemessen und im Falle einer gegenüber einem vorgegebenen Grenzwert zu starken Trübung die Zufuhr des Feststoff-Flüssigkeits-Gemisches zum Sedimentations­ behälter unterbrochen wird, bis die Trübung wieder unter­ halb des Grenzwertes liegt.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden (7′) des Sedimentationsbehälters (7) oder in einem definierten Abstand über diesem Boden (7′) ein Drucksensor (12) ange­ ordnet ist, der an eine Signalverarbeitungseinrichtung (13) angeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinrichtung (13) der Zentralrechner einer Betonmischeinrichtung (11) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ablaufleitung (8) des Sedimentationsbehälters (7) für die geklärte Flüssigkeit ein Trübungsmeßgerät (18) vorgesehen ist, das zumindest indirekt mit einem Schalt­ gerät für eine das Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch dem Sedimentationsbehälter (7) zuführende Pumpe (5) verbunden ist.