DE69410265T2

DE69410265T2 - Methode und vorrichtung zum trocknen von schlämmen

Info

Publication number: DE69410265T2
Application number: DE69410265T
Authority: DE
Inventors: Pekka Jyvaeskylae Kaunismaa; Timo Lievestuore Kohvakka
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-06-16
Filing date: 1994-06-14
Publication date: 1999-01-07
Anticipated expiration: 2014-06-15
Also published as: PL174385B1; FI93428C; FI93428B; CZ331395A3; CN1092611C; PL312036A1; CZ284728B6; AU6848094A; FI932756A0; EP0703876B1; DE69410265D1; EP0703876A1; ES2118410T3; WO1994029230A1; CN1125433A; ATE166041T1

Description

Gegenstand dieser Erfindung sind ein Verfahren und eine Anlage zum Entwässern und Trocknen von Schlämmen, wobei man den Schlamm zunächst in ein Massefilter schüttet und sich zu Dickschlamm absetzen läßt und ihn dann aus diesem Massefilter entfernt und der Nachtrocknung zuführt. Die Erfindung erstreckt sich ferner auf eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens. In der Industrie fallen unter anderem schwermetallhältige Dünnschlämme an, die in den betreffenden Betrieben wie folgt behandelt worden sind: Man gab den Dünnschlamm für einige Tage in ein Massebettfilter, wo seine Eindickung erfolgte. Danach wurde der immer noch recht flüssige Schlamm als solcher der Abfallbehandlungsanlage zugeführt. Der Schlamm fällt im Wasserreinigungsprozeß der Industriebetriebe an. Das aus dem Massefilter abgehende Filtrat wird in den Reinigungsprozeß zurückgeleitet.
Unter Massefilter ist in diesem Zusammenhang allgemein ein Sandfilter zu verstehen, in dem zusätzlich Aktivkohle, Torf, Hydroanthrazit und Ionenaustauschharze eingesetzt werden können.
Da bei der Abfallbehandlung ausschließlich das Bruttogewicht des Abfalls von Bedeutung ist, wäre es von Vorteil, wenn der Abfall zuvor auf einen möglichst hohen Trockengehalt gebracht werden könnte.
Von der GB-Schrift 2193716 her ist ein Schlammbehandlungsverfahren bekannt, bei dem man den auf dem Erdboden aufliegenden Schlamm mit Hilfe passender Wände umfaßt. Ist der Schlamm völlig getrocknet, kann die folgende Schlammschicht von etwas kleinerem Radius aufgeschüttet werden. Dieses Verfahren setzt allerdings voraus, daß der Schlamm gut und leicht trocknet, was bei den meisten Industrie abfällen nicht der Fall ist. In der europäischen Patentschrift Nr. 0 067 795 ist ein Schlammbehandlungsprozeß beschrieben, bei dem der Schlamm in kreisringförmig angeordnete Filterbeutel geleitet wird. Der gleiche Beutel wird, vor allem wenn es sich um Dünnschlamm handelt, mehrmals nachgefüllt, um wenigstens einen erträglichen Füllungsgrad zu erzielen. Für dieses periodische Arbeiten ist eine besondere Automatik erforderlich. Auch muß der Beutelwerkstoff sehr dicht, d. h. engporig sein um zu verhindern, daß der Schlamm in der Anfangsphase durch die Poren hindurch entweicht. Das Fassungsvermögen des Beutels beträgt in dem Beispiel 75 Liter. Das als Beutelwerkstoff genannte TYPAR -Gewebe ist in mehreren verschiedenen Qualitäten erhältlich. Es steht außer Zweifel, daß hier die gröbsten dieser im Handel befindlichen TYPAR-Gewebe, zum Beispiel die Nenngewichte 68, 110 oder 136 g/m², die viele Schlämme passieren lassen würden, nicht in Frage kommen. Gemeint ist wahrscheinlich die dichteste, das heißt engporigste Sorte: das Flächengewicht 240 g/m². Freilich läßt sich durch Reduzieren der Chargengröße die Wasserdurchlässigkeit des Beutels in gewissem Grade erhöhen. In großen Beuteln hingegen entsteht ein hoher Druck, der den Schlamm durch den Beutel treibt.
Dieser Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage bereitzustellen, die sich durch Einfachheit auszeichnen, gleichzeitig aber eine effiziente Entwässerung und Trocknung schwieriger Schlämme gewährleisten. Außerdem wird damit ein größeres Chargenvolumen angestrebt. Die kennzeichnenden Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sind im Patentanspruch 1, die kennzeichnenden Merkmale der entsprechenden Anlage im Anspruch 6 niedergelegt. Gemäß der Erfindung wird das Eigenvermögen des Schlammes, sich auf dem Massefilter einzudicken und an der Innenfläche des Filterbeutels eine steife Schlammschicht zu bilden, ausgenutzt, wobei relativ weitmaschig gewebtes, also grobes Filter tuch eingesetzt werden kann. Mit Hilfe der Erfindung läßt sich in ein und demselben groben Filterbeutel eine große Schlammenge trocknen.
Die übrigen Vorteile und Anwendungsformen der Erfindung gehen aus dem unten angeführten Beispiel hervor. Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Anlage dargestellt sind, beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 die im Massefilter erfolgende Anfangsphase der Entwässerung;
Fig. 2 das Trocknen des Schlamms im Filterbeutel;
Fig. 3 das über längere Zeit erfolgende Nachtrocknen des Schlammes im Lagerraum
Die Anlage zum Trocknen von schwermetallhaltigem Schlamm umfaßt ein Massefilter 1, ein auf dieses aufgelegtes Gewebe 7 und eine Hebevorrichtung 9 mit Seilen 8. Das Gewebe 7 wird so auf das Massebett 2 des Massefilters 1 gelegt, daß es sich über die Seitenwände des Behälters 3 hinaus erstreckt. Die Seile 8 werden entweder an den Geweberändern befestigt oder, wie hier, unter das Gewebe geführt. Nun wird Schlamm 6 auf das Gewebe 7 geschüttet, wobei es zu einem schnellen Abfluß von Filtrat durch das Gewebe 7 und das Massefilter 2 hindurch kommt. Dieses Filtrat fließt über den Ablaufstutzen 4 in die Rückführungsleitung 5. Der Schlamm 6 beginnt an der Innenfläche des Gewebes 7 einen Dickschlammkuchen zu bilden, der später als Filter fungiert. Das Gewebe 7 ist relativ großmaschig gewebt, was sich aber selbst in der Anfangsphase nicht nachteilig auswirkt, weil ja die durch das Gewebe hindurchgegangenen Partikel unmittelbar an der Oberfläche des Massebetts 2 gestoppt werden. Später verhindert der an der Innenfläche gebildete Filterkuchen ein Entweichen der dahinter befindlichen Partikel.
Die Hebevorrichtung 9 hat Schienen 10 mit Aufhängevorrichtungen 11, an denen die Seile 8 befestigt sind. Die Vorrichtung hat zwei oder sogar sechs solche V-förmige Schienen, so daß das Gewebe 7 mit vier beziehungsweise zwölf Seilen gehoben werden kann. Fig. 2 zeigt den Beutel 12 in hochgehobener Stellung. Die Aufhänger 11 der Hebevorrichtung 9 bewegen sich zugkraftbedingt zur Mitte hin und raffen das Gewebe dabei in Beutelform. Da in dieser Phase aus dem Beutel noch in gewissem Umfange schmutziges Filtrat tropft, ist er über einem Sammelbehälter aufgehängt. Dieser Sammelbehälter kann natürlich aus dem Massefilter selbst bestehen.
Hat der Beutel 12 etwa zwei Tage gehangen, so wird er der langzeitlichen Endtrocknung zugeführt. Dort werden die Beutel 12 zusammen mit Zwischenpaletten 14, die für Luftzwischenräume sorgen, übereinander gestapelt und verlieren innerhalb einiger Monate weiter beträchtlich an Gewicht. Die Trocknung der an der Luft hängenden Beutel dauert bevorzugt 2 bis 15 Tage.
Die Filterfläche des Massefilters o. dgl. beträgt bevorzugt 1 bis 2,5 m², die Dicke der Schlammschicht 10 bis 40 cm. An sich könnte die Schlammschichtdicke und -menge hier noch viel größer sein, jedoch erreicht der sich auf dem Gewebe ansammelnde Filterkuchen zum Schluß eine so große Dicke, daß die Entwässerung und Trocknung neuen Schlamms verhindert wird. Mit verschiedenen Parametern ergibt sich jeweils eine eigene optimale Kombination für den jeweiligen Trockenvorgang.
In einem Versuch wurde schwermetallhaltiger Dünnschlamm, Ausgangstrockengehalt 5%, getrocknet. Eingesetzt wurde hierzu ein Massefilter von etwa 1,2 m² Filterfläche, auf das man ein Gewebe von 136 g/m² (Handelsbezeichnung TYPAR®, Hersteller DuPont) legte. Das Gewebe hatte eine Wasserdurchlässigkeit von 100 l/m² s (De Voorst- Skala, d. h. 100 mm Wassersäule). Der Schlamm hatte ein Ausgangsgewicht von 250 kg, das sich schnell verringerte und innerhalb von 24 Stunden auf ca. 85 kg sank, wonach das Gewebe an seinen Rändern beginnend gehoben und dabei zu einem Beutel gerafft wurde. Nach zwei Tagen betrug das Gewicht des Beutels noch 75 kg. Nun ist der Beutel bereit für die Endtrocknung, bei der er, wie in Fig. 3 gezeigt, mit anderen Beuteln übereinandergestapelt werden kann. Innerhalb einiger Monate dürfte sich das Gewicht des Beutels in dieser Endtrocknung noch um 20 bis 50 kg verringern. Die der Abfallbehandlungsanlage zuzuführende Abfallmenge wird so im Vergleich zur ursprünglichen drastisch reduziert. Es gestaltet sich vorteilhaft, die in der Endtrocknung befindlichen Beutel hin und wieder zu rütteln, wodurch es offensichtlich zu Spaltbildung in dem bereits getrockneten Schlamm kommt.
Besonders Dünnschlamm kann ohne Einsatz irgendwelcher Automatik in einer großen Menge auf das Gewebe aufgebracht werden. So kann die oben genannte Menge von 250 kg bei Schlamm von 1 Prozent Trockengehalt bis auf 1000 kg erhöht werden.
Das oben benutzte Gewebe TYPAR 136 ist unnötig engmaschig. Bei diesem Verfahren kann zum Beispiel das oben genannte Gewebe TYPAR 68 eingesetzt werden, das eine Wasserdurchlässigkeit von 260 l/m² s hat. Dieser Wert beträgt bevorzugt über 200. Desgleichen kann Großsackgewebe, Flächengewicht 135 g/m², eingesetzt werden, das aus dem gleichen Werkstoff (Polypropylen) wie die TYPAR-Gewebe besteht, aber aus 3 mm breiten Streifen gewebt ist. Dieses Großsackgewebe hat eine Maschenweite von 400 bis 500 qcm, während sie bei den TYPAR-Geweben maximal 340 um (TYPAR 68) beträgt. Eine solche Oberflächenstruktur - Streifen von 1,5 bis 4 mm - gestaltet sich offen bar günstig im Hinblick auf die Ablagerung.
Natürlich kann das auf das Massefilter aufzulegende Gewebe schon von vornherein Beutelform haben, wenngleich dann in der Anfangsphase nur ein kleiner Teil der Beutelgesamtfläche als effektive Filterfläche wirkt.

Claims

1. Verfahren zum Entwässern und Trocknen von Schlämmen, bei dem man den Schlamm (6) zunächst in ein Massefilter (1) schüttet und sich auf der Filtermasse (2) zu einem steifen Schlamm absetzen läßt, der dann zwecks Nachtrocknens entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufschütten des Schlamms (6) auf die Filtermasse (2) ein Gewebe (7) aufgelegt wird, dessen Wasserdurchlässigkeit nach der DeVoorst-Skala über 80 l/m² s, bevorzugt jedoch über 200 l/m² s beträgt, und der abgesetzte Schlamm in dem aus diesem Gewebe (7) gebildeten Beutel (12) von dem Filter (1) abgehoben wird, wobei der eingedickte Schlamm, der sich an der Gewebebeutel- Innenseite abgelagert hat, später, wenn der Beutel von der Filtermasse (2) abgehoben ist, selbst als Filter dient.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Gewebe (7) gebildete Beutel (12) einschließlich seines Inhalts für 2 bis 15 Tage aufgehängt wird, um an der freien Luft zu trocknen, wonach dann die Beutel (12) auf einen Untersatz (13) mit Luftspalt gesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des Massefilters (1) o. dgl. 1 bis 2,5 m² beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Beutel (12) mit je einem Zwischenboden (14) übereinander gestapelt werden, wobei diese Zwischenböden für einen Luftspalt auch zwischen den Beuteln (12) und Ableitung des freien Wassers zwischen den Beuteln sorgen.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eingelagerten Beutel (12) in bestimmten Zeitabständen gerüttelt werden.

6. Zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 dienende Schlammentwässerungs- und -trocknungsanlage, die ein Massefilter (1) mit einem oben offenen Behälter (3), einer Filtermasseschicht (2) am Boden und einem bodenseitigen Filtratabfluß (4) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß diese Anlage ein auf die Filtermasse (2) aufgelegtes Gewebe (7) hat, das sich längs der Filterseitenwände so nach oben erstreckt, daß es zu einem eingedickten Schlamm sammelnden Beutel gerafft werden kann, und daß die Wasserdurchlässigkeit des Gewebes (7) nach der DeVoorst-Skala über 80 l/m² s, bevorzugt über 200 l/m² s beträgt und die Anlage Hebevorrichtungen (9) zum Anheben und Raffen des Gewebes (7) in Beutelform hat.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebevorrichtung (9) V-förmige Schienen (10) mit an ihnen laufenden Aufhängeeinrichtungen (11) umfaßt, wobei an letzteren Hebeseile befestigt sind, die beim Anheben das auf die Filtermasse aufgelegte Gewebe in Beutelform raffen.

8. Anlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe aus 1, 5 bis 4 mm breiten Streifen besteht.