DE69720697T2

DE69720697T2 - Durch vakuum befüllbare flüssig/fest trennvorrichtung

Info

Publication number: DE69720697T2
Application number: DE69720697T
Authority: DE
Inventors: Ronald B. Harris
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-01-11
Filing date: 1997-01-10
Publication date: 2003-10-23
Anticipated expiration: 2017-01-11
Also published as: CN1208359A; EP0885043B1; WO1997025123A1; US5707535A; AU1695597A; EP0885043A4; JP2000503250A; HK1018417A1; US6004461A; CA2242585C; CA2242585A1; EP0885043A1; DE69720697D1; CN1070723C

Description

TECHNISCHES ANWENDUNGSGEBIET

Die Erfindung bezieht sich auf Flüssig/Fest-Trennvorrichtungen und insbesondere auf transportable Trennvorrichtungen, die eine Kombination von Filterung und Kapillarwirkung bei Behandlung von Schlamm anwenden.

STAND DER TECHNIK

Es ist die Aufgabe von Flüssig/Fest-Trennvorrichtungen, die Flüssigkeit von den festen Bestandteilen in einem Schlamm abzuscheiden. Dies ist aus den verschiedensten Gründen wünschenswert. Zunächst einmal verlangen verschiedene Umweltbestimmungen, dass der Wassergehalt fester Abfälle unterhalb spezieller Werte liegen muss, bevor diese einer Deponie zugeführt werden dürfen. Zum Zweiten müssen solche Abfallstoffe oft zu einem Ort zwecks weiterer Behandlung oder Ablagerung transportiert werden. Oft entstehen dabei Kosten nach Gewicht, und zwar sowohl bei dem Transport wie auch auf der Deponie. Schließlich wird das Endprodukt in vielen industriellen Prozessen entweder ein fester Bestandteil oder eine Flüssigkeit in dem Schlamm sein und es ergibt sich die Notwendigkeit, die festen Bestandteile von der flüssigen Phase zu trennen, um das Endprodukt zu gewinnen.
Eine solche Trennvorrichtung ist in der US 4,929,353 durch Harris beschrieben. Harris beschreibt einen Phasenseparator, der einen Behälter aufweist mit einem Boden und diesen umgebenden Seiten. Es ist ein Gitter an dem Boden und den Wänden abgestützt, der einen Raum zwischen dem Gitter und der Wandung und dem darunter befindlichen Boden freilässt. Mit dem Gitter ist ein Sieb verbunden. Es ist dann ein Filter über das Sieb und das Gitter gelegt und der Schlamm wird in den Behälter von oben auf das Filter eingebracht. Die Flüssigkeit in dem Schlamm bewegt sich durch den Filter. Bei Harris wird die Bewegung des Schlamms durch das Filter durch Schwerkraft, hydrostatischen Druck und durch Sogwirkung oder Kapillarwirkung herbeigeführt. Nach dem Durchdringen des Filters wird die Flüssigkeit in dem Zwischenraum zwischen dem Boden und dem Gitter gesammelt. Es ist ein Abfluss vorgesehen, der den Abzug der Flüssigkeit aus dem Behälter zulässt. Ein Nachteil dieses Separators besteht darin, dass bei vielen Schlammtypen der Mittelbereich des Behälters keinen vollständigen Trocknungseffekt erbringt oder eine übermäßig lange Zeit zur Trocknung benötigt. Diese Ergebnisse werden noch durch durch Frachtraten verlängerte Trocknungszeiten und gelegentlich durch Zurückweisung von Deponien verschärft.
Ein weiteres Problem, welches sich denen darbietet, die sich mit der Abfuhr von Flüssigkeiten aus Schlamm beschäftigen, ist "Verblinden" (blinding). Eine Ursache des Verblindens besteht darin, dass die Flüssigkeiten schnell das Filter durchdringen. Wenn dies geschieht, werden die feineren festen Bestandteile mit der Flüssigkeit an das Filter herangebracht, wo sich die festen Bestandteile absetzen. Wenn sich die festen Bestandteile abgesetzt haben, bilden sie eine Schicht an dem Filter und können wesentlich die weitere Abfuhr der Flüssigkeit durch das Filter behindern.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung stellt eine Flüssig/Fest-Trennvorrichtung bereit, wie sie im Anspruch 1 definiert ist.
Die Trennvorrichtung kann die Merkmale von einem oder mehreren der abhängigen Ansprüche 2 bis 10 aufweisen.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren bereit, wie es im Anspruch 11 definiert ist.
Der Erfindung können eine oder mehrere der nachfolgenden Aufgäben zugrunde liegen:
- Einen Behälter bereitzustellen, der eine Flüssig/Fest-Trennung ermöglicht.
- Eine Trennvorrichtung bereitzustellen, die eine vergrößerte Oberfläche und einen kürzeren Weg zu einem freien Durchflussraum aufweist.
- Eine Trennvorrichtung bereitzustellen, die die Zusammenführung der flüssigen Phase ermöglicht.
- Eine Trenneinrichtung bereitzustellen, die zur Behandlung zufällig anfallender Abfälle eingesetzt werden kann.
- Eine Trenneinrichtung bereitzustellen, die mit Vakuum befüllbar ist.
- Eine Trenneinrichtung bereitzustellen, die transportfähig ist, und zwar ohne zusätzliche Handhabung der zurückgehaltenen festen Bestandteile.
- Eine Trenneinrichtung bereitzustellen, aus der die zurückbehaltenen festen Bestandteile einfach entnommen werden können.
- Eine Trenneinrichtung bereitzustellen, die bei Schlämmen eingesetzt werden kann, die feines und grobes Material enthalten.
- Den Effekt des "Verblindens" in einem Trennprozess zu beseitigen oder zu reduzieren.
Somit wird eine transportable Flüssig/Fest-Trennvorrichtung bereitgestellt. Die Trennvorrichtung weist einen Behälter mit Wandungen und einem Boden auf. Bei einer Ausführungsform ähnelt der Behälter einem großen rechteckigen städtischen Müllbehälter. Eine der Wandungen ist gelenkig angelenkt, so dass sie die Funktion einer Tür erbringen kann. Diese Tür ist natürlich mit einer wasserdichten Dichtung versehen, um Leckagen zu vermeiden.
Die Innenseite des Behälters ist mit einem Metallgitter abgedeckt. Es besteht ein Zwischenraum zwischen dem Gitter und den Wandungen sowie dem Gitter und dem Boden des Behälters. Es gibt weiterhin eine oder mehrere Trennwände, die von dem Gitter gebildet werden und das vertikal zu dem Gitter absteht, welches den Boden des Behälters bedeckt.
Alle Gitteroberflächen - sowohl solche, die die Wandungen und den Boden überdecken, wie auch solche, die Trennwände bilden - sind durch ein Sieb abgedeckt. In bevorzugter Ausführungsform sind alle Kanten des Siebes, die dem Innern des Behälters zugekehrt sind, glatt ausgebildet. Auch die oberen Kanten jeder Trennwand sollten glatt und durchgehend ausgebildet sein. Wenn es raue Ecken oder Kanten an dem Sieb oder der Trennwand gibt, kann sich der Filter an solchen Ecken verfangen. Wenn der Filter beladen wird, kann das Gewicht auf ihm zu einem Zerreißen führen oder es kann zu einem Lösen des Siebes kommen, wenn der Filter und die zurückbehaltenen festen Bestandteile abgenommen werden. Indem alle ausgesetzten Ecken glatt ausgebildet werden, wird die Möglichkeit des Zerreißens des Filters oder Siebes wesentlich reduziert.
Zu behandelnder Schlamm wird in den Behälter oberhalb des Filters eingebracht. Das Sieb verteilt das Gewicht des Schlamms auf das Gitter, so dass der Filter nicht in die Zwischenräume im Gitter einsinkt und es so nicht zu einer Anhäufung und einem möglichen Zerreißen kommt. Wenn die Öffnungen in dem Gitter schmal genug sind, kann ein Sieb überflüssig werden, um das Filter von einem Durchsacken in die Öffnungen des Gitters zu bewahren.
Die Schwerkraft sowie der hydrostatische Druck werden die Flüssigkeit durch das Filter von der Schlammseite zu dem Raum zwischen der Wandung und dem Gitter oder auf das Gitter selbst antreiben. Die Flüssigkeit wird von außerhalb des Filters oder durch das Gitter fließen, bis sie sich in dem Raum zwischen dem Gitter und dem Boden des Behälters sammelt. Dort ist ein Ablass vorgesehen, der die Abfuhr der Flüssigkeit ermöglicht.
Die Trennwand ermöglicht es, dass die Flüssigkeit im zentralen Bereich des Behälters gründlicher und schneller abgeführt wird. Ohne Trennwand muss die Flüssigkeit im zentralen Bereich des Behälters einen größeren Weg bis zum Filter und dem Gitter, welches den Boden und die Wandungen bedeckt, zurücklegen, um abgeführt zu werden. Durch die Anordnung einer oder mehrerer Trennwände kann der Abstand für Flüssigkeiten im Mittelbereich des Behälters zum Erreichen der Drainageflächen wesentlich reduziert werden, während gleichzeitig die gesamte nutzbare Oberfläche für die Drainage erhöht wird. Durch die zusätzliche Anordnung einer Trennwand oder von Trennwänden werden die Ziele einer vergrößerten Drainageoberfläche und einer Verringerung des Weges, den die Flüssigkeit zurücklegen muss, erreicht, ohne das Volumen des Behälters oder das Verfahren zur Abfuhr der festen Bestandteile wesentlich zu ändern.
Zusätzlich kann ein Rohr entlang der oberen Kante der Trennwand vorgesehen sein, welches den Anschluss an eine Quelle mit Druckluft ermöglicht und Luftlöcher aufweisen kann. Auf diese Weise kann Luft in den Mittelbereich des Behälters gepumpt werden, welches den Trocknungsvorgang unterstützt.
Wenn der Schlamm trocken ist, kann die gesamte Einheit auf einen Lastwagen oder ein anderes Transportfahrzeug aufgeladen und an jede gewünschte Stelle transportiert werden. Dort kann der Filter und alle zurückbehaltenen festen Bestandteils entnommen werden, so dass der Behälter für eine weitere Benutzung zur Verfügung steht.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des Trennbehälters, wobei die Öffnung für die gewünschten Feststoffe eine schwenkbar angelenkte hintere Türwandung ist, die in aufgeschwungenem Zustand dargestellt ist, um das Innere des Trennbehälters besser zu verdeutlichen.
Fig. 2 ist ein Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform der Trennwände, die vertikal von dem Boden des Trennbehälters nach oben ragen.
Fig. 3 ist ein perspektivisch dargestellter Ausschnitt aus dem Gitter und dem Sieb, wie sie zum Bedecken der Wandungen, des Bodens und der Trennwände des Trennbehälters eingesetzt werden.
Fig. 4 ist ein perspektivischer Ausschnitt des Inneren des Trennbehälters im gegenüberliegenden Endbereich zu der Türwandung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, wobei dies die Einführung eines unter Druck stehenden Gases in den Innenraum des Trennbehälters über die Luftlöcher in der Leitung zeigt.
Fig. 5 ein perspektivisch dargestellter Ausschnitt aus der Umzäunung und dem Sieb, die zum Abdecken der Wandungen, des Bodens und der Trennwände des Trennbehälters eingesetzt werden.
Fig. 6 ist ein perspektivisch dargestellter Ausschnitt eines gewellten Teils und des Siebes, wie sie zum Abdecken der Wandungen des Bodens und der Trennwand des Trennbehälters eingesetzt werden.
Fig. 7 ist eine Schnittdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer durch Vakuum befüllbaren Trennvorrichtung mit eingesetztem Filter.
Fig. 8 ist eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer durch Vakuum befüllbaren Trennvorrichtung.
Fig. 9 ist eine geschnittene perspektivische Darstellung des installierten Filters an einem Rohrabschnitt.

BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf einen Behälter 1 zum Trennen der gewünschten festen Bestandteile von der Flüssigkeit in einem Schlamm. Unter einem Schlamm werden alle Flüssig/Fest-Mischungen verstanden, unabhängig von der Partikelgröße der festen Bestandteile, der Zusammensetzung der Flüssigkeit oder des prozentualen Anteils der Flüssigkeit in der Mischung. Der Behälter 1 weist einen Boden 2 und an den Boden 2 anschließende Wandungen auf. Die Oberflächen des Bodens 2 und der Wandungen 3 stellen einen Aufnahmeraum 5 für Schlamm dar.
Um die Entnahme der abgeschiedenen gewünschten festen Bestandteile zu erleichtern, ist am Behälter 1 eine Öffnung 6 für die gewünschten festen Bestandteile vorgesehen. Die Öffnung 6 für die gewünschten festen Bestandteile kann aus einem oberen offenen Bereich 7 am Behälter 1 bestehen. Alternativ kann es auch in Form eines Gitters in jeder der Wandungen 7 vorgesehen sein. Jede der Wandungen 3 kann auch ganz oder teilweise abnehmbar gestaltet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Öffnung 6 für die gewünschten festen Bestandteile von einer Wandung 3 einer Tür 10 gebildet, indem eine der Wandungen 3 gelenkig aufgehängt wird. Die Tür 10 sollte mit einer gegen Flüssigkeit wirksamen Dichtung 12 versehen sein, um Leckagen zu vermeiden. Eine Trennwand 8 unterteilt den Aufnahmeraum 5 für den Schlamm. In einer bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Trennwände 8 in dem Behälter 1 angeordnet, wie dies aus Fig. 2 hervorgeht.
Die Trennwand 8 ist so angeordnet, dass sie sich im Wesentlichen senkrecht zu dem Boden 2 erstreckt. In einer bevorzugten Ausführungsform sollte die Trennwand im Wesentlichen rechtwinklig zu der Öffnung 6 für die gewünschten festen Bestandteile angeordnet sein. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, sollte die Trennwand 8 an die Oberfläche 4 entweder der Wandung 3 oder des Bodens 2 anschließen, der auf der anderen Seite zu der Öffnung 6 für die gewünschten festen Bestandteile angeordnet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Trennwand 8 so dimensioniert und fest angeordnet, dass sich ihre obere Kante 43 ungefähr längs im Zentrum des Aufnahmeraums 5 für den Schlamm befindet. In einer bevorzugten Ausführungsform sollte die Trennwand 8 ungefähr die Länge des Aufnahmeraums 5 für den Schlamm aufweisen. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist die obere Kante 43 der Trennwand 8 eine durchgehende glatte Oberfläche auf. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die obere Kante 43 mit einem Rohr 31, einem quadratischen Rohr oder einer Leitung versehen wird. Alternativ kann die Trennwandung so fertig bearbeitet sein, dass die obere Kante 43 glatt ist.
In dem Aufnahmeraum 5 für den Schlamm ist ein Flüssigkeitsfilter 9 angeordnet, so dass es über die Trennwand 8 hängt. Das Filter 9 kann mit dem Behälter 1 über Aufhängungshaken oder Klammern befestigt sein, die sich an den Wandungen 3 oder an ersten Stützmitteln 14 befinden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Befestigungsplatte 38 mit der oberen Kante der ersten Stützmittel 14 verbunden. Die Kanten des Filters 9 sind in die Trägerhaken oder Klammern eingehängt. Das Filter 9 wird dann über die Befestigungsplatte 38 drapiert, so dass das Gewicht des Filters 9 sich über die Befestigungsplatte 38 verteilt. In einer anderen Ausführungsform erstrecken sich die Kanten des Filters im Wesentlichen über die oberen Enden der Wandung 3 hinaus, so dass das Filter durch Schwerkraft und das Gewicht des in den Behälter 1 eingeführten Schlamms an Ort und, Stelle in dem Aufnahmeraum 5 für den Schlamm gehalten ist.
Das Material und die Maschenweite des Filters 9 sind so gewählt, dass die Abscheidung der gewünschten Feststoffe in dem betreffenden Schlamm erfolgen kann, während die Flüssigkeit des Schlamms durch das Filter hindurchtritt. Wesentliche Bedingungen für die Gestaltung sind die zerstörerische Wirkung, die Lösungsmittelstärke, die Partikelgröße sowie die Trennkriterien für einen Schlamm. Eine weitere Bedingung für einen Filter 9 ist eine geeignete Kapillarwirkung, um die Flüssigkeit aus dem Schlamm zu ziehen. Geeignete Filtermedien sind beispielsweise Papier, Baumwolle, Nylon und andere organische Polymere, Metallgitter und Fiberglas. Fachleute können aus einer großen Vielzahl fasiger Filter auf dem Markt auswählen, um die zuvor beschriebenen Kriterien zu erfüllen. Es wird davon ausgegangen, dass Filter aus Baumwolle geeignet sind, um wässrige Flüssigkeiten abzuziehen, während Filter aus organischen Polymeren, wie beispielsweise Polypropylen, beim Abzug organischer Flüssigkeiten eingesetzt werden können. Eine Abzugswirkung ist insbesondere bei solchen Schlämmen hilfreich, die feine Bestandteile aufweisen, die nicht leicht abfließen und bei denen die Flüssigkeit die Tendenz besitzt, sich auf dem Schlamm abzusetzen.
Damit die durch den Filter 9 hindurchgetretene Flüssigkeit abfließen kann, muss sich um den Filter 9 herum ein Raum befinden. Die Größe dieses Raums wirkt sich auf die Flüssigkeitsmenge aus, die pro Zeiteinheit fließen kann. Damit jedoch wenigstens ein gewisser Abfluss möglich ist, muss nur ein relativ kleiner Raum vorgesehen sein. Die ersten Stützmittel 14 stellen diesen ersten freien Durchflussraum 15 bereit.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die ersten Stützmittel 14 ein Gitter 16 mit Durchbrechungen 17 auf, die sich über den Boden 2 und die Wandungen 3 erstrecken. Über das Gitter 16 ist ein Sieb 18 gelegt. Der Filter 9 liegt auf dem Sieb 18. Das Gitter 16 sowie das Sieb 18 halten den Filter 9 getrennt von dem Boden 2 und den Wandungen 3, wobei auf diese Weise der erste freie Durchflussraum 15 gebildet wird. Die erste Aufgabe des Siebes 18 besteht darin zu verhindern, dass es sich nennenswert in die Durchbrechungen 17 des Gitters hinein erstreckt. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sollte das Gitter 18 keine rauen Kanten auf der dem Innenraum des Aufnahmeraums 5 für den Schlamm zugekehrten Seite aufweisen, damit das Filter 9 bei seiner Abnahme aus dem Behälter 1 nicht zu einem Zerreißen des Siebes 18 oder des Filters 9 führt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besitzt das Sieb 18 vier bis sechs Öffnungen pro Inch in Längsrichtung und es ist aus rostfreiem oder galvanisiertem Stahl oder Kunststoff oder Fiberglas hergestellt. Wenn die Durchbrechungen 17 des Gitters hinreichend schmal ausgebildet werden, kann auch das Sieb 18 entfallen. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht das Gitter 16 aus sehr korrosionsbeständigem Material, wie beispielsweise rostfreiem oder galvanischem Stahl oder Kunststoff oder Fiberglas.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die ersten Stützmittel ein grobes Sieb (nicht dargestellt) auf, welches sich über den Boden und die Wandungen 3 erstreckt. Der Filter 9 liegt an dem groben Sieb an und bildet so einen ersten freien Durchflussraum 15. Wenn es notwendig sein sollte, kann auch das Gitter 18 in Verbindung mit dem groben Gitter eingesetzt werden. In bevorzugter Ausführungsform sollte das grobe Gitter aus sehr korrosionsbeständigem Material wie rostfreiem oder galvanischem Stahl oder Kunststoff oder Fiberglas bestehen.
Bei einer weiteren alternativen bevorzugten Ausführungsform weisen die ersten Stützmittel ein gewelltes Teil 41 auf. Auch diese gewellten Teile sollten aus sehr korrosionsbeständigem Material wie beispielsweise rostfreiem oder galvanischem Stahl, aus Kunststoff oder aus Fiberglas bestehen.
Bei einer weiteren alternativen bevorzugten Ausführungsform können die ersten Stützmittel 14 eine Umzäunung 42 mit Öffnungen 43 aufweisen. Die Umzäunung 42 erstreckt sich über den Boden 2 und die Wandungen 3. Das Filter 9 liegt an der Umzäunung 42 an und bildet so einen ersten freien Durchflussraum 15. Wenn es notwendig erscheint, kann auch das Gitter 18 in Verbindung mit der Umzäunung 42 eingesetzt werden. In einer noch bevorzugteren Ausführungsform sollte die Umzäunung 42 aus sehr korrosionsbeständigem Material, wie beispielsweise rostfreiem oder galvanischem Stahl, Kunststoff oder Fiberglas bestehen.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform können die ersten Stützmittel 14 durchbrochene Einheiten (nicht dargestellt) mit Öffnungen 23 aufweisen. Diese durchbrochenen Einheiten erstrecken sich über den Boden 2 und die Wandungen 3. Das Filter 9 liegt an den durchbrochenen Einheiten an und bildet so den ersten freien Durchflussraum 15. Wenn es notwendig ist, kann auch das Gitter 18 in Verbindung mit diesen durchbrochenen Einheiten eingesetzt werden. Auch diese durchbrochenen Einheiten sollten aus sehr korrosionsbeständigem Material, wie beispielsweise rostfreiem oder galvanischem Stahl, Kunststoff oder Fiberglas bestehen.
Bei einer weiteren alternativen, jedoch bevorzugten Ausführungsform können die Stützmittel aus einer Reihe beabstandet angeordneter Stangen (nicht dargestellt) bestehen, die sich längs des Bodens 2 und der Wandungen 3 erstrecken. Das Filter 9 legt sich an die beabstandeten Stangen an und bildet so den ersten freien Durchflussraum 15. Wenn es notwendig ist, kann auch hier in Verbindung damit das Gitter 18 eingesetzt werden. Auch die beabstandeten Stangen sollten aus sehr korrosionsbeständigem Material, wie rostfreiem oder galvanischem Stahl, Kunststoff oder Fiberglas bestehen.
Damit die Trennwand 8 eine effektive Drainageoberfläche erbringt, ist ein zweiter freier Durchflussraum 25 zwischen dem Filter 9 und der Trennwand 8 gebildet. Der zweite freie Durchflussraum 25 kann durch zweite Stützmittel 26 bereitgestellt werden. Die Trennwand 8 kann entweder durch die zweiten Stützmittel 26 bereitgestellt werden oder es können zweite Stützmittel 26 an der Trennwand 8 angeordnet werden.
Bevorzugte Ausführungsformen für die zweiten Stützmittel 26 umfassen Gitter 16, grobe Siebe, gewellte Einheiten 41, Umzäunungen 42, durchbrochene Einheiten und beabstandet angeordnete Stangen. Alle diese Teile können in Verbindung mit einem Sieb 18 eingesetzt werden, wenn dies notwendig ist. Auch die zweiten Stützmittel 26 sollten aus sehr korrosionsbeständigem Material wie rostfreiem oder galvanischem Stahl, Kunststoff oder Fiberglas bestehen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die ersten Stützmittel 14 und die zweiten Stützmittel 26 sowie die Siebe 18, falls diese vorgesehen sind, innerhalb eines Korbes (nicht dargestellt) zusammengefasst sein. Der Korb kann ein Gitter 16, ein grobes Gitter, eine gewellte Einheit, eine Umzäunung, durchbrochene Einheiten oder beabstandet angeordnete Stangen aufweisen. Auch der Korb sollte aus sehr korrosionsbeständigem Material, wie beispielsweise rostfreiem oder galvanisiertem Stahl, Kunststoff oder Fiberglas bestehen. Der Korb kann aus dem Behälter 1 herausnehmbar gestaltet sein.
Flüssigkeit, die den ersten freien Durchflussraum 15 erreicht, sollte bei fortgesetzter Trennung abgeführt werden. Dies wird mittels erster Flüssigkeitsentfernungsmittel 27 erreicht. Bevorzugte Ausführungsformen der ersten Flüssigkeitsentfernungsmittel 27 weisen einen Ablauf 28 im Boden jeder der Wandungen 3 oder im Boden 2 auf und verbinden den ersten freien Durchflussraum 15 des 'Behälters 1 nach außen. Es kann auch eine übliche Pumpe, ein Siffon, eine Vakuumleitung (nicht dargestellt) vorgesehen sein, um den ersten freien Durchflussraum 15 mit der äußeren Umgebung des Behälters 1 zu verbinden. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sollte der Ablauf 28 in Höhe oder unter der Höhe des Bodens 2 platziert sein.
Flüssigkeit, die in den zweiten freien Durchflussraum 25 eintritt, sollte bei fortgesetzter Trennung abfließen können. Dies wird durch zweite Flüssigkeitsentfernungsmittel erreicht. Bevorzugte Ausführungsformen von zweiten Flüssigkeitsentfernungsmitteln weisen einen Ablauf 28 oder eine konventionelle Pumpe, einen Siffon oder eine Vakuumleitung auf.
Der zweite freie Durchflussraum 25 und der erste freie Durchflussraum 15 können abflussmäßig miteinander verbunden sein, so dass ein einfacher Ablauf 28 die beiden Funktionen, nämlich einerseits des ersten Flüssigkeitsentfernungsmittels 27 und des zweiten Flüssigkeitsentfernungsmittels erfüllt. In bevorzugter Ausführungsform, wie in Fig. 1 dargestellt, entwässert der zweite freie Durchflussraum 25 in den ersten freien Durchflussraum 15. Flüssigkeit in dem ersten freien Durchflussraum wird dann aus dem Behälter 1 über den Ablauf 28, eine Pumpenleitung oder eine Siffonleitung abgeführt. Die Flüssigkeit fließt ab oder wird mit dem ersten oder zweiten Flüssigkeitsentfernungsmittel abgepumpt und kann so in einem geeigneten Behälter aufgefangen werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Trennwand 8 mit einem Rohr 31 versehen. Das Rohr 31 weist einen zentralen Durchgang 32 auf. Das Rohr 31 ist im Wesentlichen parallel zu der Trennwand 8 angeordnet. Das Rohr 31 ist so ausgebildet, dass es mit unter Druck stehendem Gas aus einer Druckquelle versorgt werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Quelle für unter Druck stehendes Gas ein Luftkompressor. In dieser bevorzugten Ausführungsform weist das Rohr 31 mindestens ein Luftloch 35 auf, welches den zentralen Durchgang 32 mit dem Aufnahmeraum 5 für den Schlamm verbindet. Bevorzugt sind Luftlöcher 35 in der oberen Hälfte des Rohres 31 angeordnet. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich die Luftlöcher 35 über ein oberes Viertel des Rohres 31. Durch das Einführen von unter Druck stehendem Gas in den Aufnahmeraum 5 für den Schlamm über das Rohr 31 mit dem zentralen Durchgang und den Luftlöchern 35 lässt sich eine beschleunigte Entwässerung des Schlamms im Behälter 1 erzielen. Vorzugsweise kann das unter Druck stehende Gas Dampf sein, vorausgesetzt, dass das Material, aus dem das Filter 9 besteht, dieser Erwärmung standhalten kann. In bevorzugter Ausführungsform weist das Rohr 31 einen abnehmbaren Deckei auf, so dass nach der Abnahme des Deckels der freie Zugang zu dem zentralen Durchbruch 32 frei wird, so dass der zentrale Durchgang 32 leicht gereinigt werden kann. In bevorzugter Ausführungsform sollte das Rohr 31 aus sehr korrosionsbeständigem Material, wie beispielsweise rostfreiem oder galvanischem Stahl oder Kunststoff oder Fiberglas bestehen.
Während des Betriebes setzt sich der Schlamm im Behälter 1 auf dem Filter 9 ab, die Flüssigkeit in dem Schlamm durchdringt das Filter 9 aufgrund von Schwerkraft, hydrostatischem Druck oder infolge Kapillarwirkung. Das Filter 9 zieht die Flüssigkeit hin zu dem ersten freien Durchflussraum 15 und zu dem zweiten freien Durchflussraum 25. Die Flüssigkeit läuft dann in beiden Durchflussräumen 15 und 25 ab, so dass sich die Flüssigkeitsströme oberhalb des Bodens 2 ansammeln. Die Flüssigkeit kann aus dem Behälter 1 über den Ablauf 28 abgeführt werden. In bevorzugter Ausführungsform kann der Behälter 1 auch in Winkelform zu dem Ablauf 28 gestaltet sein, um den Ablauf zu verbessern.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Behälter 1 durch Vakuum befüllt werden. In diesem Falle sollte der Behälter 1 mit einem geschlossenen Oberteil 101 versehen sein. An dem geschlossenen Oberteil 101 sind mindestens zwei Anschlüsse 102 und 103 vorgesehen. Der erste Anschluss 102 ist in der Regel mit einem Beladungsschlauch verbunden, über den der Schlamm in den Behälter 1 eingeführt wird. Der zweite Anschluss 102 ist mit einer Vakuumquelle verbunden, beispielsweise einer fahrbaren oder ähnlichen Vakuumquelle. Indem das Vakuum durch den Behälter 1 gezogen wird, kann der Schlamm in den Behälter 1 über den ersten Anschluss 102 und den Ladeschlauch eingeführt werden. Ein Vakuum in der Größenordnung von 0,51 bis 0,95 bar (15 bis 28 inches of mercury) sollte zum Beladen mit den meisten Schlämmen ausreichen.
Es können auch mehr als zwei Anschlüsse vorgesehen sein, damit der Behälter 1 in einfacher Weise aus jeder Richtung beladen werden kann und eine gleichmäßige Füllung des Behälters 1 auftritt. In einer bevorzugten Ausführungsform haben die Anschlüsse 102 und 103 einen Durchmesser von 20,3 cm (8 Inch). Zusätzlich kann eine größere Wartungsöffnung 105 vorgesehen sein, durch die ein Arbeiter Zutritt zu dem Innenraum des Behälters 1 erhält, wenn die Öffnung 6 zur Entnahme der festen Bestandteile geschlossen ist.
Wenn ein geschlossenes Oberteil 101 eingesetzt wird, um das Befüllen des Behälters 1 mit Vakuum zu erleichtern, muss darauf geachtet werden, dass das Filter 9 an Ort und Stelle verbleibt und dass der Schlamm nicht hinter dem Filter 8 in den ersten freien Durchflussraum 15 übertritt. Eine bevorzugte Möglichkeit, dies sicherzustellen, besteht darin, dass ein Filter 9 benutzt wird, der den gesamten Aufnahmeraum 5 für den Schlamm einschließlich der Innenseifen des geschlossenen Oberteils 101 abdeckt. In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Filter 9 an Haken 110 aufgehängt sein, die in den oberen Ecken des geschlossenen Oberteils 101 angeordnet sind. Natürlich muss das Filter 9 Durchbrechungen aufweisen, damit die Einführung des Schlammes in den Aufnahmeraum 5 für den Schlamm möglich ist. Es können Rohrabschnitte 106 vorgesehen sein, die in den Anschlüssen 102 und 103 angeordnet sind und mit denen die Hindurchführung des Schlammes durch das Filter 9 möglich ist. In dieser bevorzugten Ausführungsform sind die Rohrabschnitte 106 mit Schultern 107 ausgestattet. Das Filter 9 kann mit den Rohrabschnitten 106 über Ringe 108, beispielsweise aus elastischem Band oder Kabelmaterial, verbunden sein, damit das Filter 17 mit dem Rohrabschnitt 106 oberhalb der Schultern 107 verbunden wird. Das Vakuum kann dann an dem zweiten Anschluss 103 eingeleitet werden, was dazu führt, dass der Schlamm durch die erste Öffnung 102 in den Aufnahmeraum 5 für den Schlamm überführt wird.
Nachdem der Schlamm in den Behälter 1 überführt worden ist, läuft der Trennprozess in der gleichen Weise bei einem durch Vakuum befüllten Behälter 1 wie auch einem nicht unter Vakuum befüllten Behälter ab. Der über Vakuum beladene Behälter 1 ist im Wesentlichen genau so ausgebildet wie der Behälter, der ohne Vakuum beladen wird, jedoch mit Ausnahme des geschlossenen Oberteils 101 und der Anschlüsse 102 und 103. Ein anderer signifikanter Unterschied ergibt sich aufgrund der Tatsache, dass der mit Vakuum beladene Behälter 1 auch einem größeren Vakuum standhalten muss. Zu diesem Zweck kann die äußere Oberfläche der Wandungen 3, des geschlossenen Oberteils 102 und des Bodens 2 durch Rippen 109 oder in anderer Weise verstärkt sein.
Es kann auch gewünscht sein, dass der Schlamm in dem Behälter 1 mit einem chemischen Flockungsmittel behandelt werden soll. Dabei handelt es sich oft um Polymere, die von den Firmen Callaway Chemical, American Cyanamid und Nalco, neben anderen, vertrieben werden. Der Sinn eines Flockungsmittels besteht darin, den Schlamm zu veranlassen, zusammenzubacken und sich zusammenzufügen. Dies führt dazu, dass die Flüssigkeit von den festen Bestandteilen entfernt wird, so dass die Entwässerung schneller ablaufen kann. Die Klumpenbildung fängt auch viele der feinen Partikel ein, die in dem Schlamm vorhanden sind. Dies trägt dazu bei, eine unzureichende Bearbeitung zu reduzieren.
Die Trennwandung 8 erbringt einen verbesserten Ablauf im Mittelbereich des Behälters 1, indem die Oberfläche für die Entwässerung in dem Behälter 1 vergrößert und gleichzeitig der Abstand, den die Flüssigkeit im Mittelbereich des Behälters bis zum Ablauf zurückzulegen hat, erniedrigt wird, ohne dass das Volumen des Behälters wesentlich geändert wird. Die Flüssigkeit, die im Mittelbereich des Behälters 1 gefangen wird, weil sie dort von den Entwässerungsoberflächen einen Abstand hat, kann den Behälter durch den Teil des Filters verlassen, der die Trennwandung 8 umgibt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Behälter 1 mit Rollen 39 ausgestattet. Nachdem der Schlamm hinreichend getrocknet ist, kann der Behälter 1 auf einen Lastwagen oder einen Anhänger oder eine andere Transporteinrichtung mit einem Tiefbett gerollt werden. Vorzugsweise ist der Behälter 1 außen mit mindestens einem Haken versehen, der beim Hochziehen des Behälters 1 auf eine Transporteinrichtung genutzt werden kann.
Nachdem der Behälter 1 auf eine solche Transporteinrichtung aufgezogen wurde, wird er entweder zu einem Müllplatz oder zu einem Platz zwecks Weiterverarbeitung geführt, wenn es sich um Abfallmaterial handelt. Wenn es sich bei den zurückbehaltenen festen Bestandteilen um ein Produkt eines Herstellungsprozesses handelt, können diese wiederverwendet und genutzt werden. In all diesen Fällen wird die Öffnung 6 zur Entnahme der gewünschten Feststoffe geöffnet und die entwässerten gewünschten Feststoffe und das Filter 9 werden aus dem Behälter 1 entnommen. Nach der Reinigung und dem Einbau eines neuen Filters 9 ist der Behälter 1 wieder einsatzfähig.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Behälter 1 mit Handgriffen versehen sein, um seine Entleerung zu erleichtern. Die Handgriffe können auf einen Ablassmechanismus eines Aufnahmefahrzeugs einwirken, wie sie beispielsweise zum Einsammeln von Müll eingesetzt werden. Eine solche Ausführungsform ist dann besonders nützlich, wenn die Öffnung 6 zur Entnahme der festen gewünschten Bestandteile eine oben angeordnete Öffnung 7 aufweist. Wenn der Behälter 1 eine solche oben offene Öffnung 7 besitzt, kann ein in Betrieb befindlicher Behälter 1 die obere Öffnung 7 eines anderen Behälters abdecken, damit auf diese Weise Regen ferngehalten wird und den Trocknungsvorgang des Schlamms nicht behindert.
Das Verblinden (blinding) kann durch eine besondere Betriebsweise des Behälters 1 reduziert werden. Die ersten und zweiten Flüssigkeitsentnahmemittel sollten geschlossen werden, wenn der Schlamm in den Aufnahmeraum 5 für den Schlamm eingebracht wird. Nachdem der erste freie Durchflussraum 15 und der zweite freie Durchflussraum 25 mit Flüssigkeit gefüllt sind, wird der weitere Fluss durch das Filter 9 verhindert. Somit wird die Flüssigkeit in dem Schlamm stagnieren und den festen Bestandteilen ein Ausfällen erlauben. Dies kann, abhängig von der ursprünglichen Konsistenz des Schlamms, in der Bildung von zwei Phasen in dem Schlamm führen: es kann eine relativ von festen Bestandteilen freie flüssige Phase und eine verbleibende Schlammphase gebildet werden. Wenn sich die relativ von festen Bestandteilen freie Phase gebildet hat, können die ersten und zweiten Flüssigkeitsentfernungsmittel geöffnet werden. Weil die Flüssigkeit, die die Phase mit relativ wenigen festen Bestandteilen aufweist, auch wenig dazwischenliegendes Material relativ zu der Schlammphase besitzt, wird sie vor der Flüssigkeit entwässert, die immer noch in der verbleibenden Schlammphase gefangen ist. Das Verbunden wird minimiert, weil viele der feineren Bestandteile, die die Ursache des Problems waren, sich in die verbleibende Schlammphase abgesetzt haben oder unmittelbar oberhalb der verbleibenden Schlammphase zu liegen kommen. Die Ausströmung der Flüssigkeit der verbleibenden Schlammphase wird dann langsam genug sein, um eine wesentliche Verblindung zu verhindern. Jede Verblindung, die in der Filterfläche oberhalb der verbleibenden Schlammphase stattfindet, wird inkonsequent sein, weil keine weitere Filtration in dem Teil des Behälters 1 stattfindet. Es gibt natürlich verschiedene andere Ausführungsformen, die vom Schutzumfang der nachfolgenden Ansprüche erfasst werden.

Claims

1. Eine Flüssig/Fest-Trennvorrichtung zum Trennen von Flüssigkeiten von den gewünschten festen Bestandteilen in einem Schlamm, mit folgenden Merkmalen:

ein Behälter (1) mit Wandungen (3), die von einem Boden (2) nach oben abstehen, wobei der Boden und die Wandungen Oberflächen (4) besitzen, die einen Aufnahmeraum (5) für Schlamm bilden,

ein flüssigkeitsdurchlässiger Filter (9), der zum Zurückhalten der gewünschten festen Bestandteile vorgesehen ist,

ein erstes Stützmittel (14) zum Abstützen des Filters am Boden und den Wandungen, das einen ersten freien Durchflussraum (15) zwischen dem Filter und dem Boden und den Wandungen bereitstellt,

ein erstes Flüssigkeitsentfernungsmittel (27) zur Abfuhr von Flüssigkeiten aus dem ersten freien Durchflussraum,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine Trennwandung (8) vorgesehen ist, die sich relativ zum Boden nach aufwärts erstreckt,

der Filter so angeordnet ist, dass er die Trennwandung überlappt,

ein zweites Stützmittel (26) zum Abstützen des Filters an der Trennwandung vorgesehen ist, das einen zweiten freien Durchflussraum (25) zwischen dem Filter und der Trennwandung bereitstellt, und

ein zweites Flüssigkeitsentfernungsmittel zur Abfuhr von Flüssigkeiten aus dem zweiten freien Durchflussraum vorgesehen ist.

2. Eine Flüssig/Fest-Trennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stützmittel (14)

ein Gitter (16) mit Gitteröffnungen aufweist, das mit dem Behälter über zumindest einen Bereich der Wandungen und des Bodens verbunden ist, und

ein Sieb aufweist, das über das Gitter gelegt ist, um zu verhindern, dass sich das Filter wesentlich durch die Gitteröffnungen erstreckt.

3. Eine Flüssig/Fest-Trennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stützmittel (14) ein korrosionsbeständiges Gitter (16) aufweist, das mit dem Behälter (1) über zumindest einen Bereich der Wandungen (3) und des Bodens (2) verbunden ist und Gitteröffnungen aufweist, die hinreichend schmal ausgebildet sind, um zu verhindern, dass sich das Filter wesentlich durch die Gitteröffnungen erstreckt.

4. Eine Flüssig/Fest-Trennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Stützmittel (26) ein korrosionsbeständiges Gitter (16) mit Gitteröffnungen aufweist, wobei die Trennwand (8) aus dem Gitter gebildet ist, und ein korrosionsbeständiges Sieb vorgesehen ist, das über dem Gitter positioniert ist, um zu verhindern, dass sich das Filter wesentlich durch die Gitteröffnungen erstreckt.

5. Eine Flüssig/Fest-Trennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Stützmittel (26) ein korrosionsbeständiges Gitter (16) aufweist, wobei die Trennwand (8) aus dem Gitter gebildet ist und das Gitter Gitteröffnungen aufweist, die hinreichend schmal ausgebildet sind, um zu verhindern, dass sich das Filter wesentlich durch die Gitteröffnungen erstreckt.

6. Eine Flüssig/Fest-Trennvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) eine Öffnung zur Entnahme der gewünschten festen Bestandteile aufweist.

7. Eine Flüssig/Fest-Trennvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (8) im wesentlichen senkrecht zu der Öffnung zur Entnahme der gewünschten festen Bestandteile angeordnet ist.

8. Eine Flüssig/Fest-Trennvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (8) mit einer der Oberflächen gegenüber der Öffnung zur Entnahme der gewünschten festen Bestandteile verbunden ist.

9. Eine Flüssig/Fest-Trennvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Trennwand (8) verbundenes hohles Rohr (31) vorgesehen ist, das eine zentrale Durchtrittsöffnung und mindestens ein Luftloch aufweist, das die Verbindung zu dem im Innern vorgesehenen Aufnahmeraum herstellt, wobei das Rohr mit einer Quelle unter Druck stehenden Gases zum Einbringen des Gases in den Aufnahmeraum verbindbar ausgebildet ist.

10. Eine Flüssig/Fest-Trennvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvorrichtung durch Vakuum befüllbar ausgebildet ist.

11. Ein Verfahren zum Ausgleichen des Verblindens in einer Flüssig/Fest-Trennvorrichtung zum Trennen von Flüssigkeiten von den gewünschten festen Bestandteilen in einem Schlamm, mit:

einem Behälter (1) mit Wandungen (3), die von einem Boden nach oben abstehen, wobei der Boden und die Wandungen Oberflächen (4) besitzen, die einen Aufnahmeraum (5) für Schlamm bilden; einer Trennwandung (8), die sich relativ zum Boden nach aufwärts erstreckt; einem flüssigkeitsdurchlässigen Filter (9), der in dem Aufnahmeraum zum Zurückhalten der gewünschten festen Bestandteile vorgesehen ist und die Trennwand überlappt; einem ersten Stützmittel (14)' zum Abstützen des Filters am Boden und an den Wandungen, das einen ersten freien Durchflussraum (15) zwischen dem Filter und dem Boden und den Wandungen bereitstellt; einem zweiten Stützmittel (26) zum Abstützen des Filters an der Trennwandung, das einen zweiten freien Durchflussraum zwischen dem Filter und der Trennwandung bereitstellt; einem ersten Flüssigkeitsentfernungsmittel (27) zur Abfuhr von Flüssigkeiten aus dem ersten freien Durchflussraum; und einem zweiten Flüssigkeitsentfernungsmittel zur Abfuhr von Flüssigkeiten aus dem zweiten freien Durchflussraum, mit folgenden Schritten:

Schließen des ersten Flüssigkeitsentfernungsmittels vor der Einbringung des Schlamms in den Aufnahmeraum für den Schlamm;

Schließen des zweiten Flüssigkeitsentfernungsmittels vor der Einbringung des Schlamms in den Aufnahmeraum für den Schlamm;

Einbringen des Schlamms in den Aufnahmeraum für den Schlamm;

Stehenlassen des Schlamms und Separieren in zwei Phasen, eine flüssige Phase relativ frei von festen Bestandteilen und eine verbleibende Schlammphase;

Öffnen des ersten Flüssigkeitsentfernungsmittels; und

Öffnen des zweiten Flüssigkeitsentfernungsmittels.