DK149208B - Apparat til fjernelse af vaeske fra tykslam ved presning - Google Patents

Description

149208

Opfindelsen angår et apparat til fjernelse af væske fra tykslam ved presning omfattende et antal hule filterelementer, som er anbragt på en fælles roterbar aksel, og som tjener til dannelse af et lag tykslam på et væskepermeabelt underlag ved successiv indføring 5 af filterelementerne i en slambeholder, organer til afvanding af tyk-slamlaget ved frembringelse af et undertryk på underlagets bagside samt organer til fjernelse af afvandet materiale fra underlaget.

Slam indeholdende findelte, faste stoffer i blanding med en væske, såsom vand, er et biprodukt, som fremkommer ved mange in-10 dustrielle processer. Et eksempel på sådant slam er kalkslam, som er et biprodukt, der opnås ved fremstillingen af sukker.

Ofte er koncentrationen af tørstof i slam relativt lav, d.v.s. fra 0,5 til 20 vægtprocent, og for at kunne håndtere slammet på en passende måde er det derfor nødvendigt at fjerne en yderlige-15 re mængde vand fra slammet til dannelse af tykslam.

Forskellige apparater, de såkaldte slamtyknere, er anvendelige til fremstilling af tykslam. Eksempler på sådanne apparater er kontinuerlige centrifuger, såsom dekanteringscentrifuger, båndpressere, hvor slammet presses mellem to kontinuerligt løbende bånd, og 20 tromlefiltre, hvor slammet ved hjælp af et vakuum, som tilvejebringes inde i tromlen, suges mod et filterklæde monteret på ydersiden af en roterende tromle.

Fortykket kalkslam, som opnås ved anvendelse af sådanne apparater, har en tørstofkoncentration på mellem 15 og 55 vægtpro-25 cent. Det fortykkede kalkslam forefindes som en plastisk masse, der hverken er flydende eller fast.

Hvis det fortykkede kalkslam underkastes en kraftig mekanisk påvirkning, f.eks. pumpning, kan slammet dog gøres flydende, og i denne form kan det pumpes og transporteres til slamafvandings-30 bassiner. Sådanne slamholdige bassiner, som dækker store arealer, frembringer ofte kraftige lugtgener, idet slammet begynder at gå i forrådnelse i de relativt lange perioder, hvor slammet skal opbevares i bassinerne for at blive afvandet.

Efter opbevaring i sådanne bassiner fjernes det afvandede 35 kalkslam herfra og kan anvendes som gødningsmiddel og/eller jordforbedringsmiddel .

Det er ønskeligt at fjerne yderligere mængder vand end ved opbevaring af kalkslam i slamafvandingsbassiner for at tilvejebringe et fast, tørt produkt, som kan håndteres på en mere hen- 149208 2 sigtsmæssig made end afvandet slam fremstillet som ovenfor beskrevet.

Det er blevet forsøgt at fjerne vand fra tykslam ved presning, og i et kendt apparat indføres tykslam i en cylinder omfatten-5 de et stempel og organer til bortledning af væske og sammenpresses heri til dannelse af en slamkage.

I praksis har det imidlertid vist sig, at det er vanskeligt at tilvejebringe en effektiv og stabil pakning mellem stemplet og cylinderen, d.v.s. mellem højtrykszonen og lavtrykszonen i apparatet.

10 DE patentskrift nr. 657.163 beskriver et filtreringsapparat omfattende et antal filtertromler, som er anbragt med parallelle aksler og på en sådan mide, at de under rotation om egne aksler kan rotere om en fælles vandret aksel, idet de under den således fremkomne planetbevægelse føres ned gennem et slambad. Under passagen 15 gennem dette slambad dannes der på overfladen af tromlerne et slamlag, som under bevægelsen hen mod en aftagestation for filterkagen afvandes ved bortsugning af luft fra filtertromlernes indre.

Det kendte filtreringsapparat lider af den ulempe, at man kun med store vanskeligheder kan underkaste filterkagen en pres-20 ning til fjernelse af yderligere væske end den mængde, der kan fjernes ved sugning.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe et apparat af den i indledningen angivne art, hvormed man i tilslutning til en bortsugning af væske fra slamlaget pi enkel måde kan underkaste et 25 delvis afvandet slamlag en presning til fjernelse af yderligere væske herfra.

Dette formål opnas ifølge opfindelsen med et apparat, der . er ejendommeligt ved, at filterelementerne udgøres af plane plader, som er anbragt tilnærmelsesvis vinkelret på den fælles roterbare 30 aksel, og at der er tilvejebragt organer til sammenpresning af det afvandede tykslamlag ved stigende tryk til dannelse af en pressekage under filterelementernes ophold i en kompressionszone.

Ved brug af apparatet ifølge opfindelsen til fjernelse af væske fra tykslam indføres fiiterelementerne successivt i slambehol-35 deren, og under passagen herigennem afsættes der slamlag på disse samtidig med, at der bortsuges væske. Bortsugningen af væske fortsættes under filterelementernes fortsatte bevægelse og fortrinsvis også under presningen af det afvandede tykslamlag i kompressionszonen. Til slut fjernes de dannede pressekager fra filterelementerne, 3 149208 der herefter kan anvendes til en ny operation.

Det har overraskende vist sig, at der som følge af den indledende fjernelse af væske ved sugning gennem den porøse understøtning og den efterfølgende sammenpresning af det delvis tør-5 rede slam ved et relativt lavt tryk indtræder sådanne ændringer af slammets egenskaber, at slamkagen kan sammenpresses ved et relativt højt tryk, uden at det bliver nødvendigt at indeslutte slamkagen i et kammer, som slutter tæt til pressehovedet, der anvendes til frembringelse af sammenpresningen. Det har således vist sig, at Ί0 disse indledende behandlinger af tykslam har den virkning, at slammet gøres tilstrækkeligt fast til, at den dannede slamkage kan yderligere sammenpresses ved et relativt højt tryk uden at flyde ud af trykzonen. Som følge heraf er det ikke nødvendigt at anvende pakninger eller lignende til at indeslutte slamkagen i trykzonen.

15 Ved brug af apparatet ifølge den foreliggende opfindelse kan tykslam således omdannes til et fast produkt med en tilstrækkeligt lav væskekoncentration til, at et sådant produkt kan håndteres på samme måde som almindelige tørprodukter. Det opnåede produkt er således tilstrækkeligt tørt til at kunne transporteres ved hjælp af 20 de transportører, som almindeligvis anvendes til transport af faste materialer og til at blive fyldt i sække. Ydermere kan produktet udspredes på markerne som gødningsmiddel og/eller jordforbedringsmiddel ved anvendelse af almindelige gødningsspredere.

Sammenpresningen af slammet udføres fortrinsvis ved tryk 25 på mellem 1 og 300 kp/cm og særligt hensigtsmæssigt mellem 10 og 300 kp/cm^.

En foretrukket udførelsesform for apparatet ifølge opfindel-sel omfatter endvidere en presseform og organer til indføring af presseformen på den porøse understøtning forud for sammenpresnin-30 gen af slammet og til fjernelse af presseformen fra den porøse understøtning før fjernelsen af den tørrede slamkage.

Denne presseform tjener alene til at forhindre væske, som presses ud af slammet, i at flyde ud af pressezonen og til at lede denne væske ind i den porøse understøtning, hvorfra den fjernes 35 ved sugning.

En særligt foretrukket udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at den omfatter et flertal af dobbeltsidede filterelementer, idet man herved opnår en særlig stor kapacitet.

149208 4

De porøse understøtninger, der anvendes i apparatet ifølge opfindelsen, omfatter fortrinsvis et hult, cirkulært, fladt legeme med en række kanaler, som står i forbindelse med overfladerne af det hule legeme. Overfladerne af det hule legeme er fortrinsvis dækket 5 af filterplader og lag af porøst materiale, som pi ydersiden er dækket af filter klæde.

For at lette fjernelsen af vand fra slammet kan pressehovederne også være forsynet med en filterplade dækket af et lag porøst materiale samt et filterklæde samt kanaler, som står i forbin-10 delse med bagsiden af filterpladen. Disse kanaler er fortrinsvis forbundet med organer til tilvejebringelse af et vakuum eller et overtryk i pressehovedet.

Apparatet ifølge opfindelsen er velegnet til tørring af en lang række slamprodukter, der dannes indenfor forskellige industrier 15 og forskellige produktionsanlæg, såsom kalkslam fra sukkerindustrien og gærsiam fra bagerier. Ydermere kan apparatet ifølge opfindelsen anvendes til tørring af tilsvarende produkter, hidrørende fra cementindustrien, porcelænsindustrien, kaolinproduktionsfabrikker, anlæg til kemisk og biologisk rensning af affaldsprodukter, træ- og cellu-20 loseindustrien, den keramiske industri og mineindustrien.

Opfindelsen skal herefter beskrives nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 skematisk viser en udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen, 25 fig. 2 viser et tværsnit gennem kompressionsstationen i apparatet, der er vist i fig. 1, og fig. 3 viser et tværsnitsbillede af en foretrukket udførelsesform for en porøs understøtning og samvirkende pressehoveder i et apparat ifølge opfin-30 delsen, idet den venstre side af fig. 1 viser stillingerne af pressehovedet, presseformen og den porøse understøtning før sammenpresningen af slammet, og den højre side af tegningen viser stillingerne af de nævnte elementer under kompri-35 meringen af slammet. Det skal dog bemærkes, at slampresningen i praksis finder sted samtidig på begge sider af den porøse understøtning.

5 149208

Apparatet, der er vist i fig. 1, omfatter en hul aksel 1, som er anbragt således, at den kan rotere om en vandret akse i en retning, der er vist med en pil 2. Et vakuumrør (ikke vist) og et trykluftrør (ikke vist) er tilvejebragt inde i den hule aksel 1. Akse-5 len 1 er omgivet af en manifold 3, som understøtter otte hule arme 4, der hver ved den yderste ende bærer et filterelement 5a-5f. Disse filterelementer kan være opbygget som vist i fig. 3. Manifolden 3 er udformet på en sådan mide, at de hyle arme 4 kan forbindes med vakuumrøret, henholdsvis trykluftrøret, eller lukkes i forhold til de 10 nævnte rør afhængigt af stillingen af filterelementerne 5a-5f.

I de stillinger, der er vist i fig. 1, er armene 4, der understøtter filterelementerne 5a-5d og 5g-5h, forbundet med vakuumrøret, medens armene, der understøtter filterelementerne 5e og 5f, er lukkede i forhold til vakuum- og trykluftrørene. Under bevægel-15 sen af filterelementerne mellem de stillinger, der svarer til filterelementerne 5d og 5e, forbindes fiiterelementet med trykluftrøret i et kort tidsrum.

En beholder 6 er anbragt under samlingen af filterelementer på en sådan måde, at filterelementerne under deres rotation pas-20 serer gennem beholderen. Beholderen 6 er således udformet, at den kan indeholde et bad 7 af tykslam, som skal omdannes til tørre slamkager. Beholderen 6 er forbundet med en pumpe 8 til tilførsel af tykslam til beholderen. Beholderen 6 omfatter endvidere et overløbsrør 9, som ender over en tragt 10, der stir i forbindelse med pum-25 pen 8. Det nævnte system muliggør en kontinuerlig cirkulation af tykslam indeholdt i beholderen 6.

Apparatet omfatter også en kompressionsstation 11, som er nærmere vist i fig. 2, samt to bakker 12, der er adskilt fra hinanden på en sådan måde, at fiiterelementerne kan passere mellem bak-30 kerne 12 under rotationen af samlingen af filterelementer. Bakkerne 12's yderste kanter strækker sig udenfor apparatet og samvirker med ikke viste organer til fjernelse af tørrede slamkager.

Kompressionsstationen 11, der er vist i fig. 2, omfatter et U-formet metalåg 20 omfattende to højtrykscylindre 21. Åget omfatter 35 også fire hydrauliske cylindre 22. Et højtryksstempel 23 er anbragt i hver cylinder 21, og et hydraulisk stempel 24 er anbragt i hver af de hydrauliske cylindre 22. Hvert højtryksstempel 23 er forbundet med et pressehoved 25, og hvert sæt hydrauliske stempler 24 anbragt ved siden af et højtryksstempel 23, er forbundet med en ring- 149208 6 formet presseform 26. I den stilling, hvori samlingen af filterelementer er vist i fig. 2, er et filterelement 5 understøttet af hul arm 4 anbragt mellem de to pressehoveder 25, og et slamlag 27 er indesluttet i mellemrummet mellem hvert pressehoved 25 og den hoslig-5 gende overflade af filterelementet.

Virkemåden af apparatet, der er illustreret i figurerne 1-2, er følgende:

Under rotationen af filterelementerne gennem badet 7 af tykslam indeholdt i beholderen 6 suges tykslam på overfladerne af 10 filterelementerne 5 som følge af det vakuum, der opretholdes i filterelementerne. Tykkelsen af slamlaget kan være mellem 5 og 100 mm, når fitterelementerne 5 og de herpå afsatte slamlag bevæger sig ud af slambadet 7. Slamlagene bringes til at hænge fast ved filterelementerne under bevægelsen mod kompressionsstationen som følge af det 15 vakuum, der opretholdes i filterelementerne. Når et filterelement når kompressionsstationen, standses rotationen. De hydrauliske cylindre 22 aktiveres derpå for derved at bringe den ringformede presseform 26 i kontakt med kantområderne på filterelementet 5. Derpå aktiveres højtrykscylindrene 21 for derved at bringe pressehovederne til at 20 bevæge sig synkront mod filterelementet 5 og udøve et tryk på slamlaget, der hænger fast ved filterelementet. Trykket forøges gradvis til en forudbestemt maksimal værdi. Som følge af det vakuum, som opretholdes i filterelementet 5, vil væske, der presses ud af slamlagene, blive fjernet gennem den hule arm 4.

25 Til slut bringes de hydrauliske stempler 24 og højtryks stemplerne 23 til at trække sig tilbage.

Samlingen af filterelementer 5 roteres derpå ^ = 45°, og under denne bevægelse forbindes filterelementet, som bevæger sig fra kompressionsstationen mod bakkerne 12, med trykluftrøret, såle-30 des at der tilvejebringes et overtryk i filterelementet, og således, at . de tørrede slamkager frigøres fra filterelementet. De tørrede slam. kager falder ned på bakkerne 12 og fjernes derpå.

Filterelementet, der er vist i fig. 3, omfatter en cirkulær filterplade 31 fremstillet af et formstofmateriale eller et andet letvægts-35 materiale. Filterpladen 31 har en udboring 32, som gennem kanaler 33 er forbundet med en række koncentriske riller 34, der er udformet i overfladerne af fjlterelementet 31. Begge sider af filterelementet 31 er dækket af en filterskive 35 belagt med et lag 36 af porøst materiale, som er dækket af et filterklæde 37.

7 149208

Pressehovederne 25 omfatter også en kombination af en filterskive 38, et lag 39 af porøst materiale og et filterklæde 40. Ydermere er pressehovederne 25 udformet med kanaler 41, som kan forbindes med en vakuumkilde eller en trykluftskilde.

5 Presseformene 26, som understøttes af stempelstænger 42, har frontflader 43, som er således udformet, at de kan gribe ind i kantområder på filterelementet og derved bringe filterelementet på linie med pressehovedet under sammenpresningen af slamkagen 27.

Under den første del af sammenpresningen af slamlagene 10 presses pressehovederne mod laget ved et tryk på 1-10 kp/cm for derved delvis at afvande slamlagene. Vandet, som presses ud af slamlagene, fjernes gennem udboringen 32 og kanalerne 41.

Under denne indledende sammenpresning ændrer slamlagets struktur sig, og den oprindeligt plastiske masse, som har tendens 15 til at strømme, når den sammenpresses kraftigt, bliver til en fast, stiv kage. Når trykket derpå forøges fra 1-10 kp/cm^ til 30-300 kp/cm , fjernes yderligere vand, og der opnås en tør, fast sammenhængende kage.

Sammenpresningen kan udføres med et pressehoved, som 20 ikke slutter tæt til den cirkulære presseform, og afstanden mellem periferien af pressehovedet og presseformen kan endog være op til 5 mm, uden at der opstår risiko for, at væsentlige mængder slamkage presses ind i mellemrummet mellem de nævnte dele.