DE102022127838B4 - Sewage sludge filter with mechanical cleaning and an integrated mechanical discharge system - Google Patents
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Abstract
Reinigungsvorrichtung (1) zum Entfernen von Feststoffen aus einer Flüssigkeit, insbesondere von Klärschlamm, aufweisend folgende Komponenten:
a. ein Filterkörper (2), welcher geneigt mit einem Anstiegswinkel Phi gelagert ist und welcher hohlzylindrisch mit zwei Enden ausgestaltet ist, und welcher zumindest ein Filterelement (22) aufweist, wobei das zumindest eine Filterelement (22) im Inneren des Filterkörpers (2) und an dem Ende des Filterkörpers (2) angeordnet ist, welches am tiefsten Punkt des Filterkörpers (2) gelegen ist,
b. Eine erste Antriebseinheit (3), welche derart mit dem Filterelement (22) verbunden ist, dass die erste Antriebseinheit (3) eine Drehbewegung des Filterelementes (22) um seine vertikale Achse ausführt,
c. Eine Austragseinrichtung (5), aufweisend eine Spiralförderschnecke (51), eine zweite Antriebseinheit (52), eine Presskammer (53) mit einer Pressschnecke (54), wobei die Spiralförderschnecke (51) im Filterkörper (2) und außerhalb des Filterelementes (22) derart angeordnet ist, dass ein sich auf dem Filterelement (22) aufbauender Filterkuchen mit der Spiralförderschnecke (51), welche mittels der zweiten Antriebseinheit (52) zum Filterelement (22) angetrieben wird, in die Presskammer (53) transportiert wird, wobei die Presskammer (53) eine Pressschnecke (54) aufweist.
Cleaning device (1) for removing solids from a liquid, in particular sewage sludge, comprising the following components:
a. a filter body (2), which is mounted inclined with an angle of inclination Phi and which is hollow cylindrical with two ends, and which has at least one filter element (22), the at least one filter element (22) being inside the filter body (2) and on is arranged at the end of the filter body (2), which is located at the lowest point of the filter body (2),
b. A first drive unit (3), which is connected to the filter element (22) in such a way that the first drive unit (3) carries out a rotational movement of the filter element (22) about its vertical axis,
c. A discharge device (5), comprising a spiral conveyor screw (51), a second drive unit (52), a press chamber (53) with a press screw (54), the spiral conveyor screw (51) being in the filter body (2) and outside the filter element (22). is arranged in such a way that a filter cake building up on the filter element (22) is transported into the press chamber (53) by the spiral conveyor screw (51), which is driven to the filter element (22) by means of the second drive unit (52), the press chamber (53) has a press screw (54).
Description
Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung zum Entfernen von Feststoffen aus einer Flüssigkeit, insbesondere von Klärschlamm.The invention relates to a cleaning device for removing solids from a liquid, in particular sewage sludge.
In den meisten Kläranlagen befindet sich im Zulauf des Klärschlamms zur weiteren Behandlung ein Vorreinigungssystem, bestehend aus einem Rechen und/oder einem Filtersieb, um hier grobe Bestandteile je nach Maschenweite des Rechens und der Vorfiltration aus dem Klärschlamm zu entfernen.In most sewage treatment plants there is a pre-cleaning system in the inlet of the sewage sludge for further treatment, consisting of a screen and/or a filter sieve in order to remove coarse components from the sewage sludge, depending on the mesh size of the screen and the pre-filtration.
Trotz Einbau dieser Vorreinigungsstufe enthält der Klärschlamm nicht organische Substanzen und Störstoffe bis hin zu Mikrofasern aus Polyester sowie Mikroplastikbestandteile.Despite the installation of this pre-cleaning stage, the sewage sludge contains non-organic substances and impurities including polyester microfibers and microplastic components.
Die Offenlegungsschrift
Die japanische Patentschrift
In
Und in einer weiteren japanischen Schrift JP H09- 10 522 A wird die Verwendung einer kostengünstigen Schnecke mit gleichem Volumen und einer Erzielung eines ausreichenden Entwässerungseffekts durch die Anordnung eines Hydratationspfropfens, der den Feststoffinhalt synchron dreht und ein zu transportierendes Material auf dem oberen Abschnitt der Schnecke komprimiert und einem Abflussrohr zuführt, während die Fest-Flüssig-Trennung in einer Vorrichtung zur Durchführung der Fest-Flüssig-Trennung durch die Schnecke und zum Abführen des Feststoffinhalts durchgeführt wird, offenbart. Der aus einem Reinigungsbehälter ausgetragene und zerkleinerte Müll wird zusammen mit Betriebswasser durch ein Zuführungsrohr geleitet und in einen Ringraum eines Filterabschnitts eingeführt. Der Müll und das Brauchwasser werden von einer Bandschnecke, die von einem Motor gedreht wird, nach oben bewegt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Wasserinhalt von einem inneren Filterzylinder durch ein Abflussrohr sowie durch einen äußeren Filterzylinder und ein Abflussrohr geleitet und abgeleitet. Da andererseits das Volumen, das durch die Wirkung eines am oberen Abschnitt der Schnecke installierten Dehydrierungsstopfens gebildet wird, nämlich das Volumen, das durch den Stopfen und den äußeren Filterzylinder gebildet wird, kleiner ist als das Fördervolumen der Schnecke, wird der Müll in seinem Volumen reduziert und dehydriert. Anschließend wird das zu befördernde Material durch eine auf den Entwässerungsstopfen aufgesetzte Schaufel in das Abflussrohr 21 befördert.And in another Japanese document JP H09-10 522 A, the use of an inexpensive screw with the same volume and achieving a sufficient dewatering effect by arranging a hydration plug that synchronously rotates the solid content and compresses a material to be transported on the upper portion of the screw and a drain pipe while the solid-liquid separation is carried out in an apparatus for performing the solid-liquid separation by the screw and discharging the solid contents. The shredded waste discharged from a cleaning container is passed through a feed pipe together with process water and introduced into an annular space of a filter section. The waste and process water are moved upwards by a belt screw that is rotated by a motor. At this point, the water contents are passed and drained from an inner filter cylinder through a drain pipe, as well as through an outer filter cylinder and a drain pipe. On the other hand, since the volume formed by the action of a dehydration plug installed on the upper portion of the screw, namely the volume formed by the plug and the outer filter cylinder, is smaller than the delivery volume of the screw, the garbage is reduced in volume and dehydrated. The material to be conveyed is then conveyed into the drain pipe 21 by a shovel placed on the drainage plug.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Es ist daher Aufgabe der Erfindung die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und eine Reinigungsvorrichtung bzw. eine Filtrationssystem und ein Verfahren bereit zu stellen, mittels welcher/welchem die Filtrationsfeinheit des Klärschlamms deutlich verbessert wird.It is therefore the object of the invention to eliminate the disadvantages of the prior art and to provide a cleaning device or a filtration system and a method by means of which the filtration fineness of the sewage sludge is significantly improved.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die in den Ansprüchen aufgeführten Merkmale.This problem is solved by the features listed in the claims.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung zum Entfernen von Feststoffen aus einer Flüssigkeit, insbesondere von Klärschlamm, folgende Komponenten auf:
- Einen Filterkörper, welcher geneigt oder horizontal mit einem Anstiegswinkel φ gelagert ist und welcher hohlzylindrisch mit zwei Enden ausgestaltet ist. Im Filterkörper ist zumindest ein Filterelement angeordnet, wobei das zumindest eine Filterelement an dem Ende des Filterkörpers angeordnet ist, welches am tiefsten Punkt des Filterkörpers gelegen ist. Eine tiefer gelegenes Ende des Filterkörpers entsteht durch die geneigte Lagerung des hohlzylindrischen Filterkörpers. Ferner weist die Reinigungsvorrichtung eine erste Antriebseinheit auf, welche derart mit dem Filterelement im Filterkörper verbunden ist, dass diese erste Antriebseinheit eine Drehbewegung des Filterelementes um seine vertikale Achse ausführt. Bevorzugt handelt es sich bei dieser Drehbewegung um eine 360°-Drehbewegung des Filterelementes um seine vertikale Achse. Ferner weist die Reinigungsvorrichtung eine Austragseinrichtung auf. Diese Austragseinrichtung weist gemäß verschiedener Ausführungsformen eine Spiralförderschnecke, eine zweite Antriebseinheit und eine Presskammer mit einer Pressschnecke auf. Die Spiralförderschnecke ist im Filterkörper und außerhalb des Filterelementes derart angeordnet ist, dass bei einem Filtrierungsprozess einer fluiden Masse, beispielsweise Klärschlamm, ein sich auf dem Filterelement aufbauender Filterkuchen mit der Spiralförderschnecke in die Presskammer zur Pressschnecke abtransportiert wird. (Als Filterkuchen wird der Rückstand aus zurückgehaltenen Stoffen bezeichnet, der sich bei der Filtration auf der Oberfläche eines Filterelementes bildet.) Hierfür wird die Spiralförderschnecke gemäß verschiedener Ausführungsformen mittels einer zweiten Antriebseinheit, unabhängig zum Filterelement, beispielsweise in entgegengesetzte Richtung zum Filterelement, angetrieben. Die Pressschnecke in der Presskammer presst den abgetrennten und transportierten Filterkuchen und transportiert diesen zur Austrittsöffnung.
- A filter body, which is mounted inclined or horizontally with an angle of inclination φ and which is hollow cylindrical with two ends. At least one filter element is arranged in the filter body, the at least one filter element being arranged at the end of the filter body, which is located at the lowest point of the filter body. A lower end of the filter body is created by the inclined mounting of the hollow cylindrical filter body. Furthermore, the cleaning device has a first drive unit, which is connected to the filter element in the filter body in such a way that this first drive unit carries out a rotational movement of the filter element about its vertical axis. This rotational movement is preferably a 360° rotational movement of the filter element about its vertical axis. Furthermore, the cleaning device has a discharge device. According to various embodiments, this discharge device has a spiral conveyor screw, a second drive unit and a press chamber with a press screw. The spiral conveyor screw is arranged in the filter body and outside the filter element in such a way that during a filtration process of a fluid mass, for example sewage sludge, a filter cake building up on the filter element is transported away with the spiral conveyor screw into the press chamber to the press screw. (The residue of retained substances that forms on the surface of a filter element during filtration is referred to as filter cake.) For this purpose, according to various embodiments, the spiral conveyor screw is driven by means of a second drive unit, independently of the filter element, for example in the opposite direction to the filter element. The press screw in the press chamber presses the separated and transported filter cake and transports it to the outlet opening.
Gemäß verschiedener Ausführungsbeispiele wird die Pressschnecke zusammen mit der Spiralförderschnecke mittels des zweiten Elektromotors angetrieben wird.According to various exemplary embodiments, the press screw is driven together with the spiral conveyor screw by means of the second electric motor.
Ferner weist die Reinigungsvorrichtung gemäß verschiedener Ausführungsbeispiele zumindest eine Schleißleiste auf, welche die Pressschnecke und/oder die Spiralförderschnecke stabilisiert.Furthermore, according to various exemplary embodiments, the cleaning device has at least one wear strip, which stabilizes the press screw and/or the spiral conveyor screw.
Gemäß verschiedener Ausführungsbeispiele ist der Anstiegswinkel Phi φ, um welchen der hohlzylindrische Filterkörper geneigt gelagert ist, spitzwinklig. Bevorzugt ist der Winkel Phi φ in einem Bereich von 1° bis 50°. Besonders bevorzugt ist der Neigungswinkel Phi φ in einem Bereich zwischen 10 und 35°. Besonders bevorzugt ist der Neigungswinkel Phi φ 25°.According to various exemplary embodiments, the angle of rise Phi φ, by which the hollow cylindrical filter body is mounted inclined, is acute-angled. The angle Phi φ is preferred in a range from 1° to 50°. The angle of inclination Phi φ is particularly preferred in a range between 10 and 35°. The angle of inclination Phi φ 25° is particularly preferred.
Ferner weist das Filterelement ein Abstreifelement auf, welches innerhalb des Filterkörpers derart angeordnet ist, dass bei der vertikalen Drehbewegung des Filterelementes ein sich auf dem Filterelement aufbauender Filterkuchen abgetrennt und in den Filterkörper abgeleitet wird. Bevorzugt sind zwei Abstreifelemente gegenüberliegend angeordnet am Filterelement angeordnet.Furthermore, the filter element has a stripping element, which is arranged within the filter body in such a way that during the vertical rotational movement of the filter element, a filter cake building up on the filter element is separated and discharged into the filter body. Two stripping elements are preferably arranged opposite one another on the filter element.
Spiralförderschnecke und Pressschnecke weisen jeweils ein Schneckengewinde auf, wobei das Schneckengewinde der Pressschnecke gemäß verschiedener Ausführungsbeispiele bevorzugt gegenläufig zur Spiralschnecke ausgeführt ist.The spiral conveyor screw and press screw each have a screw thread, with the screw thread of the press screw preferably being designed in opposite directions to the spiral screw according to various exemplary embodiments.
Ferner weist die Presskammer bevorzugt eine Verschlussseite auf, welche hinterlüftet ist, so dass ein Verkleben/Verpressen des Filterkuchens am Ende der Presskammer bzw. am Ende der Reinigungsvorrichtung verhindert wird.Furthermore, the press chamber preferably has a closure side which is ventilated, so that sticking/pressing of the filter cake at the end of the press chamber or at the end of the cleaning device is prevented.
Bevorzugt weist die Pressschnecke eine Austragschaufel auf, welche wiederum bevorzugt im Bereich der Austrittsöffnung angeordnet ist. Die Austragsschaufel sorgt dafür, dass der abgetrennte und gepresste Filterkuchen zur Austrittsöffnung geleitet wird.The press screw preferably has a discharge blade, which in turn is preferably arranged in the area of the outlet opening. The discharge scoop ensures that the separated and pressed filter cake is directed to the outlet opening.
Gemäß verschiedener Ausführungsbeispiele weist die Reinigungsvorrichtung ferner eine Bypass-Leitung auf, welche derart an der Austrittsöffnung und/oder an der Presskammer angeordnet ist, dass eine dort vorherrschende Restfeuchteflüssigkeit, in den Filterkörper zurückgeführt wird. Hierfür ist die Bypass-Leitung bevorzugt an einem tiefsten Punkt vor der Austrittsöffnung und an dem Ende des Filterkörpers angeordnet ist, welches am tiefsten Punkt des Filterkörpers gelegen ist. Mittels dieser Anordnung kann die abgetrennte Organik und Flüssigkeit über den Anstiegswinkel Phi <p, beispielsweise von 25 Grad, aus der Presskammer in das Filtergehäuse zurücklaufen.According to various exemplary embodiments, the cleaning device further has a bypass line, which is arranged at the outlet opening and/or at the pressing chamber in such a way that a residual moisture liquid prevailing there is returned to the filter body. For this purpose, the bypass line is preferably arranged at a lowest point in front of the outlet opening and at the end of the filter body, which is located at the lowest point of the filter body. By means of this arrangement The separated organics and liquid can flow back from the press chamber into the filter housing via the rise angle Phi <p, for example of 25 degrees.
Bei einer ausreichenden Verpressung des Filterkuchens in der Presskammer und bei Erreichen der Füllmenge öffnet sich die Austrittsöffnung und der Filterkuchen wird automatisch mittels der Pressschnecke und/oder mittels der Austragsschaufel aus dem Reinigungssystem transportiert. Bevorzugt ist ein Schieber an der Austrittsöffnung angeordnet, welcher sich automatisch öffnet, wenn genügend Filterkuchen gegen die Austrittsöffnung und/oder den Schieber gedrückt wird.When the filter cake is sufficiently pressed in the pressing chamber and the filling quantity is reached, the outlet opening opens and the filter cake is automatically transported out of the cleaning system by means of the press screw and/or by means of the discharge shovel. A slide is preferably arranged at the outlet opening, which opens automatically when enough filter cake is pressed against the outlet opening and/or the slide.
Bevorzugt ist ein gewünschter Trockensubstanzwert des Filterkuchens, ab welchem ein Auswurf des Filterkuchens aus der Reinigungsvorrichtung erfolgen soll, einstellbar. Hierfür weist die Reinigungsvorrichtung gemäß verschiedener Ausführungsformen bevorzugt eine Steuereinheit und /oder eine Regelungseinheit und/oder eine Sensoreinheit auf. Mittels einer Sensoreinheit kann beispielsweise der Trockensubstanzwert ermittelt werden. Mittels einer Steuereinheit kann beispielsweise eine automatische Öffnung der Austrittsöffnung erfolgen. Mittels der Regelungseinheit kann beispielsweise die Reinigungsvorrichtung anhand vorab eingestellter soll- und/oder Istwerte geregelt werden.Preferably, a desired dry substance value of the filter cake, from which the filter cake should be ejected from the cleaning device, can be set. For this purpose, according to various embodiments, the cleaning device preferably has a control unit and/or a regulation unit and/or a sensor unit. For example, the dry matter value can be determined using a sensor unit. For example, the outlet opening can be opened automatically using a control unit. By means of the control unit, for example, the cleaning device can be controlled based on preset target and/or actual values.
Gemäß verschiedener Ausführungsformen weist die Reinigungsvorrichtung ferner Sprühdüsen zur Reinigung des Filterelementes, der Spiralförderschnecke und/oder der Pressschnecke auf. Bevorzugt sind die Sprühdüsen Wasserreinigungsdüsen, welche einen Anschluss, beispielsweise an eine Wasserversorgung und/oder an einen Wasserspeicher und/oder an eine Reinigungsflüssigkeit, aufweisen.According to various embodiments, the cleaning device also has spray nozzles for cleaning the filter element, the spiral conveyor screw and/or the press screw. The spray nozzles are preferably water cleaning nozzles which have a connection, for example to a water supply and/or to a water reservoir and/or to a cleaning liquid.
Ferner weist die Reinigungsvorrichtung eine Einlassöffnung auf, worüber beispielsweise mittels einer Klärschlammförderpumpe der vorgereinigte Klärschlamm dem Filtersystem/Reinigungssystem zugeführt wird. Am Eingang des Filtersystems ist zur Vermeidung vom zu hohen Druck ein Überdruckventil befestigt. Im vorderen Bereich des Filterkörpers, der in einer liegenden Ausführung mit einem Anstiegswinkel φ von bevorzugt ca. 25 Grad angeordnet ist, befindet sich ein Filterelement, welches über einen Elektromotor eine 360 Grad Drehbewegung ausführt (vorzugsweise ist hier das Filterelement als Kantspaltfilter mit der Möglichkeit des Einsatzes unterschiedlicher Filterfeinheiten eingesetzt). Am Filteraußendurchmesser sind gegenüberliegende Abstreifer installiert. Diese mechanischen Abstreifer sind bevorzugt federbelastet und einstellbar. Ein Abstreifer ist in seiner Längsachse in Segmenten geteilt und scharfkantig. Durch die 360 Grad Drehbewegung des Filterelementes wird der sich aufbauende Filterkuchen auf dem Filterelement abgetrennt und in das Filtergehäuse des Filterkörpers abgeleitet. In diesem abgetrennten Filterkuchen befinden sich alle nicht organischen Bestandteile und Störstoffe bis hin zu Mikrofaser- und Mikroplastikpartikeln. Um das gesamte Filterelement mit mechanischer Abreinigung ist eine Spiralförderschnecke angeordnet. Diese Spiralförderschnecke wird bevorzugt von einem Elektromotor, der am Austritt des Filterelementes installiert ist, unabhängig vom Filterelement angetrieben und hat ebenfalls eine 360 Grad Drehbewegung. Das Filterelement und/oder die Spiralförderschnecke oder die Pressschnecke lassen sich durch Sprühdüsen säubern. Die Spiralförderschnecke fördert den abgetrennten Filterkuchen mit allen Störstoffen in eine Presskammer.Furthermore, the cleaning device has an inlet opening, via which the pre-cleaned sewage sludge is fed to the filter system/cleaning system, for example by means of a sewage sludge feed pump. A pressure relief valve is attached to the inlet of the filter system to prevent excessive pressure. In the front area of the filter body, which is arranged in a horizontal version with an angle of rise φ of preferably approximately 25 degrees, there is a filter element which carries out a 360 degree rotational movement via an electric motor (preferably the filter element is here as an edge gap filter with the possibility of Use of different filter ratings). Opposite wipers are installed on the filter outer diameter. These mechanical wipers are preferably spring-loaded and adjustable. A scraper is divided into segments along its longitudinal axis and has sharp edges. Due to the 360 degree rotation of the filter element, the filter cake that builds up on the filter element is separated and drained into the filter housing of the filter body. This separated filter cake contains all non-organic components and contaminants, including microfiber and microplastic particles. A spiral conveyor screw is arranged around the entire filter element with mechanical cleaning. This spiral conveyor screw is preferably driven independently of the filter element by an electric motor that is installed at the outlet of the filter element and also has a 360 degree rotation. The filter element and/or the spiral conveyor screw or the press screw can be cleaned using spray nozzles. The spiral conveyor screw conveys the separated filter cake with all impurities into a press chamber.
In dieser Presskammer befindet sich die Pressschnecke, die bevorzugt, ebenfalls vom Elektromotor der Spiralförderschnecke, die bevorzugt mit der Pressschnecke verbunden ist, angetrieben wird. Die Pressschnecke ist zur Stabilisierung des Filters bevorzugt konisch über eine Buchse mit dem Filterelement verbunden. Vom Anfang des Reinigungssystems bis zum Auswurfschacht/Auswurföffnung stabilisieren Schleißleisten die Schnecken. Der abgetrennte und aus dem Filtrationselement hinaus geförderte Filterkuchen wird von der Pressschnecke übernommen und in der Presskammer gegen einen elektrisch angetriebenen Schieber (beispielsweise Plattenschieber) an der Austrittsöffnung des Reinigungssystems verpresst und verdichtet. Die Pressschnecke ist im Bereich der Presskammer gegenläufig ausgeführt und die Verschlussseite der Presskammer hinterlüftet. Diese Hinterlüftung gilt auch für einen Auswurfschacht, welcher vor der Austrittsöffnung angeordnet ist. Der Auswurfschacht ist bevorzugt rund ausgeführt. Die gegenläufige Pressschnecke ist im Bereich des Auswurfschachtes mit einer Austragschaufel versehen und fördert den Filterkuchen in den Auswurfschacht. Die dort entstehende Restfeuchte wird über eine am tiefsten Punkt des Auswurfschachtes installierter Bypass-Leitung in den Filterkörper zurückgeführt. Die Bypass-Leitung ist mit einem Sieb an den Enden getrennt, damit der Filterkuchen nicht die Bypass-Leitung verstopft. Die hierbei abgetrennte Organik und Flüssigkeit kann über den Anstiegswinkel von 25 Grad aus der Presskammer in den Filterkörper zurücklaufen. Bei einer ausreichenden Verpressung des Filterkuchens (der auf den zu erreichenden Trockensubstanzwert einstellbar ist) in der Presskammer und bei Erreichen der Füllmenge öffnet sich der Plattenschieber am Austritt des Filtergehäuses und die Pressschnecke fördert automatisch den Filterkuchen aus dem Filtersystem. Der Filtrationsprozess muss während der Austragung des Filterkuchens aus der Presskammer nicht unterbrochen werden, sondern läuft kontinuierlich weiter. Nach Abschluss der Austragung des Filterkuchens schließt der Plattenschieber und der Filterkuchen wird erneut gegen den geschlossenen Plattenschieber verpresst bis zum nächsten Austragsvorgang. Der ausgetragene Filterkuchen mit allen Störstoffen kann dann mit einem sehr guten Restfeuchtegehalt einer geregelten Entsorgung zugeführt werden. Der abgereinigte Klärschlamm fließt über das Filterelement in einen sogenannten Reinraum und wird von diesem Reinraum aus einem weiteren in der Regel stattfindenden Entwässerungsprozess zugeführt. Der Druck am Ausgang des Reinraumes kann, falls erforderlich, mit einem Überdruckventil geregelt werden.The press screw is located in this press chamber, which is preferably also driven by the electric motor of the spiral conveyor screw, which is preferably connected to the press screw. To stabilize the filter, the press screw is preferably connected conically to the filter element via a bushing. From the beginning of the cleaning system to the discharge chute/discharge opening, wear strips stabilize the screws. The filter cake that has been separated and conveyed out of the filtration element is taken over by the press screw and pressed and compacted in the press chamber against an electrically driven slide (e.g. plate slide) at the outlet opening of the cleaning system. The press screw runs in opposite directions in the area of the press chamber and the closing side of the press chamber is ventilated. This rear ventilation also applies to an ejection chute, which is arranged in front of the outlet opening. The ejection chute is preferably round. The counter-rotating press screw is equipped with a discharge blade in the area of the discharge chute and conveys the filter cake into the discharge chute. The residual moisture created there is returned to the filter body via a bypass line installed at the lowest point of the ejection chute. The bypass line is separated with a sieve at the ends to prevent the filter cake from clogging the bypass line. The separated organic matter and liquid can flow back from the press chamber into the filter body via the rise angle of 25 degrees. If the filter cake is sufficiently pressed (which can be adjusted to the dry substance value to be achieved) in the press chamber and the filling quantity is reached, the knife gate opens at the outlet of the filter housing and the press screw automatically conveys the filter cake out of the filter system. The filtration process does not have to be interrupted while the filter cake is being discharged from the press chamber, but runs continuously lich further. After the filter cake has been discharged, the knife gate closes and the filter cake is pressed against the closed knife gate again until the next discharge process. The discharged filter cake with all impurities can then be disposed of in a regulated manner with a very good residual moisture content. The cleaned sewage sludge flows via the filter element into a so-called clean room and is fed from this clean room to another dewatering process that usually takes place. If necessary, the pressure at the outlet of the clean room can be regulated with a pressure relief valve.
Die Aufgabe wird auch gelöst mittels eines Verfahren zum Entfernen von Feststoffen aus einer Flüssigkeit unter Verwendung einer Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1.The object is also achieved by means of a method for removing solids from a liquid using a cleaning device according to
Das Verfahren weist folgende Verfahrensschritte auf:
- a. Einleiten einer fluiden Masse bestehend aus Flüssigkeit und Feststoffen in eine Reinigungsvorrichtung, wobei die fluide Masse in ein Filterelement eines Filterkörpers eingeführt wird, wobei das Filterelement mittels einer ersten Antriebseinheit in eine vertikale Drehbewegung um sich selbst versetzt wird, wobei die vertikale Drehbewegung bevorzugt eine 360°-Drehbewegung ist und
- b. Austragen eines Filterkuchens, welcher außenseitig des Filterelementes entsteht, mittels einer Austragseinrichtung, wobei die Austragseinrichtung eine Spiralförderschnecke aufweist, welche von einer zweiter Antriebseinheit ebenfalls in eine Drehbewegung versetzt wird und dadurch den Filterkuchen vom Filterelement in eine Presskammer mit einer Pressschnecke befördert, wobei die Pressschnecke den abgetrennten und transportierten Filterkuchen presst und zur Austrittsöffnung transportiert.
- a. Introducing a fluid mass consisting of liquid and solids into a cleaning device, the fluid mass being introduced into a filter element of a filter body, the filter element being set into a vertical rotational movement about itself by means of a first drive unit, the vertical rotational movement preferably being 360° -rotational movement is and
- b. Discharging a filter cake, which is created on the outside of the filter element, by means of a discharge device, the discharge device having a spiral conveyor screw, which is also set in a rotational movement by a second drive unit and thereby conveys the filter cake from the filter element into a press chamber with a press screw, the press screw separated and transported filter cake is pressed and transported to the outlet opening.
Gemäß verschiedener Ausführungsbeispiele wird mittels zumindest eines Abstreifelementes bei der vertikalen Drehbewegung des Filterelementes ein sich auf dem Filterelement aufbauender Filterkuchen abgetrennt und in den Filterkörper abgeleitet.According to various exemplary embodiments, a filter cake building up on the filter element is separated off by means of at least one stripping element during the vertical rotational movement of the filter element and discharged into the filter body.
Ferner wird gemäß verschiedener Ausführungsbeispiele wird eine an der Austrittsöffnung im Filterkuchen vorherrschende Restfeuchteflüssigkeit, in den Filterkörper mittels einer Bypass-Leitung, welche an der Austrittsöffnung angeordnet ist, zurückgeführt.Furthermore, according to various exemplary embodiments, a residual moisture liquid prevailing at the outlet opening in the filter cake is returned to the filter body by means of a bypass line which is arranged at the outlet opening.
Gemäß verschiedener Ausführungsvarianten wird bei einer ausreichenden Verpressung des Filterkuchens in der Presskammer und bei Erreichen der Füllmenge, der Filterkuchen aus einer Austrittsöffnung aus der Reinigungsvorrichtung befördert wird. Bevorzugt ist ein zu erreichender Trockensubstanzwert des Filterkuchens einstellbar.According to various embodiment variants, if the filter cake is sufficiently pressed in the pressing chamber and the filling quantity is reached, the filter cake is conveyed out of an outlet opening from the cleaning device. Preferably, a dry substance value to be achieved for the filter cake can be set.
Nach Abschluss der Austragung des Filterkuchens schließt sich die Austrittsöffnung wieder und der Filterkuchen wird erneut gegen die geschlossene Austrittsöffnung bis zum nächsten Austragsvorgang verpresst.After the discharge of the filter cake has been completed, the outlet opening closes again and the filter cake is pressed again against the closed outlet opening until the next discharge process.
Ausführung der ErfindungImplementation of the invention
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierzu zeigt
-
1 eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung im Längsschnitt
-
1 an embodiment variant of the cleaning device according to the invention in a longitudinal section
In der Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die erfindungsgemäße Anordnung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird eine Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“ usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Zeichnungen verwendet. Die Richtungsterminologie dient der Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend.In the description reference is made to the accompanying drawings in which specific embodiments in which the arrangement according to the invention can be practiced are shown by way of illustration. In this regard, directional terminology such as "top", "bottom", etc. is used with reference to the orientation of the drawings described. The directional terminology is for illustrative purposes and is not limiting in any way.
Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.It is to be understood that other embodiments may be used and structural or logical changes may be made without departing from the scope of the present invention. It is to be understood that the features of the various exemplary embodiments described herein may be combined with one another unless specifically stated otherwise. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is defined by the appended claims.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“ sowie „gekoppelt“ zum Beschreiben verwendet sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung (beispielsweise ohmsch und/oder elektrisch leitfähig, z.B. in einer elektrisch leitfähigen Verbindung), eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung.In the context of this description, the terms "connected", "connected" and "coupled" are used to describe both a direct and an indirect connection (e.g. ohmic and / or electrically conductive, e.g. in an electrically conductive connection), a direct or indirect Connection as well as a direct or indirect coupling.
In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.In the figures, identical or similar elements are given identical reference numerals where appropriate.
In
Die Reinigungsvorrichtung 1 weist einen hohlzylindrisch ausgebildeten Filterkörper 2 mit zwei Enden auf, wobei der Filterkörper 2 geneigt mit einem Anstiegswinkel φ gelagert ist. Gemäß verschiedener Ausführungsbeispiele weist der Filterkörper 2 zumindest ein Filterelement 22 auf, wobei das zumindest eine Filterelement 22 im Inneren des Filterkörpers 2 und an dem Ende des Filterkörpers 2 angeordnet ist, welches am tiefsten Punkt des Filterkörpers 2 gelegen ist. Eine erste Antriebseinheit 3 ist am Filterelement 22 derart angeordnet, dass das zumindest eine Filterelement 22 eine Drehbewegung um seine vertikale Achse ausführt.The
Ferner weist die Reinigungsvorrichtung 1 eine Austragseinrichtung 5 auf. Die Austragseinrichtung weist gemäß verschiedener Ausführungsformen zumindest eine Spiralförderschnecke 51, eine zweite Antriebseinheit 52 und eine Presskammer 53 mit einer Pressschnecke 54 auf. Die Spiralförderschnecke 51 ist im Filterkörper 2 und außerhalb des Filterelementes 22 derart angeordnet ist, dass ein sich auf dem Filterelement 22 aufbauender Filterkuchen mit der Spiralförderschnecke 51 in die Presskammer 53 befördert wird. Hierfür wird die Spiralförderschnecke 51 mittels der zweiten Antriebseinheit 52 unabhängig (beispielsweise in entgegengesetzte Richtung) zum Filterelement 22 angetrieben. Die Presskammer 53 weist eine Pressschnecke 54 auf, wobei die Pressschnecke 54 den abgetrennten und transportierten Filterkuchen presst und zur Austrittsöffnung 55 transportiert.Furthermore, the
Bevorzugt und wie in
Zur Stabilisierung der Pressschnecke 54 und/oder der Spiralförderschnecke 51 ist im Filterkörper 2 zumindest eine Schleißleiste 4 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel der
Ferner bevorzugt ist die Pressschnecke 54 zur Stabilisierung des Filters konisch über eine Buchse/Zentrierbuchse 9 mit dem Filterelement 22 konisch verbunden.Furthermore, the press screw 54 is preferably conically connected to the
Gemäß verschiedener Ausführungsformen ist der Anstiegswinkel φ spitzwinklig. Bevorzugt ist der Winkel φ ein Winkel in einem Bereich von 1° bis 35°. Besonders bevorzugt ist der Neigungswinkel φ gleich 25°.According to various embodiments, the angle of rise φ is acute. The angle φ is preferably an angle in a range from 1° to 35°. The angle of inclination φ is particularly preferably equal to 25°.
Ferner weist das Filterelement 22 der Reinigungsvorrichtung 1 gemäß verschiedener Ausführungsformen zumindest ein Abstreifelement 21 auf, welches innerhalb des Filterkörpers 2 derart angeordnet ist, dass bei der vertikalen Drehbewegung des Filterelementes 22 ein sich auf dem Filterelement 22 aufbauender Filterkuchen abgetrennt und in den Filterkörper 2 abgeleitet wird. Gemäß verschiedener Ausführungsformen, aber nicht in
Gemäß verschiedener Ausführungsformen und wie in
Ferner weist die Presskammer 53 bevorzugt eine Verschlussseite auf, welche hinterlüftet ist.Furthermore, the pressing chamber 53 preferably has a closure side which is ventilated.
Ferner weist die Pressschnecke 54 bevorzugt und wie in
Gemäß verschiedener Ausführungsformen weist die Reinigungsvorrichtung 1 ferner aufweisend eine Bypass-Leitung 56 auf, welche derart an der Austrittsöffnung 55 und/oder an der Presskammer 53 angeordnet ist, dass eine dort vorherrschende Restfeuchteflüssigkeit, in den Filterkörper 22 zurückgeführt wird. Die Bypass-Leitung 56 ist bevorzugt und wie in
Bevorzugt weist die Reinigungsvorrichtung 1 eine Steuereinheit und /oder eine Regelungseinheit und/oder eine Sensoreinheit auf (in
Bei einer ausreichenden Verpressung des Filterkuchens (der auf den zu erreichenden Trockensubstanzwert einstellbar ist) in der Presskammer und bei Erreichen der Füllmenge öffnet sich die Austrittsöffnung 55, beispielsweise ein Schieber, und die Pressschnecke 54 fördert automatisch den Filterkuchen aus der Reinigungsvorrichtung 1.When the filter cake is sufficiently pressed (which can be adjusted to the dry matter value to be achieved) in the pressing chamber and when the filling quantity is reached, the outlet opens opening 55, for example a slide, and the press screw 54 automatically conveys the filter cake from the
Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung 1 Sprühdüsen zur Reinigung des Filterelementes 22, der Spiralförderschnecke 51 und/oder der Pressschnecke 54 auf, wie in
Über einen Einlass 8 wird der Klärschlamm bzw. der vorgereinigte Klärschlamm in das Reinigungssystem 1 eingeführt. Bevorzugt ist am Einlass 8 des Reinigungssystems 1 zur Vermeidung von zu hohem Druck ein Überdruckventil angeordnet.The sewage sludge or the pre-cleaned sewage sludge is introduced into the
Der abgereinigte Klärschlamm fließt über das Filterelement 22 in einen Reinraum und dann über einen Auslass 7 aus dem Reinigungssystem 1 hinaus zur weiteren Bearbeitung, beispielsweise zur weiteren Bearbeitung in einem in der Regel stattfindenden Entwässerungsprozess. Ein eventuell vorherrschender Druck am Auslass 7 kann beispielsweise über ein dort angeordnetes Überdruckventil geregelt werden.The cleaned sewage sludge flows via the
Eine Abreinigung des Filterelementes 22 ist denkbar: Hierfür kann eine Rückspülung des Filterkörpers 2 gegen die Filtrationsrichtung erfolgen. Dies kann beispielsweise über einen Spülanschluss am Filtrat-Austrittsstutzen / Auslass 7 erfolgen.Cleaning the
In die Bypass-Leitung 56 kann eine Armaturengruppe 561 zur Restfeuchteentleerung integriert sein, welche beispielsweise über ein zusätzliches T-Stück an der Bypass-Leitung 56 angebracht wird. Über die Umschaltung der Armaturengruppe 561, beispielsweise mittels Ventilen, kann eine Restfeuchte 11 in einen Vorlagebehälter entleert werden. Über ein weiteres Umschalten der Armaturengruppe 561 können ebenfalls Siebe, welche beispielsweise jeweils am Ende der Bypass-Leitung 56 bei Verstopfung über einen Druckluftstoß mit Druckluft 10 gereinigt werden. Ebenfalls kann eine Brückenbildung aus nicht organischen Bestandteilen, die sich am Flansch des Auswurfschachtes 5/55 durch Verpressung bilden kann, mittels eines Druckluftstoßes 10 zerstört werden und führt zu einem verbesserten Filterkuchenaustrag beim Öffnen der Austrittsöffnung, beispielsweise mittels eines Schiebers. In
Alternativ oder zusätzlich zur Bypass-Leitung 56 und der Armaturengruppe zur Restfeuchteentleerung kann an der Austrittsöffnung 55 eine Entwässerungsvorrichtung 551 integriert werden. Diese kann beispielsweise zwischen einem Flansch des Auswurfschachtes der Austrittsöffnung 55 und eines Schiebers angeordnet sein. In dieser Entwässerungsvorrichtung 551 ist ein Spaltsieb 5510 mit Längsstäben integriert, über die eine Restflüssigkeit bei einer größeren Filtrationsfläche aus dem verpressten Filterkuchen mit allen Störstoffen besser ausgetragen werden kann. Hierfür sammelt sich die Restfeuchteflüssigkeit in einer Entwässerungskammer 5511 und kann über einen Entwässerungsstutzen abgelassen werden. Durch die Anordnung des Spaltsiebes 5510 mit Längsstäben werden während des Filterkuchenaustrags die axialverlaufenden Spalten zwischen den Spaltstäben besser abgereinigt. Eine solche Entwässerungsvorrichtung 551 ist in
Die im Vorfeld beschriebene Armaturengruppe 561 kann hier ebenfalls unabhängig von der Bypass-Leitung 56 an der Entwässerungsvorrichtung 551 angeschlossen werden.The
BezugszeichenReference symbols
- 11
- ReinigungsvorrichtungCleaning device
- 22
- FilterkörperFilter body
- 2121
- Abstreifelementstripping element
- 2222
- Filterelement Filter element
- 33
- Erste AntriebseinheitFirst drive unit
- 44
- SchleißleistenWear strips
- 55
- Austragseinrichtung Discharge facility
- 5151
- SpiralförderschneckeSpiral conveyor screw
- 5252
- zweite Antriebseinheitsecond drive unit
- 5353
- PresskammerPress chamber
- 5454
- Pressschneckepress screw
- 5555
- Austrittsöffnung (mit oder ohne Schieber) Exhaust opening (with or without slider)
- 551551
- Entwässerungsvorrichtung drainage device
- 55105510
- Spaltsiebslotted screen
- 55115511
- EntwässerungskammerDrainage chamber
- 55125512
- Entwässerungsstutzen Drainage socket
- 5656
- Bypass-Leitung Bypass line
- 561561
- Armaturengruppe zur Restfeuchteentleerung Fitting group for draining residual moisture
- 5757
- Austragsschaufel Discharge scoop
- 66
- ReinigungsdüsenCleaning nozzles
- 77
- Auslass (mit Überdruckventil und/oder mit Spülanschluss)Outlet (with pressure relief valve and/or with flushing connection)
- 88th
- Einlass (mit Überdruckventil)Inlet (with pressure relief valve)
- 99
- Buchse/ZentrierbuchseBushing/centering bushing
- 1010
- DruckluftCompressed air
- 1111
- Restfeuchte residual moisture
- φφ
- Neigungswinkel/AnstiegswinkelTilt angle/rise angle
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|---|---|---|---|
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| R081 | Change of applicant/patentee |
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