DE19747882C1 - Entleerungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Entleerungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei der Aufbereitung bzw. Reinigung von Abwasser gibt es Verfahren, bei welchem eine biologische Reinigung des Abwassers durch den in dem Abwasser gelösten bzw. enthaltenen Sauerstoff erfolgt. Dieser Abbau wird als aerober Abbau bezeichnet, wobei ein Abbau der organischen Substanzen zu CO2 und H2O stattfindet. Dieser biologische Abbau, der von verschiedenen Einflüssen abhängig ist, wird vor allem von der Zahl der Mikroorganismen, dem nutzbaren Sauerstoff und von der Temperatur bestimmt.

Außer diesem aeroben Abbau ist in vielen Fällen ein anderer biologischer Abbau bekannt, nämlich der unter Luftabschluß arbeitende anaerobe Abbau, der ein Faul- oder Gärfaulverfahren darstellt. Dieses Faulverfahren stellt einen biologischen Vorgang dar, bei dem Methangas erzeugt wird und das in einem Behälter unter Luftabschluß durchgeführt wird, wobei die Biomasse umgewälzt und erwärmt wird.

Die Deckung des Energiebedarfes dieses Prozesses erfolgt zum Teil durch die Zerfallsenergie der abgebauten organischen Substanzen aufgrund der Einwirkung der Mikroorganismen.

Bei der Aufbereitung der Abwässer bzw. des biologischen Abfalls fallen Bestandteile an, die unerwünscht und biologisch nicht abbaubar sind. Dies können schwerere Komponenten wie Sand, Metalle, Glas und ähnliche Bestandteile sein, die als Schwerfraktion bezeichnet werden. Von Zeit zu Zeit müssen deshalb die Behälter in derartigen Aufbereitungsanlagen entleert werden, wobei die Schwerfraktion entfernt wird. Dazu sind Entleerungsvorrichtungen bekannt.

Eine derartige Entleerungsvorrichtung ist beispielsweise in der DE 44 93 063 T1 beschrieben. Der Gegenstand der dort erläuterten Vorrichtung weist mehrere Ventile in spezieller geometrischer Anordnung auf, mittels derer ein nicht näher spezifizierter Stand der Technik verbessert werden soll. Gemäß jenem Stand der Technik sind konventionelle Behälter für Biomasse mit einem verschließbaren Auslaßrohr zur Beseitigung der sogenannten Schwerfraktion, der sogenannten Leichtfraktion und des zwangsläufig mitkommenden Wassers versehen. Es soll sich gemäß der in der DE 44 93 063 T1 zitierten Druckschrift als schwer erwiesen haben, die Entleerung mit Hilfe eines solchen Rohres in zufriedenstellender Weise durchzuführen. Diese Aussage wird durch die Praxis bestätigt.

Ferner ist es von erheblichem Nachteil, daß der Behälter vollständig entleert werden muß, da sich die Schwerfraktion ja an dessen Boden befindet. Deswegen muß der Faul- bzw. Gärprozeß unterbrochen werden, was unter anderem zu einer schlechteren Rentabilität führt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entleerungsvorrichtung anzugeben, welche die oben genannten Nachteile nicht aufweist, und die eine effiziente Entleerung eines Behälters in derartigen Aufbereitungsanlagen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Entleerungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Entleerungsvorrichtung liegen in ihrem verhältnismäßig einfachen Aufbau, in ihrer hohen Betriebssicherheit und ihrer großen Effizienz, da sie - falls erforderlich - sogar kontinuierlich arbeiten kann. Mit der erfindungsgemäßen Entleerungsvorrichtung ist weder eine vollständige Entleerung des Behälters noch eine Unterbrechung des Aufbereitungsvorganges erforderlich.

Mit Hilfe der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend anhand eines Ausfürungsbeispieles noch näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Gärbehälter und

Fig. 1 eine Draufsicht auf den Gärbehälter,
wobei beide Darstellungen stark schematisiert sind, um nicht vom Wesentlichen abzulenken.

In Fig. 1 ist ein Gärbehälter 1 einer Biogasanlage B schematisch dargestellt. Der Gärbehälter 1 ist als sogenannter Fermenter für die Biogasgewinnung nach dem anaeroben Abbauprinzip ausgebildet. Er stellt also einen allseits geschlossenen, gasdichten Behälter in Form eines zylindrischen Bassins dar. Im Zentrum 2 der Decke 3 des Gärbehälters 1 befindet sich eine Durchlaßöffnung 4 für eine Welle 5 eines Rührwerkes 6. Die Durchlaßöffnung 4 ist mit einer Flüssigkeit 7 gasdicht gegenüber der Umgebung abgedichtet und die Welle 5 des Rührwerkes 6 durchgreift diese Flüssigkeitsdichtung 7. Der Durchgriff der Welle 5 durch die Flüssigkeitsdichtung 7 kann berührungslos erfolgen. Die Welle 5 ist im Boden 8 des Gärbehälters 1 nochmals in herkömmlicher Weise gelagert. Ein Rührstab 9, der mit Rührflügeln 10 versehen ist, ist an der Welle 5 befestigt und rotiert mit dieser. Die Rührflügel 10 überstreichen den Boden 8 unmittelbar über dessen Oberfläche 11. Schwerfraktion S, die sich am Boden 8 des Gärbehälters 1 abgesetzt hat, wird durch das Rührwerk 6 bewegt. Die Rührflügel 10 des Rührwerkes 6 sind dabei im Zusammenwirken mit der Drehrichtung des Rührwerkes 6 so ausgerichtet, daß die Schwerfraktion S der im Gärbehälter 1 enthaltenen Biomasse M an die Peripherie P des Gärbehälters 1 gefördert wird.

Im Boden 8 des Gärbehälters 1 befindet sich an dessen Außenbereich eine Aufnahmegrube 12 zur Aufnahme von Schwerfraktion S, in welche die Schwerfraktion S durch das rotierende Rührwerk 6 mittels der Rührflügel 10 gefördert wird. Die Aufnahmegrube 12 für die Schwerfraktion S weist einen Auslaß 13 auf, an den sich ein Förderschacht 14 anschließt, der mit der Aufnahmegrube 12 gasdicht verbunden ist. Der Förderschacht 14 nimmt zwischen der Vertikalen und der Horizontalen einen vorbestimmbaren Winkel ein und ist in seinem Innern mit einer Förderschnecke 15 versehen. Die Förderschnecke 15 beginnt in der Aufnahmegrube 12 und endet im Förderschacht 14 an dessen freiem Ende geringfügig oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der im Gärbehälter 1 befindlichen Biomasse M.

Nach dem physikalischen Prinzip der kommunizierenden Röhren steht im schrägen Förderschacht 14 die flüssige Biomasse M genauso hoch, wie im Gärbehälter 1, so daß keine Fremdluft in den Gärbehälter 1 eindringen kann.

Die Förderschnecke 15 kann auf manuellen Befehl hin, in regelmäßigen Zeitabständen oder kontinuierlich Schwerfraktion S aus der Aufnahmegrube 12 abfördern. Der Gärbehälter 1 muß dazu weder vollständig noch teilweise entleert werden, noch muß der Gärprozeß unterbrochen werden.

Das Rührwerk 6 selbst kann ebenfalls auf einen einzelnen Befehl bin, oder in bestimmten Zeitabständen oder kontinuierlich in Rotation versetzt werden und so die Schwerfraktion S in den Peripheriebereich P des Gärbehälters 1 fördern. Es versteht sich, daß die Rotation des Rührwerkes 6 und die Förderung der Förderschnecke 15 zeitlich aufeinander abgestimmt werden.

Fig. 2 stellt die Draufsicht auf die Biogasanlage B gemäß Fig. 1 dar. Im Zentrum 2 des Gärbehälters 1 ist die Welle 5 des Rührwerkes 6 erkennbar. Der Rührstab 9 ist über Versteifungen 16 mit der Welle 5 verbunden und trägt in radialer Richtung eine Anzahl von Rührflügeln 10, die eine bestimmte, tangential verlaufende Ausrichtung zur Peripherie P des Gärbehälters 1 einnehmen. Diese Ausrichtung ist von verschiedenen Parametern - zum Beispiel dem Durchmesser des Gärbehälters 1, der Dichte der Biomasse M, der zu erwartenden Dichte der Schwerfraktion S und ähnlichem - abhängig und wird vom Fachmann entsprechend gewählt.

Der Antrieb von Rührwerk 6 und Förderschnecke 15 erfolgt bevorzugt durch Elektromotoren, die hier nicht näher bezeichnet sind.

Abweichend vom erläuterten Ausführungsbeispiel kann die Entleerungsvorrichtung mit Erfolg auch in Biogasanlagen eingesetzt werden, denen das aerobe Abbauverfahren zugrunde liegt. Auch in Kläranlagen läßt sich die erfindungsgemäße Entleerungsvorrichtung erfolgreich zur Abförderung von Schwerfraktion verwenden.

Ganz allgemein ist die erfindungsgemäße Entleerungsvorrichtung für alle Anlagen geeignet, bei denen Bodensatz - gleich welcher Art - aus Behältern entfernt werden muß, die nicht ohne weiteres einen Eingriff in die im Betrieb befindliche Anlage erlauben.

Der Behälter 1 mit der erfindungsgemäßen Entleerungsvorrichtung kann sich oberhalb der Erdoberfläche befinden oder aber ganz oder teilweise in den Erdboden eingelassen sein.

Claims (4)

1. Entleerungsvorrichtung für einen Behälter, insbesondere einen Behälter einer Biogasanlage, bei der die Entleerungsvorrichtung am unteren Ende des Behälters angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Behälter (1) ein rotierendes Rührwerk (6) angeordnet ist, dessen Rührflügel (10) so angeordnet sind, daß Schwerfraktion (S) von vorzugsweise Biomasse (M) an die Peripherie (P) des Behälters (1) gefördert wird, daß sich an der Peripherie (P) des Behälters (1) wenigstens eine Aufnahmegrube (12) zur Aufnahme von Schwerfraktion (S) befindet, daß ein gasdicht mit der Aufnahmegrube (12) verbundener Förderschacht (14) außerhalb des Behälters (1) über den Flüssigkeitsstand der Biomasse (M) hinaus ragt und eine Fördereinrichtung (15) aufweist, mit der die Schwerfraktion (S) abgefördert werden kann, ohne den Gärvorgang im Behälter (1) unterbrechen zu müssen.

2. Entleerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung als Förderschnecke (15) ausgebildet ist.

3. Entleerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderschacht (14) unter einem Winkel zwischen 0° und 90° verläuft und daß sich sein freies Ende wenigstens auf dem Flüssigkeitsniveau der im Behälter (1) befindlichen Biomasse (M) befindet.

4. Entleerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Behälter (1) oberirdisch oder ganz oder teilweise unterirdisch befindet.