DE2041643C3 - Vorrichtung zur regelbaren Entnahme von fließfähigem Abwasserklärschlamm od.dgl. Suspensionen aus einem Druck system - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur regelbaren Entnahme von fließfähigem Abwasserklärschlamm oder dergleichen Suspensionen aus einem Drucksystem, insbesondere aus einem Drucksystcm zur thermischen Sch'.ammkonditionierung. mit einem am auslaufseiligen Ende des Drucksystems angeordneten Zwischenbehälter, einem dem Zwischenbehälter vorgeschalteten und einem dem Zwischenbehälter nachgeschalteten Absperrorgan und einer Steuervorrichtung zum wcchsclwciscn öffnen und Schließen der Absperrorgane.

Beim thermischen Konditionieren von Abwasserschlamm wird dieser unter einem Druck von clwa 15 bis 20 atü durch Erwärmung und gegebenenfalls Dampfzufuhr behandelt, um. seine Entwässerbarkeit zu verbessern. Die Entnahme des Schlamms aus dem Drucksystem muß in dosierter Eorm. und zwar vorzugsweise in selbsttätiger Regelung in Abhängigkeit von den im Drucksyslem herrschenden Bedingungen (z. B. Füllsland) und/oder in Abhängigkeit von äußeren Bedingungen (z.B. zulaufende oder benötigte Menge des Gutes) erfolgen.

Es sind (z.B. aus britischer Patentschrift 909 872) ■Entnahmesysteme bekannt, die mit Drosselventilen arbeiten. Ein solches System gestattet zwar die Entnahme beliebiger Schlammengen. Die Drosselspaiien sind jedoch relativ klein, und die im Schlamm enthaltenen (!rohstoffe führen leicht zu Verstopfungen und somit au Betriebsstörungen. Darüber hinaus führen die im Schlamm enthaltenen abrasiven Stoffe, z. [!. Sand, he: den im engen Drosselspalt herrschenden hohen Strömungsgeschwindigkeiten zu chnellem Verschleiß des Spaltes und damit wegen der geänderten Spaltahmcssungen zu gestörten Betriebsbcdmgungen.

Es ist ferner möglich, mit einem Absperrschieber zu arbeiten, der in Abhängigkeit von einer Niveaukontrolle im Drucksystem geöffnet oder geschlossen wird. Bei dem sich entsprechend den Füllstand-Schwankungen periodisch wiederholenden Schließen des Schiebers wird die Strömung des Guies abrupt unterbrochen und das Entnahmesystem schlagartig mit dem im Drucksystem herrschenden Druck beaulschlaut. Dies führt zu unerwünschten Druckspitzen im System. Außerdem ist dieses Regelsystem kompliziert, da vom Füllstand im Drucksystem auch die Gasentnahme gesteuert werden muß.

Es ist ferner allgemein zur Entnahme von fließfähigem Gut aus Drucksv stemen bekannt, hierzu ein Ausschleusgefäß zu verwenden, dem wechselweise zu öffnende Absperrorgane vor- und nachgeschaltet sind. So ist eine insbesondere zur Behandlung von Lebensmitteln unter Druck bestimmte Vorrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen bekann:

(deutsche Offenlegiingsschrift 1 802417). bei der einem Druckkocher ein Zwischenbehälter nachgesehaliet ist. welcher durch eine absperrbare Entlüftungsleitung entlüftet werden kann. Bei geschlossener Entlüftungsieitung wird der Zwischenbehälter mii dem Druckkocher verbunden, um das Gut aufzunehmen: dann wird es vom Druck-stern getrennt und durch öffnen der Entlüftungsieitung drucklos gemacht, so daß dann das Gut entnommen werden kann. Bei der Anwendung einer solchen Vorrichtung zur Entnahme von fließfähigem Abwasserschlamm aus einem Kondilioniersystem wurden sich zwar die einem Entnahmesystem mit Drosselventilen anhaftenden Mangel vermeiden lassen, jedoch besteht auch hier das Problem, daß wegen des sehr hohen Drucks die Absperrorgane beim Schließen gegen diesen Druck einer sehr starken Stoßbelastung ausgesetzt sind. Außerdem ist die bekannte Einrichtung nicht zur genau dosierbaren Entnahme willkürlicher Schlammengen geeignet, da der Zwischenbehälter bei den herrschenden hohen Drücken innerhalb sehr kurzer Zeit gefüllt würde. Während dieser kurzen Zeitspanne ist eine genaue Regelung der Enlnahmemenge nicht möglich.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugründe, eine speziell zur dosierten Entnahme von Alnvasserkliir.schkimni aus einem Drucksystem geeignete Vorrichtung zu schaffen, die weitgehend stoßiincl verschleißfrei arbeitet und eine in weiten Grenzen willkürliche Regelung der Dosierung gestattet.

Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenbehälter als Druckwindkessel ausgebildet und mit auf die Steuereinrichtung einwirkenden, in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Druckes Windkessels betätigten Schaltorganen versehen ist.

Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß das beim Füllen des Zwischenbehälters sich aufbauende Druckgaspolstcr einen Gegendruck erzeugt, der im

Cirenzfall den im Drucksvstem herrschenden Druck erreicht, so daß das dem Druckwindkessel vorge- >chaltete Absperrorgan dan:: geschliffen werden kann, ohne daß Druckspitzen auftreten. Bei der Entleerung des Gutes aus dem Druckwindkessel hai das Pruckgaspolcter eine die Entleerung unterstützende Förderwirkung. Der Druck sinkt dabei auf Atmosphärendruck ab, so daß dann auch das dem Druckwindkessel nachgeschaltete Absperrorgan ohne Druckstoßbelastung wieder geschlossen werden kann.

Vorzugsweise ist das Schaltorgan als Druckschalter zur Betätigung des dem Druckwindkessel vorgeschalteten Absperrorgan ausgebildet. Man kann hierdurch erreichen, daß dieses Absperrorgan genau dann geschlossen wird, wenn der Druck im Drucksvstem und im Druckwindkessel gleich sind. Dabei kann vorteilhafterweise der Schalldruck des Druckschalters zur Regelung der Entnahmemenge aus dem Drucksvstem einstellbar sein.

Andererseits ist es möglich, die Vorrichtung so auszubilden, daß die Steuervorrichtung zum Schließen des dem Druckwindkessel vorgeschalteten Absperrorgans durch den Druckschalter und die Steuervorrichtung für die übrigen Arbeitstakte der Absperrorganc durch die Zeitschaltvorrichtung bctätigbar sind. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise ein sich völlig selbsttätig wiederholender Entnahmezyklus mit der Möglichkeit einer willkürlichen Einstellung der Eninahmemenge verbunden werden.

AusführungsCormen der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert.

F i g. 1 zeigt im schematischen Fließbild eine mit der Entnahmevorrichtung versehene, thermische Schlammkonditionieranlage;

F i g. 2 zeigt schematisch eine abgeänderte Ausführungsiorm der Entnahmeeinrichtung.

Bei der in F i g. 1 gezeigten Anlage zur !hermischen Schiammkonditionierung wird der Schlamm in einem Eindickerbecken 1 durch Wasserentzug vorkonzentriert. Eine Druckpumpe 2 fördert den Schlamm anschließend mit einem Druck von beispielsweise 15 bis 25 aiii in den Schlammdruckkessel 5. Im Wärmetauscher 3 wird der Schlamm in der Regel auf 140 bis IHO C erwärmt. Durch Dampfzufuhr durch die Dampfleitung 13'wird vor dem Eintritt in den Schl&mmdruckkessel 5 die Schlammtemperatur so erhöht, daß sie üblicherweise IW) bis 220 C beträgt. Über dem Schlammspiegel bildet sich prozeßbedingt ein Gaspolster 4 aus.

Die Verweii/eit des Schlammes im Schlammdruckkessel5 ergibt sich aus dem Verhältnis zwischen dem Schlammvolumen im Schlammdruckkesscl 5 und der Zufördcrmenge pro Zeiteinheit. Anschließend fließt der nunmehr konditioniertc Schlamm vom Schlarnmdruckkessel S unter dem .Systemdruck in den Wärmetauscher 3 zurück und gibt hier im Gegenstrom den größten Teil seines Wärmeinhaltes an den zufließenden Schlamm ab.

Die Entnahme des Schlammes aus dem Drucksvstem erfolgt dann durch die Entnahmeeinrichtung, die im wesentlichen aus den beiden Absperrorganen 6 und 9 und dem dazwischen als Dosierschleuse

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55 ungeordneten Druckwindkessel 7 besteht. Zur Steuerung der Absperrorgane sind ein auf den Druck im Druckwindkessel 7 ansprechender Druckschalter Il sowie eine Zeitschaltvorriciuuiig 12 vorgesehen. Die Vorrichtung funktioniert wie folgt:

Bei Beginn der Entnahme ist das Absperrorgan" geschlossen, und das Absperrorgan 6 wird dutch die /euschaltvorricluung 12 geöffnet. Der Schlamm !ließt aus dem Drucksvstem in den Druckwituikessei 7. Hier findet mit zunehmendem Füllungsgrad ein entsnrechender Druckanstieg statt, bis im Grenzfall der Svsiemdruck erreicht ist. Durch diesen Druckanstieg im Druckwindkessel 7 wird die Strömungsgeschwindigkeit im Sv stem verringert und allmählich aiii Null abgebremst. Dann wird das Absperrorgan 6 wieder geschlossen. Dieser Schüeßvorgang könnte ebenfalls dutch die Zeitschaltvorrichtung 12 gesteuert werden, exakter ist jcduch eine Steuerung durch den Druckschalter 11. Die '-dm Schließer des \hsperrorgans 6 auftretende stolxriige Druckbelasiung ist wegen des im Druckwindkessel 7 herrschenden Gegendruckes sehr gering und entfällt ganz, wenn Jer Druck im Druckwindkessel 7 gleich dem Svsiem-

Gl 1 lick ist.

Nach dem Schließen de> Absperrorgansi» wird das Absperrorgan 9 geöHnei und der Druckwindkessel 7 in das Auffangbecken 10 enlleert. Diese Entleerung kann durch ein Luftnachsaugeventil 8 oder durch Druckluftbelüftung intensiviert werden. Bei l'unklioiisgereehter Ausbildung ties DruckwindkesseN 7 ist dies jedoch nicht erforderlich.

Primäre Regelgröße für die Entnahmedosierung ist das Zeitintervall /.wischen zwei < >ffnungsvorgäiv.:en des Absperrorgans 6. welches durch die Zeitschdltvorrichtung 12 einstellbar festgelegt ist. Durch Verändern der am Druckschalter Il eingestellten Druckschwelle kann das Fülivoliimen des Druckwindkessel* 7 entsprechend milverändert und hierdurch eine weitere Regelgröße in Funktion gesetzt werden.

Bei größeren Anlagen und insbesondere wenn ein gleichmäßigerer Entnahmev organ: erwünscht ist. kann die Einrichtung gemäß F i g. 2 verwendet werden, bei der zwei Entnyhmevorriehtungen parallel geschaltet sind. In dieser Figur sjnd d'e beiden Druckwindkessel 7. 7' und das Autfangbecken sehematisch in Draulsicht als Kreise dargestellt. Hierbei werden die beiden Entnahmesv sterne phasenverschoben, und zwar im Gegentakt, gesteuert, d.h. während des Füllens de* Drin.kwindkess.els 7 (Absperrortian 6 offen. Absperrorgan 9 geschlossen) wird der Druckwindkessel T entleert (Absperrorgan (V geschlossen. Absperrorgan ')' offen/ und umgekehrt.

Der aus dem Absperrorgan 9 b.w. 9' austretende Schlamm fließt in das Aulfangbecken 10. welches in der Rege' ein Eindickbehälter zum weiteren Wasserentzug ist. Das Absperrorgan 9 (bzw.9') wird zweckinäßigerweise ebenfalls durch das Zcitschaltverk geschlossen. Das anschließende offnen des Absperrorgans 6 durch die Zeitschaltvorrichtung 12 kann davon abhängig gemacht werden, daß vorher beispielsweise cir. Endlagenschalter eine einwandfreie Schließposition des Absperrorgans 9 (bzw. 9') gemeldet hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur regelbaren Entnahme \on fließfähigem Abwasserklärschlamm oder dergleichen Suspensionen aus einem Drucksystem, insbesondere aus einem Drucksv stein zur thermischen Sehlammkonditionierung. mit einem am uusiaufseitigen Ende des Drucksystems angeordneten Zwischenbehälter, einem dem Zwischenbehälter vorgeschalteten und einem dem Zwischenbehälter nachgeschalteten Absperrorgan und mit einer Steuervorrichtung zum wechselweisen öffnen und Schließen der Absperrorgane, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenbehälter als Druckwindkessel (7) ausgebildet und mit auf die Steuervorrichtung einwirkenden, in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Druckwindkessel (7) betätigten Schaltorganen versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltorgan als Druckschalter (11) zur Betätigung des dem Druckwindkessel (7) vorgeschalteten Absperrorgans (6) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltdruck des Druckschalter (Ii) zur Regelung der Entnahmcmcngc ims dem Drucksystem einstellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3 mit einer Zeitschaltvorrichiimg. dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung zum Schließen des dem Druckwindkessel (7) vorgeschalteten Absperrorgans (6) durch den Druckschalter (11) und die Steuervorrichtung für die übricen Arbeitstakte der Absperrorgane (6, 9) durch die Zoitschallvorrichlung (12) betätigbar sind.