DE2949520A1

DE2949520A1 - Vorrichtung zur abtrennung von gasfoermigen und fluessigen bestandteilen aus dickschlammartigen mischungen

Info

Publication number: DE2949520A1
Application number: DE19792949520
Authority: DE
Inventors: Herbert Hans 2120 Lüneburg Niesittka; Horst 8000 München Schmiedeler
Original assignee: Walter Kidde 2120 Lueneburg GmbH; Walter Kidde GmbH
Current assignee: Blohm and Voss GmbH
Priority date: 1979-12-08
Filing date: 1979-12-08
Publication date: 1981-06-11
Also published as: DE2949520C2

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entfernung von flüssigen und gasförmigen Bestandteilen aus dickschlammartigen Mischungen, insbesondere aus Klärschlamm.
Bei der Schlammbeseitigung von Klärschlamm, sei es durch Verbrennung, Verbringung in Deponien oder zur landwirtschaftlichen Nutzung, ist es erforderlich, den Klärschlamm bis auf mindestens 65 % Trockensubstanz zu entwässern und gleichzeitig von schädlichen Gasen zu befreien.
Bislang war es bekannt, Klärschlamm auf Siebbandpressen, mittels Zentrifugen oder durch Kammerfilterpressen zu entwässern. Hierbei tritt der Nachteil auf, daß erhebliche Mengen an Filterhilfsmitteln, z. B. Polyelektrolyte, eingesetzt werden müssen, die nicht mehr wiedergewonnen werden können und eine Umweltbelastung darstellen. Ferner wird mit diesen Vorrichtungen nur eine Entwässerung auf 15 bis 30 % Trockensubstanz erreicht. Andere Methoden auf Basis einer Vakuumverdampfung oder durch Gefriertrocknung sind unwirtschaftlich.
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung vorzuschlagen, um den bei der Abwasserreinigung anfallenden Klärschlamm oder Dickschlamm ohne großen Energieaufwand, ohne Umweltbelastung und kontinuierlich zu entwässern, wobei hinsichtlich Verschleiß, Korrosion und Anforderung an die Filterelemente optimale Bedingungen erhalten werden sollen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird daher eine Vorrichtung gemäß Hauptanspruch vorgeschlagen; weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert werden, die einen Teilschnitt durch die Vorrichtung einschließlich der schematisch gezeichneten Zusatzaggregate zeigt.
Die Vorrichtung weist ein doppelwandiges Außenrohr 2 mit Außenwand 1 und Innenwand 4 auf, wobei die Innenwand 4 mit Durchtrittsöffnungen versehen und zwischen Innenwand 4 und Außenwand 1 eine durch Flansche 8, 14 verschlossene erste Kammer 6 zur Aufnahme der flüssigen und gasförmigen Bestandteile gebildet ist. Das Außenrohr 2 ist über den Flansch 8 mit einem konischen Ubergangsrohr 10 verbunden, das wiederum mit dem Austrittsrohr einer Aufgabevorrichtung 12 verbunden ist. Als Aufgabevorrichtung kann entweder eine Dickschlammpumpe oder eine Förderschnecke vorgesehen werden.
Am anderen Ende ist das doppelwandige Außenrohr 2 über den Flansch 14 und ein Verbindungsrohr 16 an eine Austragevorrichtung 18 angeschlossen.
Im doppelwandigen Außenrohr 2 ist ein Innenrohr 20 koaxial angeordnet, dessen Außenfläche 21 ebenfalls Durchbrechungen aufweist und in seinem Inneren eine zweite Kammer 26 zur Aufnahme gasförmiger und flüssiger Bestandteile bildet. Das Innenrohr 20 ist in Richtung zur Aufgabeseite mit einem Trennkegel 22 versehen, dessen Wand ebenfalls Durchtrittsöffnungen aufweist. Das an der Austrageseite liegende Ende des Innenrohres 20 ist mit einer halbkugelförmigen Abdeckplatte 24 verschlossen. In einer anderen Ausführung ist die Abdeckplatte eben. Ferner kann der Trennkegel auch ohne Durchtrittsöffnungen ausgeführt sein.
Um das Innenrohr 20 ist ein wendelförmiges Leitblech 28 angeordnet, das den im Innenraum 19 zwischen Innenrohr 20 und Innenwand 4 des Außenrohres 2 geförderten Dickschlamm umbricht.
Das Innenrohr 20 wird in dem Außenrohr 2 auf beliebige Weise z. B. durch Stützen, Flanschringe und dergleichen gehalten.
Die erste Kammer 6 ist über Austrittsleitungen 30, 30', 30" und über eine Sammelleitung 32 mit einem Vorratsbehälter 34 verbunden, der wiederum über eine Leitung 36 mit einer Vakuum-Pumpe 38 in Verbindung steht. Analog ist die zweite Kammer 26 über eine weitere Austrittsleitung 40, die am tiefsten Punkt der Kammer 26 ansetzt, mit der Sammelleitung 32 verbunden. Zwischen den einzelnen Leitungen und der Sammelleitung 32 sind übliche Absperrventile 31, 31', 31" und 41 vorgesehen. Ferner ist sowohl die erste Kammer 6 als auch die zweite Kammer 26 mit einem Druckanzeiger 43 bzw. 44 und mit einem nichtdargestellten Absperrventil versehen. An beliebigen Stellen können Spülwasserzu- und -ableitungen vorgesehen sein.
Die Spülung des konischen Ubergangs 10 erfolgt durch eine Spülwasserzuleitung 42. Das Spülwasser kann durch ein nahe dem Flansch 8 angebrachtes Spülventil 45 abfließen. In ähnlicher Weise erfolgt die Spülung des Verbindungsrohres 16, und zwar durch in Förderrichtung vor dem Absperrschieber angebrachte Spüleinlaß- und Spülauslaßventile 46 bzw. 47.
Die Austragevorrichtung 18 besteht aus einem Rohr 50, welches über einen Flansch 52 mit dem Austrageende der Vorrichtung bzw. mit dem Verbindungsrohr 16 verbunden ist. Im unteren Bereich des Rohres 50 befindet sich eine Austrittsöffnung 54 für das entwässerte Produkt. In dem Rohr 50 befindet sich ein Gegendruckkolben 56, der unter dem Druck einer Feder 58 der Förderrichtung entgegen gepreßt wird. Die Stirnfläche 60 des Gegendruckkolbens ist in Richtung auf die Austrittsöffnung 54 abgeschrägt.
Zwischen dem konischen Ubergangsrohr 10 und dem Austrittsrohr der Aufgabevorrichtung 12 ist ein erster Absperrschieber 70 vorgesehen. Ebenso ist zwischen dem Verbindungsrohr 16 und dem Rohr 50 der Austragevorrichtung ein zweiter Absperrschieber 72 vorgesehen.
Sowohl die Innenwand 4 des Außenrohres 2 als auch das Innenrohr 20 einschließlich des Trennkegels 22 sind mit Durchtrittsöffnungen in einer Größenordnung von 3 bis 10 mm und vorzugsweise 5 bis 8 mm versehen. Auf diesen mit Durchtrittsöffnungen versehenen Flächen sind verschiedene Filterbahnen aus unterschiedlichem Material angeordnet. Eine bevorzugte Filterausführung hat, in Durchströmungsrichtung gesehen, den folgenden Aufbau: Die äußere Schicht besteht aus einer als Arbeitsplatte dienenden, durchbrochenen Bahn aus einem korrosionsbeständigen Werkstoff, z. B. Edelstahl, mit kreisförmigen, länglichen oder schlitzförmigen Durchtrittsöffnungen in einer Größe von 1 bis 5 mm und vorzugsweise 2 bis 4 mm. Unter dieser Schicht befindet sich eine Siebschicht mit kleineren Durchtrittsöffnungen, z. B.
ein Drahtsieb aus Edelstahl mit Sieböffnungen von 0,4 bis 0,8 mm und vorzugsweise 0,5 bis 0,6 mm. Unterhalb dieser Siebschicht befindet sich ein weiteres Sieb mit wiederum kleinerer Porenöffnung, wie beispielsweise ein technisches Kunststoffgewebe mit einer Porenöffnung von 0,05 bis 0,4 mm und vorzugsweise 0,05 bis 0,1 mm. Unterhalb dieses Kunststoffsiebes ist eine weitere Sieb- oder Filterbahn mit Durchtrittsöffnungen oder Poren von nunmehr wieder ansteigendem Durchmesser von beispielsweise 3 bis 8 mm und vorzugsweise 4 bis 6 mm vorgesehen. Dieses der Feindrainage dienende Sieb- oder Filtermaterial liegt entweder direkt auf der Innenfläche 5 des Außenrohres 2 bzw. auf der Außenfläche 21 des Innenrohres 20 oder auf einer weiteren, einer Grobdrainage dienenden Filterbahn, deren Porenöffnungen wiederum größer als die der vorhergehenden Sieb- oder Filterbahn, jedoch kleiner als die der Durchbrechungen in den Rohrwänden sind.
Ein derartiger Aufbau der Filter- oder Siebschichten von in Strömungsrichtung gesehen sich allmählich verringernden Durchtrittsöffnungen bis zu der tatsächlichen Trennbahn und sich danach wieder anschließend vergrößernden Durchtrittsöffnungen ist für den kontinuierlichen Betrieb und insbesondere für die Reinigung von besonderem Vorteil.
Im folgenden soll die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher erläutert werden. Ein üblicher Klärschlamm mit einer Trockensubstanz von 20 % wird über eine Dickschlammpumpe bei geschlossenen Absperrschiebern 70 und 72 gefördert, wobei gleichzeitig mittels der Vakuumpumpe 38 ein Vakuum in der ersten und zweiten Kammer 6 und 26 angelegt wird. Nach dem Öffnen des ersten Absperrschiebers 70 gelangt der Dickschlamm mit einem Pumpenvordruck von 10 bis 70 bar und vorzugsweise 20 bis 60 bar in den Innenraum 19 zwischen Innenrohr 20 und Außenrohr 2. Der Dickschlamm wird am Trennkegel 22 des Innenrohres 20 vorbei und zwischen der Innenwand 4 des Außenrohres 2 und der Außenf]#äche 21 des Innenrohres 20 gefördert, wobei flüssige und gasförmige Bestandteile durch die Durchbrechungen in die erste bzw.
zweite Kammer 6 bzw. 26 gelangen. Gleichzeitig wird der Dickschlamm durch die wendelförmigen Umlenkbleche 28 umgewälzt, so daß die weniger entwässerten mittleren Bestandteile des Schlamms ebenfalls mit der von den Filterschichten abgedeckten Außenfläche des Innenrohres bzw. Innenwand des Außenrohres in Berührung gelangen. Die sich in den Kammern 6 und 26 ansammelnden flüssigen und gasförmigen Bestandteile werden über die betreffenden Austrittsleitungen 30, 30', 30" und 40 und die Sammelleitung 32 in den Vorratsbehälter 34 abgezogen. Wenn der Dickschlamm den zweiten Absperrschieber 72 an der Austrageseite erreicht, wird dieser geöffnet, worauf sich der entwässerte Dickschlamm weiter bis an die schräge Stirnseite 60 des Gegendruckkolbens 56 bewegt, der vorzugsweise mittels der Feder 58 eine Gegenkraft von 1000 bis 3000 kp und vorzugsweise 1500 bis 3000 kp ausübt. Durch den sich aufbauenden Druck wird der Gegenkolben allmählich zurückgeschoben und gibt die Austrittsöffnung 54 für das entwässerte Produkt frei.
Nach dieser Anlaufphase arbeitet die Vorrichtung kontinuierlich weiter. Bei einem Nachlassen des Druckes auf den Gegenkolben, z. B. durch verstärkte Abführung von flüssigen oder gasförmigen Bestandteilen, wird die Austrittsöffnung 54 wieder verschlossen, bis sich ein hinreichender Druck in der Vorrichtung erneut ausbildet und weiteres entwässertes Produkt austreten kann.
Zur Reinigung der Filterschicht kann Spülwasser oder abgezogenes flüssiges Produkt in umgekehrter Richtung aus dem Inneren der ersten Kammer 6 bzw. aus dem Inneren der zweiten Kammer 26 durch die Filterschichten zur Reinigung herausgepreßt werden, wobei zweckmäßigerweise vorher der erste Absperrschieber 70 geschlossen wird.
Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mit entsprechender Abwandlung auch zur Entwässerung bzw. Entgasung anderer Dickstoffe verwendet werden.

Claims

Vorrichtung zur Abtrennung von gasförmigen und flüssigen Bestandteilen aus dickschlammartigen Mischungen Ansprüche Vorrichtung zur Abtrennung von gasförmigen und flüssigen Bestandteilen aus dickschlammartigen Mischungen, gekennzeichnet durch a) ein doppelwandiges Außenrohr (2) mit einer Durchtrittsöffnungen aufweisenden Innenwand (4), das eine zylinderringförmige erste Kammer (6) zur Aufnahme der gasförmigen und flüssigen Bestandteile bildet und an einem Ende mit einer Aufgabevorrichtung (12) für Dickschlamm und am anderen Ende mit einer Austragevorrichtung (18) für den an gasförmigen und flüssigen Bestandteilen verarmten Dickschlamm verbunden ist, b) ein in dem Außenrohr (2) koaxial angeordnetes Innenrohr (20) mit einer Durchtrittsöffnungen aufweisenden Außenfläche (21), das eine zweite Kammer (26) zur Aufnahme der gasförmigen und flüssigen Bestandteile bildet, die in Richtung auf die Aufgabevorrichtung (12) durch einen Trennkegel 22 und am anderen Ende im Bereich der Austragevorrichtung (18) durch eine Abdeckplatte oder eine Halbkugel (24) verschlossen ist, und durch c) mindestens eine erste Austrittsleitung (30, 30', 30") für die gasförmigen und flüssigen Bestandteile, welche von der ersten Kammer (6) in einen Vorratsbehälter (34) führt sowie mindestens eine zweite Austrittsleitung (40) für die gasförmigen und flüssigen Bestandteile, welche von der zweiten Kammer (26) in den Vorratsbehälter (34) führt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Durchtrittsöffnungen aufweisende Innenwand (4) des doppelwandigen Außenrohres (2) als auch die Außenfläche (21) des Innenrohres (20) mit mehrlagigen Filterbahnen belegt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterbahnen in Durchströmungsrichtung gesehen aus einer gelochten oder geschlitzten Arbeitsplatte, einem Drahtsieb mit kleineren Durchtrittsöffnungen und einem Feinsieb mit noch kleineren Durchtrittsöffnungen sowie nachfolgend ein oder mehreren Sieben mit jeweils wieder größeren Durchtrittsöffnungen bestehen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß um die Außenfläche (21) des Innenrohres (20) wendelförmige Leitbleche (28) angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragevorrichtung (18) aus einem an der Austrageseite angeflanschten Rohr (50) besteht, das bei im wesentlichen horizontal angeordneter Vorrichtung im unteren Bereich eine Austrittsöffnung (54) aufweist und in welchem ein unter Federkraft entgegen der Förderrichtung in Richtung auf die Abdeckplatte (24) vorgespannter Gegendruckkolben (56) geführt ist, dessen Stirnfläche (60) in Richtung auf die Austrittsöffnung (54) hin abgeschrägt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Aufgabeseite zwischen der Aufgabevorrichtung (12) und dem Trennkegel (22) des Innenrohres (20) und an der Austrageseite vor der Austragevorrichtung (18) jeweils ein Absperrschieber (70, 72) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die erste Kammer (6) als auch die zweite Kammer (26) zur Aufnahme der gasförmigen und flüssigen Bestandteile entweder direkt oder über einen Vorratsbehälter (34) mitr ebnes,VaUUg Va###-#um#e (38) verbunden sind.