DE3440076A1

DE3440076A1 - Verfahren zur aufbereitung einer kalkmilch aus kalkhydrat, wasser, abwasser und/oder klaerschlamm, sowie eine einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3440076A1
Application number: DE19843440076
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 6392 Neu-Anspach Panholzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-11-02
Filing date: 1984-11-02
Publication date: 1986-05-15

Description

Verfahren zur Aufbereitung einer Kalkmilch aus
Kalkhydrat, Wasser, Abwasser und/oder Klärschlamm, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung einer Kalkmilch beliebiger Konzentration, bestehend aus einem pulvrigen bis körnigen Kalkhydratanteil und einem korrespondierend hierzu eingestellten Wasseranteil, der fallweise aus Abwasser und/oder aus Klärschlamm ganz oder teilweise bestehen kann und dem Fällmittel zusetzbar sind.
Die nach dem Verfahren hergestellte Kalkmilch soll vorrangig im Rahmen der Abwassertechnik verwendet werden.
Desweiteren betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Ausübung des Herstellungsverfahrens.
Zur Definition des Begriffes "Kalkmilch" wird auf DIN 1060 verwiesen; Kalkmilch ist in Wasser aufgeschwemmtes Kalkhydrat Ca (OH)2 + x*H2O .
Bekannte Verfahren der vorgenannten Art haben den Nachteil eines großen Platzbedarfes, insbesondere für den Mischbehälter.
Geht man z.B. von einem stündlichen Verbrauch von 5000 Liter aus, so muß der in der Regel durch einen Max.-Min.-Füllstandsmesser batimmte Nutzinhalt des Mischers etwa einem Viertel des Stundenverbrauches, also ca. 1250 Liter, entsprechen.
Der Min.-Kontakt gibt dabei Regelimpuls für die Steuerung der Inbetriebnahme der Zuteilorgane zur Nachfüllung des Mischbehälters mit Kalkhydrat und Wasser, während der Max.-Kontakt diese wieder stillsetzt.
Der Antrieb der Mischwerkzeuge selbst muß dabei, zur Vermeidung von Entmischungen des Restinhaltes und der Sedimentation während der Aufgabe der jeweils nachzuführenden Charge und auch iminteresse einer alsbaldigen Fortsetzungsmöglichkeit der Abgabe des aufbereiteten Produktes durch die Dosierpumpe,permanent aufrechterhalten werden.
Dies bedeutet einen ständig ununterbrochenen Energieeintrag in den Mischer, d.h, eine Energieverschwendung.
Auch die Steuerung des intermittierenden Betriebes der Zuteilorgane ist aufwendig und setzt eine hohe Zuteilleistung voraus, da die Nachführung der Charge während eines möglichst kurzen Zeitaufwandes erfolgen sollte.
Insgesamt betrachtet,ist der hohe permanente Energiebedarf für den Mischer, der während der Aufgabephasen der Folgechargen für die Gesamtanlage stufen-, d.h.
sprungweise, erhöht wird, mit seinen Spitzen störend, da diese die Dimensionierung des Netzes bestimmen.
Des weiteren ist der bereits erwähnte große, verfahrensbedingte Raumbedarf für die Aufbereitungsanlage ebenfalls als gravierender Nachteil zu bezeichnen.
Diese Sachlage berücksichtigend ist es Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren nach der eingangs beschriebenen Art zu nennen, dessen aufbereitungstechnische Einrichtungen kleindimensionierbar sind, und dessen Energieverbrauch geringer und gleichförmiger ist, Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe sieht vor, daß der voreingestellte Kalkhydratanteil aus einem Vorlagebehälter kontinuierlich entnommen wird und durch Zusammenführen und Mischen mit einem ebenfalls kontinuierlich zugeführten Wasseranteil in eine Suspension überführt wird.
Die kontinuierliche Aufbereitung der Suspension vermeidet die durch die chargenweise Nachführung der Romponenten bedingte Unterbrechung des Abtrages über die Dosierpumpe, mit anderen Worten, Leerlaufzeiten für den Mischer werden vermieden, so daß der Energieeintrag für die Zusammenführung und das Mischen der Komponenten in vollem Umfang durch die Aufbereitung der Suspension genutzt wird.
Die erforderliche Verweilzeit der beiden anteilmäßig voreingestellten Komponenten im Durchlauf über die Mischstrecke wird entweder durch die Aufgabeleistung oder aber durch deren veränderbare Länge bestimmt.
In diesem Zusammenhang kann beispielsweise an einen veränderbaren Füllstand im Mischer oder auch z.B.
an einen mehrstufigen Kaskadenmischer gedacht werden.
Die Konzentration der Kalkmilch kann durch Veränderung der Aufgabemenge des Kalkhydrates zum Wasserstrom oder aber durch Veränderung der Wassermenge zum Kalkhydratstrom eingestellt werden.
Die Reaktionsgeschwindigkeit im Rahmen der Verwendung der Kalkmilch kann dadurch beschleunigt werden, daß mit dem voreingestellten Kalkhydratanteil ein voreingestellter Abwasseranteil und Fällmittel zusammengeführt und gemischt werden.
Die Verwendung von Abwasser anstelle von Frischwasser ist vielfach naheliegend, wobei auch vorgesehen werden kann, daß der Mischstrecke zusätzlich oder ausschließlich Klärschlamm in vorbestimmter Menge kontinuierlich und fallweise Fällmittel zugeführt und gemischt werden.
Als Fällmittel haben sich u.a. Aluminiumsulfat, Eisensulfat, Eisenchlorid und andere Metallsalze bewährt.
Sie wirken als Klärmittel dadurch, daß sie im Wasser gelöst in bestimmten pH-Bereichen voluminöse, flockige Niederschläge bilden, in denen enthaltene Verunreinigungen adsorbiert werden.
Die so aufbereitete Kalkmilch wird a) zur Hygienisierung von Klärschlamm, b) zur Ausfällung von Fest- und Schadstoffen, sowie c) zur Konditionierung von Schlämmen zur nachfolgenden Entwässerung verwendet, wobei insbesondere das Abtöten krankheitserregender Bakterien, Pilze, Hefen und anderer Objekte der Mikrobiologie von Interesse ist.
Eine zur Ausübung des erfindungsgemäßen- Aufbereitungsverfahrens vorgesehene Einrichtung ist durch die Verwendung folgender Einzelgruppen gekennzeichnet: a) einem Vorlagebehälter für das Kalkhydrat, wobei dieser nach unten durch eine steigend fördernde, regelbare, mit in ihrem über den Vorlagebehälter ragenden Austrags- und Aufgabebereich geschlossenen Mantel versehene Dosierschnecke abgegrenzt ist und der nach oben durch einen dem Vorlagebehälter anschließend verbundenen Abluftfilter abgeschlossen ist; b) einem im Vorlagebehälter angeordneten, den Füllstand kontrollierenden und dessen Befüllung über einen Aufgabeanschluß steuernden Niveautester; c) dem Durchlaufmischer mit Kalkhydrat- und Wasseraufgabe, wobei die Kalkhydrataufgabe durch den Austragsbereich der Dosierschnecke erfolgt, und die Wasseraufgabe durch eine Wasserstaffel in Abhängigkeit von der ausgangsseitig angeordneten Leistung der Dosierpumpe gesteuert wird; und d) einem übergeordneten, das anteilige Verhältnis zwischen Wasser und Kalkhydrat steuernden Voreinstellgerät sowie einer von dieser Einstellung abhängigen, die Leistung der Dosierpumpe und der Dosierschnecke einstellenden Steuereinheit.
Die Beschickung des Vorlagebehälters über den Aufgabeanschluß kann wahlweise a) durch ein dem Aufgabe anschluß vorgeordnetes Aufgabebehältnis mit Sackware, b) durch einen drucklosen Vorratssilo mit anschließenden mechanischen Fördergeräten, c) durch einen drucklosen Vorratssilo mittels einer pneumatischen Förderanlage, und d) durch einen als Drucksilo ausgelegten Transportsilo erfolgen.
Der Durchlaufmischer kann im Grunde genommen mit beliebigen Mischwerkzeugen ausgerüstet sein, wobei sowohl ein Fingerrührer in Ankerform mit zusätzlichen Fingern und Strombrechern, deren Rührwirkung auf dem Geschwindigkeitsgefälle des vom Anker bzw. den Fingern verdrängten Rührgutes gegenüber dem übrigen Behälterinhaltes abhängig ist, als auch ein schnellaufender Schraubenrührer mit mehreren schrägflächigen Flügeln denkbar, dessen Rührwirkung auf dem Hervorrufen einer überwiegend axialen Strömung eingestellt ist, wobei in diesem Fall die Strömung nach unten, d.h. in Richtung der Dosierpumpe auszubilden ist.
Der eigentliche Schraubenrührer kann auch in einem Leitgehäuse eingesetzt sein.
Unabhängig davon wurde auf die fallweise vorteilhafte Verwendung eines stufenförmig ausgebildeten Kaskadenmischers hingewiesen, der die schrittweise Verlängerung der Verweilzeit ermöglicht.
Auch Schraubenmischpumpen, wie sie z.B. in der Putztechnik verwendet werden, sind für kleinere Durchsatzleistungen geeignet.
Die Steuerungseinheiten sind auf beliebige Art wirksam verbunden.
Abschließend darf noch bemerkt werden, daß die Dosierschnecke für die Kalkhydrataufgabe in dem Durchlaufmischer, unabhängig von der Wasseraufgabe in den Durchlaufmischer, separat abschaltbar ist.
Dadurch wird erreicht, daß solange Wasser durch das System gespült werden kann, bis das gesamte Rohrnetz gereinigt ist, so daß Kalkausfällungen und Verstopfungen der Kalkmilch führenden Leitungen vermieden werden.
Das erfindungsgemäße Aufbereitungsverfahren und seine zur Ausübung erforderliche Einrichtung werden anhand der beigefügten Systemskizzen näher schematisch erläutert.
Figur 1 zeigt die Einrichtung bei Verwendung zur Aufbeatung von Kalkhydrat und Frischwasser zu einer Kalkmilch, wie sie insbesondere zur Hygienisierung von Klärschlamm verwendet wird.
Figur 2 zeigt die Einrichtung bei Verwendung zur Aufbereitung von Kalkhydrat und Abwasser zu einer Kalkmilch, wie sie insbesondere zur Konditionierung von zum Kläranlagenzulauf in der Regel zurückgeführten Abwasser verwendet wird.
Figur 3 zeigt die Einrichtung bei Verwendung zur Aufbereitung von Kalkhydrat und Frisch- oder Abwasser, das ganz oder teilweise durch Klärschlamm ersetzt ist, zur Konditionierung von zu nachgeordneten Entwässerungseinrichtungen führendem Klärschlamm.
Die Einrichtung 1 besteht aus mehreren Baugruppen, wobei der Kern der ersten Baugruppe ein Vorlagebehälter 2 ist, der nach unten durch eine in ihrer Leistung regelbare Dosierschnecke 5 abgeschlossen ist.
Die Dosierschnecke 5 ist im Falle dieses Beispieles steigend angeordnet; sie kann jedoch ebenso in horizontaler Lage den Vorlagebehälter 2 nach unten abgrenzen.
Der Austragsbereich 3 der Dosierschnecke 5,der mit dem Aufgabebereich 3 in den Durchlaufmischer 9 identisch ist, ist im Bereich seines Austrittes aus dem Vorlagebehälter 2 mit einem geschlossenen,um die Dosierschnecke 5 führenden Mantel 4 versehen.
Nach oben ist der Vorlagebehälter 2 durch einen anschließend verbundenen Abluftfilter 6 abgeschlossen.
Im Vorlagebehälter 2 ist weiter ein den Füllstand bei einer voreingestellten Min.-Max.-Stellung kontrollierender Niveautester 8 angeordnet, der die öffnung des Aufgabeanschlusses 7 für das Kalkhydrat steuert.
Die möglichen, unterschiedlichen Beschickungsweisen wurden bereits beschrieben.
Der Kern einer zweiten Baugruppe ist der Durchlaufmischer 9, dem die Kalkhydrataufgabe 3 und die Wasseraufgabe 10, über eine Wasserstaffel 11, sowie die Dosierpumpe 12 für den Austrag des fertig aufbereiteten Produktes angeschlossen sind.
Die Wasserstaffel 11 steuert in Abhängigkeit von der Austragsleistung der Dosierpumpe 12 die Wasseraufgabe 10.
Der Durchlaufmischer 9 ist vorteilhafterweise als schnellaufender Schraubenrührer mit einer zur Dosierpumpe 12 gerichtet eingestellten Axialströmung ausgebildet.
Ebenfalls, und zwar als dritte Baugruppe, ist die Hauptsteuerungseinrichtung zu bezeichnen.
Ein zwischen der Wasserstaffel 11 und der Dosierpumpe 12 angeordnetes Voreinstellgerät 13 steuert, leistungsunabhängig, die anteilmäßige Zusammenführung der Feststoff-und Flüssigkomponenten und ermöglicht damit die Einstellung der gewünschten Konzentration der Kalkmilch.
Ein von dieser Grundeinstellung abhängiges zweites Steuergerät 14 ermöglicht die Einstellung der Leistung der Dosierpumpe 12 in Verbindung mit der Wasserstaffel 11, sowie die der Dosierschnecke 5.
Für die Zuführung des Frischwassers 20 (Fi-g. 1) bzw.
des Abwassers 21 (Fig. 2) zum Durchlaufmischer 9 ist eine durch den Anschluß der Wasseraufgabe 10 begrenzte Rohrleitung vorgesehen, die,im Falle einer Ausbildung nach Figur 3, durch eine parallele Rohrleitung für die Zuführung von Klärschlamm 22 ergänzt ist.
Die Ausbildung nach Figur 2 sieht im weiteren vor, daß das Abwasser 21 einem Kläranlagenzulaufkanal 23 entnommen und - soweit erforderlich - über eine Pumpe 24 dem beschriebenen System zugeführt und nach Konditionierung des Klärschlammes im Durchlaufmischer 9 mit Kalkhydrat durch die Dosierpumpe 12 diesem Kanal 23 wieder zugeführt wird.
Bei einer Ausbildung nach Figur 3 wird der zusätzliche oder allein aufgegebene Klärschlamm 22 im Durchlaufmischer 9 konditioniert und über die Dosierpumpe 12 nachgeordneten Entwässerungseinrichtungen zugeleitet.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Aufbereitung einer Kalkmilchbelie biger Konzentration, bestehend aus einem pulvrigen bis körnigen Kalkhydratanteil und einem korrespondierend hierzu eingestellten Wasseranteil, der fallweise aus Abwasser und/oder aus Klärschlamm ganz oder teilweise bestehen kann und dem Fällmittel zusetzbar sind, dadurch gekennzeichnet, d a B der voreingestellte Kalkhydratanteil aus einem Vorlagebehälter kontinuierlich entnommen wird und durch Zusammenführen und Mischen mit einem ebenfalls kontinuierlich zugeführten Wasseranteil in eine Suspension überführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d a B die erforderliche Verweilzeit der beiden anteilmäßig voreingestellten Komponenten im Durchlauf über die Mischstrecke durch die Aufgabeleistung gesteuert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d a B die erforderliche Verweilzeit der beiden anteilmäßig voreingestellten Komponenten im Durchlauf über die Mischstrecke durch deren veränderbare Länge bestimmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d a B die Konzentration der Kalkmilch durch Veränderung der Aufgabemenge des Kalkhydrates zum Wasserstrom eingestellt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d a B die Konzentration der Kalkmilch durch Veränderung der Wassermenge zum Kalkhydratstrom eingestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d a ß mit dem voreingestellten Kalkhydratanteil ein voreingestellter Abwasseranteil und Fällmittel zusammengeführt und gemischt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d a B der Mischstrecke zusätzlich oder ausschließlich Klärschlamm in vorbestimmter Menge kontinusrlich und fallweise Fällmittel zuge#ührt und gemischt werden.
8. Verwendung der nach Anspruch 1 bis 7 aufbereiteten Kalkmilch a) zur Hygenisierung des Klärschlammes, ,b) zur Ausfällung von Fest- und Schadstoffen, c) zur Konditionierung von Schlämmen zur nachfolgenden Entwässerung.
9. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1), gekennzeichnet durch die Verbindung folgender Einzelgruppen: a) einem Vorlagebehälter (2) für das Kalkhydrat, wobei dieser nach unten durch eine fördernde, regelbare, mit in ihrem über den Vorlagebehälter (2) ragenden Austrags- und Aufgabebereich (3) geschlossenen Mantel (4) versehene Dosierschnecke (5) abgegrenzt ist und der nach oben durch einen dem Vorlagebehälter (2) anschließend verbundenen Abluftfilter (6) abgeschlossen ist; b) einem im Vorlagebehälter (2) angeordneten, den Füllstand kontrollierenden und dessen sefüllung über einen Aufgabeanschluß (7) steuernden Niveautester (8); c) dem Durchlaufmischer (9) mit Kalkhydrat- und Wasseraufgabe (4/10), wobei die Kalkhydrataufgabe durch den Austragsbereich (3) der Dosierschnecke (5) erfolgt, und die Wasseraufgabe (10) durch eine Wasserstaffel (11) in Abhängigkeit von der ausgangsseitig angeordneten Leistung der Dosierpumpe (12) gesteuert wird; und d) einem übergeordneten, das anteilige Verhältnis zwischen Wasser und Kalkhydrat steuernden Voreinstellgerät (13) sowie einer tmn dieser Einstellung abhängigen, die Leistung der Dosierpumpe (12) und der Dosierschnecke (5) einstellenden Steuereinheit (14).
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, d a ß die Beschickung des Vorlagebehälters (2) über den Aufgabeanschluß (7) wahlweise a) durch ein dem Aufgabeanschluß (7) vorgeordnetes Aufgabebehältnis mit Sackware, b) durch einen drucklosen Vorratssilo mit anschließenden mechanischen Fördergeräten, c) durch einen ducklosen Vorratssilo mittels einer pneumatischen Förderanlage, und d) durch einen als Drucksilo ausgelegten Transportsilo erfolgen kann.
11. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, d a B das Mischwerkzeug des Durchlaufmischers (9) ein Fingerrührer in Ankerform mit zusätzlichen Fingern und Strombrechern ist.
12. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, d a ß das Mischwerkzeug des Durchlaufmischers (9) ein schnellaufender Schraubenrührer mit mehreren schrägflächigen Flügeln ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, d a B der Durchlaufmischer (9# ein stufenförmig ausgebildeter Kaskadenmischer ist.
14. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, d a ß der Durchlaufmischer (9) eine Schraubenmischpumpe ist.
15. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, d a ß die Steuerungseinrichtungen (11, 13, 14) auf beliebige Art wirksam verbunden sind
16. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, d a B die Dosierschnecke (5) für die Kalkhydrataufgabe (3) in dem Durchlaufmischer (9), unabhängig von der Wasseraufgabe (10) in den Durchlaufmischer, separat abschaltbar ist.