DE2522505B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Entwässern von Schlämmen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entwässern von Schlämmen gemäß dem deutschen Patent: P 23 51 097.6 mit oder ohne Zugabe von Fällungsmitteln unter Verwendung eines endlosen Siebbandes, auf welchem der Schlamm ausgebreitet wird, wobei der auf dem Siebband ausgebreitete Schlamm nacheinander eine erste Entwässerungszone zum Abtropfen des freien Wassers, eine zweite Entwässerungszone zum Abziehen des Schlammwassers nach unten und eine dritte Entwässerungszone unter kontinuierlich zunehmender Preßwirkung durchläuft, wobei in der Vorrichtung das Siebband in der Seihxone weitgehend freihängend geführt ist, in der Saugzone unterhalb des Siebbandes ein Stützelement und die Preßzone im Umlenkbereich des Siebbandes angeordnet ist.

Im Zusammenhang mit der Abwasserschlammentwässerung sind verschiedene Kombinationen einzelner Verfahrensschritte bekanntgeworden, und zwar Seihen und Saugen, Seihen und Pressen, Saugen und Pressen, Seihen und Walken sowie Seihen und Abziehen mittels eines Kapillarbandes und Pressen (DE-OS 22 44 044). Diese bekanten Verfahren und darauf beruhende Vorrichtungen sind mit dem Nachteil behaftet, daß sie entweder in ihrem Aufbau zu kompliziert sind oder bei Verwendung eines Siebbandes eine zu starke Verschmutzung desselben bewirken, so daß im Zusammenhang mit der Reinigung des Siebbandes neues Schlammwasser anfällt oder daß eine zufriedenstellende Entwässerung des Schlammwassers nicht möglich ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Entwässern von Schlamm gemäß der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der unter Verwendung einer Vorrichtung kurzer Baulänge und bei möglichst geringer Verschmutzung des Siebbandes ein hoher Entwässerungsgrad erzielt werden kann.

Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst,

daß bei dem Verfahren dem auf dem Siebband ausgebreiteten Schlamm nach der Preßzone innerhalb piiner vierten Entwässerungszone, einer Walkzone, durch eine Scherbeanspruchung des Schlammkuchens weiteres Wasser entzogen wird. Zur Lösung der Aufgabe hinsichtlich der Vorrichtung sind nach der Freßzone zur Bewirkung der Scherbeanspruchung im Schlammkuchen innerhalb der als die vierte Entwässerungszone ausgebildeten Walkzone hintereinander horizontal in Transportrichtung und vertikal gegeneinander versetzte Rollen mit zur Transportrichtung quer und horizontal liegenden Achsen angeordnet Durch diese Scherbeanspruchung, insbesondere nach dem Pressen des Schlammkuchens, kann in besonders vorteilhafter Weise in hohem Grade bis zu einem Trockenstoffgehalt von etwa 40% dem Schlammkuchen Restwasser entzogen werden, ohne daß dabei eine wesentliche Verschmutzung des die drei vorangegangenen Entwässerungszonen durchlaufenden Siebbandes sowie des zusätzlichen, ebenfalls zwischen den Rollen geführten Siebbandes erfolgt, da der Schlammkuchen jeweils nach dem Durchlaufen der vorangehenden Zone gerade die richtige Konsistenz für die darauffolgende Zone hat. In der Seihzone wird der flüssige Schlamm so ausgebreitet, daß ein luftdichter Abschluß für die Saugzone erreicht wird; in der Saugzone wird der Schlamm plastisch gemacht, damit er in der Preßzone ohne Nachteil starkem Druck zwischen zwei Filterbändern ausgesetzt werden kann; in der Preßzone wird der Schlamm so weit entwässert, daß er den starken Scherbeanspruchungen in der Walkzone ausgesetzt werden kann. Diese Wirkung der Walkzone kann noch erhöht werden, wenn die Entwässerung in dieser vierten Entwässerungszone bei unterschiedlicher, insbesondere in Transportrichtung zunehmender Schwerbeanspruchung in mehreren Schritten erfolgt.

Damit in vorteilhafter Weise die Wirkung und das Ausmaß der Scherbeanspruchung verändert werden kann, können die oberen Rollen und/oder die unteren Rollen quer und/oder längs zur Transportrichtung in Richtung auf die benachbarten Rollen verstellbar sein. Dabei können alle in Transportrichtung aufeinanderfolgenden Rollen verstellbar sein, so daß gegebenenfalls eine kontinuierlich zunehmende Scherbeanspruchung erfolgen kann. Damit die Gesamtvorrichtung zur Entwässerung von Schlämmen trotz der Anfügung einer vierten Entwässerungszone hinsichtlich ihrer Baulänge möglichst kurz ausgebildet ist, kann die vierte Entwässerungszone unterhalb der Saugzone angeordnet sein.

Weitere Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.

Der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels sind weitere Vorteile der Erfindung zu entnehmen.

Die Zeichnung zeigt eine schematische seitliche Ansicht einer Anlage gemäß der Erfindung als bevorzugte Ausführungsform einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Anlage besteht aus vier aufeinanderfolgenden Zonen, einer Seihzone 10, einer Saugzone 12, einer Preßzone 14 und einer Walkzone 15. Schlamm 16 wird über eine Mischeinrichtung 62 zugeführt. Die Mischeinrichtung 62 weist einen Antrieb für eine Mischschnecke auf, die den zugeführten Schlamm 16 mit Flockungshilfsmitteln 68 mischt. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß bei dieser neuen Anlage ein erheblich geringerer Bedarf an Flockuneshilfsmitteln erforderlich ist als bei herkömmlichen Anlagen.

Der mit Flockungshilfsmitteln 68 versetzte Schlamm 16 wird der Seihzone 10 aus der Mischeinrichtung 62 auf ein endloses Siebband 18 aufgetragen. Das Siebband 18 ist in diesem Bereich in Bewegungsrichtung leicht ansteigend angeordnet.

Eine Aufstreichvorrichtung 32 dient dem Zweck, den Schlamm auf dem Siebband 18 in Breite und Höhe gleichmäßig zu verteilen. Dadurch wird gleichzeitig erreicht, daß das Siebband 18, bevor es die Saugzone 12 erreicht, mit einer gleichmäßigen Schlammschicht geschlossen ist. Für diesen Zweck kann die Ausstreichvorrichtung 32 eine Walze sein. Diese Walze, die im bestimmten, einstellbaren Abstand zum Siebband angeordnet ist, kann entweder frei drehbar oder mit einem Antrieb verbunden sein, der sie in oder gegen die Transportrichtung des Siebbandes 18 drehen läßt, so daß ein verbessertes Verteilen und Aufstreichen des Schlammes 16 auf das Siebband 18 möglich ist. Die Aufstreichvorrichtung 32 befindet sich in Transportrichtung nahe am Ende der Seihzone 10.

In der Seihzone 10 wird das Siebband 18 als Seihtuch benutzt Das heißt, ein Teil des im Schlamm 16 enthaltenen Wassers kann allein durch seine eigene Schwerkraft durch das Siebband 18 frei hindurchdringen. Es wird drucklos gearbeitet, d. h., es wird weder von unterhalb des Siebbandes 18 gesaugt noch oberhalb des Schlamms gedrückt, wenn man von der Wirkung der Aufstreichvorrichtung 32 absieht. Diese Wirkung ist jedoch gering. Das durchtretende Wasser wird von einer Wanne 76 gesammelt und durch eine Leitung 78 oberhalb eines Sumpfes in einen Sumpf 56 geleitet.

Im Bereich der Seihzone 10 befindet sich für das Siebband 18 eine Spannwalze 80. In Transportrichtung schließt sich unmittelbar an die Seihzone 10 die Saugzone 12 an. Die Saugzone 12 besteht im wesentlichen aus einer Saugkammer 26, die völlig geschlossen ist. Nach oben hin trägt die Saugkammer 26 ein wasserdurchlässiges Stützelement 22, auf welchem das Siebband 18 hinweggleitet und hierbei den auf dem Siebband 18 ausgebreiteten Schlammkuchen hinwegtransportiert. Das Stützelement 22 kann ein Rost oder eine Lochplatte oder ein anderes geeignetes ebenes wasserdurchlässiges plattenförmiges Element mit beliebig geformten öffnungen 24 sein. Die Schlammkuchen dichtet die Saugkammer 26 über den Öffnungen 24 und den Durchgängen im Siebband 18 ab. Für eine seitliche Führung und Abdichtung sorgen beiderseits angeordnete elastische Dichtungsbänder, die an seitlichen Rahmen befestigt sind.

Zum Aufbau eines geringen Unterdrucks ist die Saugkammer 26 mit mindestens einer seitlichen Ansaugöffnung 52 versehen, an welche sich Saugleitungen 54 anschließen. Die öffnungen 52 befinden sich in erheblichem Abstand von einer unten befindlichen Auffangwanne 42, in welcher sich die abgesaugte Flüssigkeit sammeln kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß Flüssigkeit in die Ansaugöffnungen 52 gerät. Zum Aufbau des Unterdrucks dient eine über eine Leitung 87 angeschlossene nicht dargestellte Saugpumpe.

Das in der Auffangwanne 42 sich ansammelnde, von der Saugkammer 26 aus dem Schlamm 16 abgesaugte Wasser fließt mit Gefälle über einen Abfluß 40 in eine Leitung 43, die wiederum bis unter den Pegel des Sumpfes 56 führt, so daß infolge des in der Kammer 26 herrschenden Unterdrucks stehts ein Teil der Leitung 43, die rohrförmig, beispielsweise aus durchsichtigem Material, gestaltet sein kann, durch das aufsteigende

Filtrat gefüllt ist. Die Höhe dieses Anstiegs kann als Maß für die Bestimmung des in der Saugkammer 26 herrschenden Unterdrucks benutzt werden. Der Pegel im Sumpf 56 wird von einer Überlauföffnung 57 bestimmt.

Die Einzelheiten der sich unmittelbar an die Saugzone 12 anschließenden Preßzone 14 ergeben sich aus dem linken Teil der Zeichnung. In der Preßzone 14 wird das Siebband 18 um eine wasserundurchlässige Antriebswalze 20 verhältnismäßig großen Durchmessers umgelenkt.

Auf den durch die Seihzone 10 und Saugzone 12 vorentwässerten Schlamm legt sich ein Preßband 30 auf, das am Eingang der Preßzone 14 von einer Walze 28 in Transportrichtung zugeführt wird. Das Preßband 30 ist wasserdurchlässig, und es wird im vorliegenden Beispiel über insgesamt drei Walzen 28, 29, 31 geführt und vom Siebband 18 angetrieben. Im vorliegenden Beispiel nimmt die mittlere der drei Walzen, die Steuerwalze 29, eine feste Lage ein, und die Achse dieser Walze 29 kann als Stütz- und Schwenkachse für die Spannwalze 28 ausgebildet sein. Der Abstand der Achsen zwischen den Walzen 28 und 29 ist einstellbar, wodurch die Spannung des Preßbandes 30 einstellbar wird, und über die Verstellung dieser Spannung wird auch der Anpreßdruck auf die Antriebswalze 20 und damit auf das Siebband 18 und den zwischen Siebband 18 und Preßband 30 befindlichen Schlammkuchen einstellbar. Zusätzlich läßt sich die Achse der Spannwalze 28 im Sinne der Pfeile geringfügig in einer von der parallelen zum Siebband 18 einstellbaren Winkelstellung fixieren, um auf diese Weise den Schlammkuchen langsam und allmählich dem Preßvorgang zu unterwerfen.

Der Preßvorgang findet zwischen dem Siebband 18 und dem Preßband 30 im Bereich der Antriebswalze 20 statt, die wasserundurchlässig ist, wodurch die im Schlammkuchen noch vorhandene Feuchtigkeit durch das Preßband 30 hindurchtritt, um von der Wanne 76 aufgefangen zu werden.

Wie aus der Zeichnung deutlich hervorgeht, ist der Umschlingungswinkel des Preßbandes 30 um die Antriebswalze 20 kleiner als der Umschlingungswinkel des Siebbandes 18 um dieselbe Antriebswalze 20. So ist es in einfacher Weise möglich, den Schlammkuchen zunächst vom Siebband 18 und dann erst vom Preßband 30 zu lösen.

Innerhalb der Preßzone 14 kann das Preßband 30 auf der Rückführungsbahn, beispielsweise zwischen den Walzen 31 und 29, mit einer geeigneten Spülvorrichtung von anhaftenden Schlammteilen befreit werden. Es ist hier darauf hinzuweisen, daß dieser Spülvorgang mit wenig Wassermengen auskommt bzw. nur sporadisch vorgenommen werden muß, um eine vollständige Reinigung des Preßbandes zu erzielen, da der allmählich und stufenweise entwässerte Schlamm nicht dazu neigt, in die Öffnungen des Preßbandes 30 und auch die Öffnungen des Siebbandes 18 einzudringen und hierin anzuhaften.

In der Preßzone 14 entsteht aus dem Schlammkuchen entweder ein papierähnliches Band 17 oder ein bröckeliges Schlamm-Material, das über ein Siebband 175 leicht abgeführt werden kann, um es in geeigneter Weise in eine als vierte Entwässerungszone ausgebildete Walkzone 15 zu fördern.

Die Walkzone 15 weist längs des Siebbandes 18 eine Vielzahl von Rollen 178,179 auf, deren Achsen quer zur Förderrichtung des Siebbandes 18 angeordnet sind. Die Rollen 178,179 sind in Transportrichtung horizontal und vertikal derart zueinander versetzt angeordnet, daß das Siebband 18, welches zwischen den Rollen hindurchgeführt ist, während des Betriebs einen wellenförmigen Verlauf einnimmt. Zwischen den Rollen 178, 179 ist ein weiteres Siebband 175 geführt, welches ebenfalls im

ίο Betrieb einen wellenförmigen Verlauf einnimmt. Dieses Siebband 175 ist vor der Walkzone 15 sowie hinter dieser um Umlenkwalzen 184 herumgeführt. Auch dieses Siebband ist als endloses Siebband ausgeführt.

Nachdem der Schlammkuchen die Preßzone 14 durchlaufen und sich auf das Siebband 175 abgesetzt hat, wird der Schlammkuchen zusammen mit den beiden Siebbändern 18 und 175 zwischen den Rollen 178, 179 eingepreßt und in einer Wellenbewegung zwischen diesen hindurchgefördert. Dabei wird der Schlammkuchen nach der Druckbeanspruchung einer Scherbeanspruchung ausgesetzt und durchgewalkt, wodurch eine weitere Entwässerung des Schlammkuchens erfolgt. Das Siebband 175 wird infolge der Reibung durch das Siebband 18 mitgenommen, so daß sich ein eigener Antrieb des Siebbandes 175 ebenso wie beim Preßband 30 erübrigt. Das in der Walkzone 15 entzogene Wasser tropft unmittelbar in die Wanne 176, die integrierter Bestandteil der Gesamtvorrichtung ist, wodurch die mit einem Gehäuse 186 umgebene Gesamtvorrichtung an jedem beliebigen Ort als kompakte Baueinheit aufgestellt werden kann. Nach dem Durchlaufen der Walkzone 15 hebt sich der Schlammkuchen von der Endrolle 184 ab und legt sich auf ein Förderband 75, mit dem der optimal entwässerte Schlammkuchen abgeführt wird.

Damit der Grad der Scherbeanspruchung einstellbar ist, können die Rollen 178, 179 in vertikaler und horizontaler Richtung verstellbar ausgebildet sein. Insbesondere kann aber die Walkzone 15 in zwei oder mehr einzelne Stufen unterteilt sein, wobei die vertikale Versetzung der Rollen in der ersten Stufe geringer ist als in der zweiten Stufe, wodurch in der zweiten Stufe eine größere Scherbeanspruchung erfolgt als in der ersten Stufe. Am Ende der jeweiligen Stufen können die Rollen direkt aufeinander liegen, so daß nach der Scherbeanspruchung der Schlammkuchen durch eine Druckbeanspruchung wieder zusammengepreßt wird.

Das Siebband 18 wird schließlich hinter der Steuerwalze 79 zur anfänglichen Spannwalze 80 geführt, und hinter dieser Walze 80 beginnt das Siebband 18 aufs neue einen Kreislauf, der für einen kontinuierlichen Betrieb erforderlich ist.

Die Walkzone 15 kann auch als gesonderte Einheit mit eigenem Antrieb ausgebildet werden, die sich als Zusatzeinrichtung mit beliebigen anderen Schlammentwässerungsmaschinen kombinieren läßt.

Die wesentlichen Vorteile der vorliegenden Erfindung sind in der Kombination von vier aufeinanderfolgenden Stufen zu sehen, die alle vier mit wenig Aufwand, vor allen Dingen mit wenig Aufwand an Flockungshilfsmitteln und an Energie, eine allmähliche optimale Entwässerung herbeiführen, wobei das Filtratwasser und auch alle drei Filterbänder wenig verschmutzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum künstlichen Entwässern von Schlamm gemäß Patent P 23 51 097.6 mit oder ohne Zugabe von Fällungsmitteln unter Verwendung eines endlosen Siebbandes, auf welchem der Schlamm ausgebreitet wird, wobei der auf dem Siebband ausgebreitete Schlamm nacheinander eine erste Entwässerungszone zum Abtropfen des freien Wassers, eine zweite Entwässerungszone zum Abziehen des Schlammwassers nach unten und eine dritte Entwässerungszone unter kontinuierlich zunehmender Preßwirkung durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß dem auf dem Siebband (18) ausgebreiteten Schlamm (16) nach der Preßzone is (14) innerhalb einer vierten Entwässerungszone, einer Walkzone (15), durch eine Scherbeanspruchung des Schlammkuchens weiteres Wasser entzogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwässerung bei unterschiedlicher, insbesondere in Transportrichtung zunehmender Scherbeanspruchung in mehreren Schritten erfolgt

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der vierten Entwässerungszone der Schlammkuchen nach einem bestimmten Scherbeanspruchungsablauf gepreßt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlammkuchen in Transportrichtung in einer Wellenbewegung geführt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem endlosen Siebband, welches die vier Entwässerungszonen durchläuft, wobei in der Seihzone das Siebband weitgehend frei hängend geführt ist, in der Saugzone unterhalb des Siebbandes ein Stützelement und die Preßzone im Umlenkbereich des Siebbandes angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Preßzone (14) zur Bewirkung der Scherbeanspruchung im Schlammkuchen innerhalb der als vierte Entwässerungszone ausgebildeten Walkzone (15) hintereinander horizontal in Transportrichtung und vertikal gegeneinander versetzte Rollen (178,179) mit zur Transportrichtung quer und horizontal liegenden Achsen angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Rollen (178, 179) verlaufend sowohl das Siebband (18) als auch ein zusätzliches, um mindestens je eine Endrolle (184) umgelenktes Siebband (175) geführt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Siebband (175) ohne eigenen Antrieb mitgezogen wird.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Rollen (179) und.'oder die unteren Rollen (178) quer und/oder längs zur Transportrichtung in Richtung auf die benachbarten Rollen verstellbar sind.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (178, 179) in mindestens zwei Blöcken gemeinsam verstellbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des jeweiligen Rollenblocks die Rollen (178, 179) gegeneinanderdrückend angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Walkzone (15) unterhalb der Saugzone (12) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Auffangwanne (176) das in allen vier Entwässerungszonen (10, 12, 14, 15) entzogene Wasser auffängt

13. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Walkzone (15) entzogene Wasser unmittelbar und das in der Seihbzw. Saugzone (10 bzw. 12) entzogene Wasser über Rohrleitungen (43, 177) in die Auffangwanne (176) fließt

14. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Vorrichtung als transportable und jederorts aufstellbare Einheit (186) ausgebildet ist, in die die Auffangwanne (176) integriert ist

15. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Walkzone (15) als gesonderte Einrichtung mit eigenem Antrieb ausgebildet ist.