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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Prüfen des Entwässerungsverhaltens von Schlämmen, insbesondere Klärschlämmen. Aus Chem.-Ing.-Techn. 51 (1979) Nr. 6, S. 684 bis 685, ist bereits eine Labormethode zur Bestimmung des Entwässerungsverhaltens von biologischen Schlämmen bekannt geworden, bei welcher die Schlammprobe mit dem zu prüfenden Entwässerungshilfsmittel zunächst unter festgelegten Bedingungen vorbehandelt wird und hierauf der konditionierte Schlamm in einem ersten Messschritt der Schwerkraftfiltration unterworfen wird, wobei der Filtratanfall nach bestimmten Zeitintervallen ermittelt wurde. Auf diese Weise konnte eine erste Aussage über das Entwässerungsverhalten unter Einwirkung der Schwerkraft gemacht werden.
Gemäss diesem bekannten Vorschlag wurde anschliessend an diese erste Schwerkraftentwässerung unter Anlegen eines Vakuums weiter entwässert. Mit den so erhaltenen Messwerten sollte die Dosierung von Entwässerungshilfsmittelmengen verbessert werden. Eine Aussage darüber, welche der marktgängigen Entwässerungsvorrichtungen für bestimmte Schlammarten besser geeignet sind, lässt sich aus dieser Labormethode nicht gewinnen.
Für die Entwässerung von Schlämmen kommen in grosstechnischem Massstab eine Reihe von verschiedenen Entwässerungsvorrichtungen in Betracht, wobei insbesondere Siebbandpressen oder Kammerfilterpressen genannt seien. Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass durch Wahl des geeigneten Pressentyps, sowie durch Einstellung von Spaltbreiten, sowie der Art, in welcher der Pressdruck auf die Siebbänder bzw. Filterbänder aufgebracht wird, verschiedene Schlämme auf überaus unterschiedliche Weise entwässert werden können.
So wurde beispielsweise festgestellt, dass bei manchen Schlammtypen eine grössere Anzahl von Linienberührungen zwischen gegenüberliegenden Presswalzen und damit regionalen hohen Pressdrücken auf die den Schlammkuchen einschliessenden Siebbänder vorteilhaft ist, während es bei andern Schlammtypen günstiger ist, mit möglichst grosser Umschlingung und entsprechendem Zug auf die Siebbänder die Entwässerungsleistung zu erhöhen.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine einfache Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher eine Abschätzung, welche Type der Entwässerungsvorrichtung für den jeweils einzusetzenden Schlamm in vorteilhafter Weise geeignet ist, ermöglicht wird. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung im wesentlichen darin, dass ein Pressstempel geführt und gegen einen insbesondere mit Durchbrechungen versehenen Bauteil anstellbar angeordnet ist, dass der, insbesondere mit Durchbrechungen versehene, Bauteil in einem Gehäuse lösbar angeordnet ist, dass die an diesen Bauteil anstellbare Stirnfläche des Pressstempels an einem mit dem Pressstempel lösbar verbundenen Bauteil vorgesehen ist, dass in der Kraftübertragung zwischen der Stirnfläche des Pressstempels und dem reversierbaren Antrieb des Pressstempels eine Druckmessvorrichtung angeordnet ist,
und dass an den, insbesondere mit Durchbrechungen versehenen Bauteil ein Auffanggefäss anschliessbar ist. Dadurch, dass ein mit Durchbrechungen versehener Bauteil, insbesondere eine mit Durchbrechungen versehene Fläche, in einem Gehäuse lösbar angeordnet ist, kann die für die Entwässerung wirksame Pressraumoberfläche der verschiedenen Entwässerungs-Maschinen- - Typen simuliert werden. Es wird beim Prüfen des Entwässerungsverhaltens auf die mit Durchbrechungen versehene Fläche ein Teil desjenigen Siebbandes bzw. Filterbandes aufgelegt, wie er in der Folge tatsächlich in der Siebband- oder Filterbandpresse eingesetzt werden soll. Die lösbare Anordnung des Bauteils bzw. der mit Durchbrechungen versehenen Fläche erlaubt den Austausch dieser Fläche gegen Flächen mit verschiedener Wölbung oder ebene Flächen.
Ebenso kann auch die Stirnfläche des Pressstempels mit Durchbrechungen ausgebildet sein und in weiten Grenzen für Testzwecke variiert werden. So ist beispielsweise bei Verwendung von einachsig gewölbten Flächen und ebenen oder entgegengesetzt einachsig gewölbten Stirnflächen des Pressstempels eine Linienberührung, wie sie bei einander gegenüberliegenden achsparallelen Walzen auftritt, erzielbar, während durch im gleichen Sinn einachsig gewölbte Flächen von Pressstempel und mit. Durchbrechungen versehener Fläche eine flächige Pressung, wie sie durch Zug auf die Siebbänder einstellbar ist, verwirklichbar ist.
Dadurch, dass in der Kraftübertragung zwischen der Stirnfläche des Pressstempels und dem Antrieb des Stempels eine Druckmessvorrichtung angeordnet ist, lässt sich eine exakte Überwachung des eingestellten Druckes erzielen und die jeweils in der Zeiteinheit bzw. dem Messzeitraum ausgepresste Flüssigkeit lässt sich durch Messung des Volumens im Auffanggefäss bestimmen.
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Um ein Zurücktreten des austretenden Stoffwassers in den Bereich zwischen den zwei Sieboder Filterbändern zu verhindern, ist es vorteilhaft, wenn die Stirnfläche des Pressstempels mit Nuten, vorzugsweise einander schneidenden Nuten, welche zu den Rändern der Stirnfläche offen sind, versehen ist. Eine derartige Ausbildung ist insbesondere dann wichtig, wenn sowohl die Stirnfläche des Pressstempels als auch die mit Durchbrechungen versehene Fläche des im Gehäuse lösbar angeordneten Bauteils eben oder einachsig gewölbt ausgebildet ist, wobei die Wölbungen der beiden miteinander zusammenwirkenden Flächen gleichsinnig sind.
In diesem Fall soll das Entwässerungsverhalten bei grosser Umschlingung der Entwässerungstrommeln durch die Siebbänder simuliert werden und es kann gleichzeitig durch Variation der Schlammkuchendicke ermittelt werden, bei welchen Kuchendicken die wirtschaftlichste Entwässerung möglich ist. Es hat sich gezeigt, dass sich manche Schlämme bei grösserer Schichtstärke zwischen den Siebbändern leichter entwässern lassen als bei geringeren Schichtstärken, und eine diesbezügliche Überprüfung ist für die Dimensionierung der wirtschaftlich einzusetzenden Siebbandpresse von besonderem Vorteil.
Die Ausbildung kann hiebei so getroffen sein, dass die einachsige Wölbung der Stirnfläche des Pressstempels gleichsinnig mit der Wölbung der mit Durchbrechungen versehenen Fläche ausgebildet ist, wobei der Krümmungsradius der Wölbung der Stirnfläche um den Betrag einer vorbestimmten Schichtstärke grösser gewählt ist als der Krümmungsradius der einachsigen Wölbung der mit Durchbrechungen versehenen Fläche.
Bei Verwendung einachsig zylindrisch gewölbter Stirnflächen des Pressstempels sowie einachsig, zylindrisch gewölbter mit Durchbrechungen versehener Flächen muss eine Verdrehung des Pressstempels relativ zur mit Durchbrechungen versehenen Fläche des im Gehäuse lösbar angeordneten Bauteils ausgeschlossen werden, um über die gesamte Querschnittsfläche vergleichbare Verhältnisse einzustellen. Hiebei genügt es, dass der Pressstempel lediglich in einer Ebene, und bei einachsig gewölbt ausgebildeter Stirnfläche des Pressstempels und/oder der mit Durchbrechungen versehenen Fläche in einer Radialebene der Wölbung, in Anstellrichtung verschieblich geführt ist. Es kann somit bei einer derartigen Ausbildung die Stirnfläche des Pressstempels ohne weiteres geringfügig in Umfangsrichtung der Wölbung ausweichen, wobei lediglich eine Verdrehung verhindert wird.
Auf diese Weise wird wieder ein möglichst gleichmässiger Flächendruck über die gesamte Pressfläche sichergestellt. Auch bei dieser Prüfung kann der Schlamm zwischen zwei Sieboder Filterbändern eingeschlossen werden, um möglichst wirklichkeitsnahe Testbedingungen zu erzielen.
Die Ausbildung kann so getroffen sein, dass der Antrieb des Pressstempels mit einstellbarer Anstellgeschwindigkeit ausgebildet ist. Aus der Geschwindigkeit zum Erreichen eines vorbestimmten Anpressdruckes lassen sich eine Reihe von Rückschlüssen für die richtige Einstellung der Walzen einer Siebbandpresse gewinnen und es lässt sich auch auf diese Weise die Entwässerungsleistung der später einzusetzenden Presse durch geeignete Einstellung optimieren. Vor allem aber lässt diese Bestimmung eine Aussage zu, ob und in welchem Mass in einer Presse mit Druckerhöhung gearbeitet werden soll und mit welcher Geschwindigkeit die Siebbänder oder Filterbänder in einer Presse betrieben werden sollen.
In besonders einfacher Weise ist die Druckmessvorrichtung als zwischen dem die Stirnfläche tragenden Bauteil und dem Pressstempel angeordnete Druckmessdose ausgebildet, an welche ein Druckmesser, wie z. B. ein Manometer, angeschlossen ist. Auf diese Weise ergibt sich eine einfache, billige und betriebssichere Konstruktion, mit welcher auch kleine Druckänderungen exakt gemessen werden können.
Zur Überprüfung, ob ein bestimmter Schlamm besser in einer Kammerfilterpresse als in einer Siebbandpresse entwässert werden kann, kann in der gleichen Einrichtung ein Bauteil eingesetzt werden, welcher als Kammer ausgebildet ist, wobei Durchbrechungen im Mantel der Kammer und/oder der Stirnfläche derselben angeordnet sind. Hiebei ist es vorteilhaft, wenn die Stirnfläche der Kammer in Querschnittsfläche und Querschnittsform gleich der oder grösser als die Stirnfläche des Stempels ist. Auch bei einer derartigen Ausbildung kann das in der Zeiteinheit ausgepresste Volumen durch Messen des Volumens der Flüssigkeit im Auffanggefäss ermittelt werden.
Als zusätzliches Kriterium kann bei all diesen Einrichtungen auch noch das Entwässerungsverhalten unter der Schwerkraft herangezogen werden, welches eine gute Ergänzung zu den auf diese Weise bestimmten Werten darstellt.
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Bei den einzelnen Versuchen kann durch Einsatz verschiedener Flockungshilfsmittel das jeweils günstigste Flockungshilfsmittel ermittelt werden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird nachfolgend an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In dieser zeigen Fig. l einen Schnitt durch die erfindungsgemässe Vorrichtung entsprechend der Linie I-I der Fig. 2, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen abgewandelten Einsatzbauteil, und Fig. 4 eine weitere Ausgestaltung des im Gehäuse lösbar festgelegten Bauteils sowie der Stirnfläche des Pressstempels.
In Fig. l ist ein Gehäuse --1-- der Prüfeinrichtung dargestellt. Ein Pressstempel --2-- ist unter Zwischenschaltung einer Druckmessdose --3-- mit einem die Stirnfläche tragenden Bauteil - verbunden. Der die Stirnfläche tragende Bauteil --4-- weist einen Führungsbolzen --5-auf, welcher in der durch den Doppelpfeil 6 angedeuteten Verschieberichtung in einem Langloch --7-- des Gehäuses --1-- verschieblich ist und damit eine Verdrehsicherung und Führung des Pressstempels --2-- darstellt. Der Antrieb des Pressstempels --2-- ist nicht dargestellt und kann in einfacher Weise als hydraulischer, elektrischer und/oder als mechanischer Spindeltrieb ausgebildet sein.
Der Pressstempel --2-- ist hiebei auf die Antriebsstange --8-- aufgeschraubt und kann somit zum Zwecke des Austausches der Druckmessdose oder des Austausches des Bauteils - leicht gemeinsam mit dem Bauteil --4-- abgenommen werden. Die Stirnfläche --9-- des Pressstempels weist Nuten --10-- auf. welche an den Seiten der Stirnflächen offen münden, so dass nach oben ausgepresstes Wasser über diese Nuten abfliessen kann.
Im Boden des Gehäuses ist auf einem Trägervorsprung --11-- eine mit Durchbrechungen versehene Fläche --12-- vorgesehen, deren Durchbrechungen mit --13-- bezeichnet sind. Die in diesem Fall verwendete einachsig gewölbte, mit Durchbrechungen versehene Fläche --12-- ist unter
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die Messung auf diese mit Durchbrechungen versehene Fläche --12-- ein Teil eines Siebbandes - aufgelegt, welches im Material dem in einer Siebbandpresse tatsächlich einzusetzenden Siebband entspricht. Die Schlammaufgabe kann durch eine seitliche Durchbrechung des Gehäuses-l- erfolgen, wobei der aufgebrachte Schlamm mit --16-- bezeichnet ist und wieder durch ein weiteres Stück eines Sieb- oder Filterbandes --15-- abgedeckt wird.
Im Boden des Gehäuses-l-ist ein Auffanggefäss --17-- angeordnet, welches in einfacher Weise seitlich herausgenommen werden kann.
In Fig. 2 ist die an die Druckmessdose --3-- angeschlossene Anzeigevorrichtung, nämlich ein Manometer --18--, ersichtlich. Die Einrichtung ist an den Seiten --19-- offen, so dass die Druckmessdose leicht abgelesen werden kann und die Aufgabe von zu untersuchendem Schlamm ohne weiteres möglich ist. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind quer zu den Nuten --10-- verlaufende Nuten --20-- in der Stirnfläche --9-- des Pressstempels --2-- vorgesehen, um eine Abförderung des ausgepressten Wassers zu erleichtern. Der die Stirnfläche --9-- tragende Bauteil --4-- ist über eine flexible Wand --21-- mit dem Pressstempel --2-- verbunden, so dass der tatsächlich auf den Bauteil --4-- aufgebrachte Pressdruck von der Druckmessdose --3-- übertragen und gemessen wird. Die Wandstärke bzw.
Stabilität dieser flexiblen Wand-21-- muss hiebei lediglich so bemessen sein, dass sie das Gewicht des Bauteils --4-- sowie der Druckmessdose --3-- samt Manometer --18-- tragen kann.
An Stelle des in Fig. 1 und 2 gezeigten Bauteils --22-- mit von Bohrungen --13-- gebildeten Durchbrechungen versehener Fläche --12-- können stangenförmige bzw. aus miteinander verschweissten Stegen gebildete Flächen eingesetzt werden und es können ebenso kammerartige oder trogartige Einsätze auf die Trägervorsprünge --11-- aufgelegt werden. Weitere Ausgestaltungen dieses im Gehäuse lösbar festgelegten Bauteils --22-- sind in Fig. 3 und 4 dargestellt. Die Durchbrechun- gen --13-- können bei der Ausgestaltung nach Fig. 3 lediglich in der Mantelfläche angeordnet sein, wobei die Stirnfläche --12-- des Bauteils --2-- frei von Durchbrechungen gehalten werden kann.
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The invention relates to a device for testing the dewatering behavior of sludge, in particular sewage sludge. From Chem.-Ing.-Techn. 51 (1979) No. 6, pp. 684 to 685, a laboratory method for determining the dewatering behavior of biological sludges has already become known, in which the sludge sample is first pretreated with the dewatering aid to be tested under specified conditions and then the conditioned sludge in one the first measurement step is subjected to gravity filtration, the amount of filtrate being determined after certain time intervals. In this way, a first statement about the drainage behavior under the influence of gravity could be made.
According to this known proposal, this first gravity drainage was then further drained by applying a vacuum. With the measurement values obtained in this way, the dosing of amounts of drainage aids should be improved. A statement about which of the commercially available drainage devices are more suitable for certain types of sludge cannot be obtained from this laboratory method.
For the dewatering of sludges, a number of different dewatering devices come into consideration on an industrial scale, in particular sieve belt presses or chamber filter presses being mentioned. It has been shown in practice that by selecting the suitable press type and by adjusting the gap widths and the way in which the pressing pressure is applied to the sieve belts or filter belts, different sludges can be dewatered in very different ways.
For example, it was found that with some sludge types a larger number of line contacts between opposing press rolls and thus high regional pressures on the sieve belts enclosing the sludge cake is advantageous, while it is cheaper with other sludge types, with the largest possible looping and corresponding tension on the sieve belts Increase drainage capacity.
The invention now aims to provide a simple device of the type mentioned at the beginning, with which an estimate of which type of dewatering device is advantageously suitable for the particular sludge to be used is made possible. To achieve this object, the invention essentially consists in that a press ram is guided and arranged such that it can be positioned against a component, in particular with openings, and that the component, in particular with openings, is detachably arranged in a housing such that the end face which can be set on this component the press ram is provided on a component detachably connected to the press ram that a pressure measuring device is arranged in the force transmission between the end face of the press ram and the reversible drive of the press ram,
and that a collecting vessel can be connected to the component, in particular with openings. Because a component provided with openings, in particular a surface provided with openings, is detachably arranged in a housing, the surface of the various dewatering machine types that is effective for dewatering can be simulated. When checking the dewatering behavior, part of the sieve belt or filter belt is placed on the surface provided with perforations as it is actually supposed to be subsequently used in the sieve belt or filter belt press. The detachable arrangement of the component or of the surface provided with openings enables this surface to be exchanged for surfaces with different curvatures or flat surfaces.
Likewise, the end face of the press ram can be formed with openings and can be varied within wide limits for test purposes. For example, when using uniaxially curved surfaces and flat or oppositely uniaxially curved end faces of the press ram, a line contact, as occurs with opposing axially parallel rollers, can be achieved, while uniaxially curved surfaces of press rams and with in the same sense. Perforations provided surface a surface pressure, as can be achieved by pulling on the sieve belts, can be realized.
Because a pressure measuring device is arranged in the power transmission between the end face of the press ram and the drive of the ram, exact monitoring of the set pressure can be achieved and the liquid squeezed out in each unit of time or the measuring period can be measured by measuring the volume in the collecting vessel determine.
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In order to prevent the emerging material water from receding into the area between the two screen or filter belts, it is advantageous if the end face of the press ram is provided with grooves, preferably intersecting grooves, which are open to the edges of the end face. Such a design is particularly important if both the end face of the press ram and the perforated surface of the component which is detachably arranged in the housing are flat or uniaxially curved, the curvatures of the two interacting surfaces being in the same direction.
In this case, the drainage behavior should be simulated when the drainage drums are wrapped around the sieve belts and the thickness of the sludge cake can be determined at which cake thicknesses the most economical drainage is possible. It has been shown that some sludges can be more easily dewatered with a thicker layer between the sieve belts than with thinner layer thicknesses, and a check in this regard is of particular advantage for the dimensioning of the sieve belt press that can be used economically.
The design can be such that the uniaxial curvature of the end face of the press ram is designed in the same direction as the curvature of the surface provided with openings, the radius of curvature of the curvature of the end face being chosen to be greater than the radius of curvature of the uniaxial curvature by the amount of a predetermined layer thickness the area provided with perforations.
When using uniaxially cylindrically curved end faces of the press ram and uniaxially, cylindrically curved surfaces with openings provided, rotation of the press ram must be excluded relative to the perforated surface of the component detachably arranged in the housing in order to set comparable conditions over the entire cross-sectional area. It is sufficient for the press ram to be displaceably guided in the adjustment direction only in one plane, and in the case of a front face of the press ram that is curved in one axis and / or the surface provided with perforations in a radial plane of the curvature. With such a configuration, the end face of the press ram can thus easily deviate slightly in the circumferential direction of the curvature, only twisting being prevented.
This ensures that the surface pressure is as uniform as possible over the entire pressing surface. In this test, too, the sludge can be enclosed between two sieve or filter belts in order to achieve test conditions that are as realistic as possible.
The design can be such that the drive of the press ram is designed with an adjustable setting speed. From the speed to reach a predetermined contact pressure, a number of conclusions can be drawn for the correct setting of the rolls of a belt press and it is also possible in this way to optimize the dewatering performance of the press to be used later by suitable setting. Above all, however, this provision allows a statement to be made as to whether and to what extent work should be carried out in a press with increased pressure and at what speed the screen belts or filter belts should be operated in a press.
In a particularly simple manner, the pressure measuring device is designed as a pressure measuring cell arranged between the component carrying the end face and the press ram, to which a pressure gauge, such as, for. B. a manometer is connected. This results in a simple, cheap and reliable construction, with which even small changes in pressure can be measured precisely.
To check whether a particular sludge can be better dewatered in a chamber filter press than in a belt filter press, a component which is designed as a chamber can be used in the same device, openings being arranged in the jacket of the chamber and / or the end face thereof. It is advantageous if the end face of the chamber in cross-sectional area and cross-sectional shape is equal to or larger than the end face of the stamp. Even with such a design, the volume squeezed out in the time unit can be determined by measuring the volume of the liquid in the collecting vessel.
As an additional criterion, the drainage behavior under gravity can also be used in all these facilities, which is a good addition to the values determined in this way.
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In the individual experiments, the most favorable flocculant can be determined by using different flocculants.
The device according to the invention is explained in more detail below with reference to an embodiment shown in the drawings. 1 shows a section through the device according to the invention along line II of FIG. 2, FIG. 2 shows a section along line II-II of FIG. 1, FIG. 3 shows a modified insert component, and FIG. 4 shows another Design of the component releasably fixed in the housing and the end face of the press ram.
In Fig. 1 a housing --1-- of the test device is shown. A press ram --2-- is connected to a component supporting the end face with the interposition of a pressure cell --3--. The component --4-- supporting the end face has a guide pin --5-, which is displaceable in the direction of displacement indicated by the double arrow 6 in an elongated hole --7-- of the housing --1-- and thus an anti-rotation device and Guidance of the press ram --2-- represents. The drive of the press ram --2-- is not shown and can be designed in a simple manner as a hydraulic, electrical and / or as a mechanical spindle drive.
The press ram --2-- is screwed onto the drive rod --8-- and can therefore be easily removed together with the component --4-- for the purpose of replacing the pressure cell or replacing the component. The end face --9-- of the press ram has grooves --10--. which open on the sides of the end faces, so that water squeezed out can flow off via these grooves.
In the bottom of the housing there is a perforated surface --12-- on a support projection --11--, the perforations of which are designated by --13--. The uniaxially curved, perforated surface --12-- used in this case is below
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the measurement is placed on this perforated surface --12-- part of a sieve belt - which corresponds in material to the sieve belt actually to be used in a sieve belt press. The sludge can be fed through a side opening in the housing-l-, whereby the applied sludge is labeled --16-- and is covered again by another piece of a sieve or filter belt --15--.
A collecting vessel --17-- is arranged in the bottom of the housing-l-and can be easily removed from the side.
2 shows the display device, namely a pressure gauge --18-- connected to the pressure cell -3--3. The device is open on the sides --19--, so that the pressure cell can be easily read and the sludge to be examined can be fed in easily. As can be seen from FIG. 2, grooves --20-- running across the grooves --20-- are provided in the end face --9-- of the press ram --2-- in order to facilitate removal of the pressed water. The component --4-- bearing the end face --9-- is connected to the press ram --2-- via a flexible wall --21--, so that the actual pressure of .4-- applied to the component --4-- the load cell --3-- is transferred and measured. The wall thickness or
The stability of this flexible wall-21-- must only be such that it can support the weight of the component --4-- and the pressure cell --3-- including the pressure gauge --18--.
Instead of the component --22-- shown in FIGS. 1 and 2 with surface --12-- provided with openings --13-- formed by bores - rod-shaped surfaces or surfaces formed from welded-together webs can be used and chamber-like surfaces can also be used or trough-like inserts are placed on the carrier projections --11--. Further refinements of this component --22-- releasably fixed in the housing are shown in FIGS. 3 and 4. In the embodiment according to FIG. 3, the openings --13-- can only be arranged in the lateral surface, the end surface --12-- of the component --2-- being able to be kept free of openings.