Verfahren und Vorrichtung zur Rückgewinnung von Fasern aus verdünnten Fasersuspensionen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Rückgewinnung von Fasern aus verdünnten Fasersuspensionen, wie zum Beispiel Abwasser von Papier maschinen.
Zur Konzentrierung von Fasersuspensio nen ist es bekannt, die Suspension in eine rotierende Siebtrommel einzuführen. Die Fa sern setzen sieh dabei in der Form einer Sehieht an der Innenseite des aus einem Drahtsieb bestehenden Trommelmantels ab, und durch zweckmässige Anordnungen wird alsdann diese Schicht allmählich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels vom Sieb abgelöst und aus der Trommel entfernt. Bei Verwendung einer solchen Vorrichtung zur Rückgewinnung von Fasern aus Abwässern und andern ver dünnten 'Suspensionen passieren aber die meisten feinen h'asern zu Beginn durch das Drahtsieb, bis sich eine filternde Faserschicht an der Innenseite des Drahtsiebs gebildet hat.
Dadurch geht. eine gewisse Menge Fasersub stanz verloren, und die gefilterte Flüssigkeit ist während dieser Zeit nicht. ausreichend ge reinigt., bevor sie den Abflussleitungen der Fabrik zugeleitet wird. Ein allzu feinmaschi ges Drahtsieb zu verwenden, ist deswegen nicht möglich, weil die Kapazität der Vorrich tung dadurch in hohem Masse. vermindert würde.
Der obige :Nachteil wird nach dem erfin dungsgemässen Verfahren dadurch beseitigt, da.ss ein feinverteilter Luftstrom in die Faser suspension eingeblasen und: an die Stelle ge leitet wird, wo der aus einem Drahtsieb be stehende Trommelmantel bei der Rotation in die Flüssigkeit eintaucht, wodurch grössere, von kleinen Luftblasen getragene Fasern sich zuerst am Drahtsieb absetzen und so eine Filterschicht bilden.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens besteht aus einer horizontalen, drehbaren -Siebtrommel, die mit einem axialen Einlass für die zu fil ternde Flüssigkeit. und einem axialen Auslass für den konzentrierten Faserstoff versehen ist, wobei ein innerhalb der Trommel ange- brachter, an den Auslass angeschlossener Trichter vorgesehen ist, um den kornzentrier ten Faserstoff zu sammeln,
der oberhalb des Flüssigkeitsspiegels von der Innenseite des ein Drahtsieb aufweisenden Trommelmantels entfernt worden ist. Die erfindungsgemässe Vorrichtung kennzeichnet, sich durch ein Leit- organ, das über dem Flüssigkeitseinlass in axialer Richtung der Trommel angebracht und schräg mach oben und aussen zur Innen seite der Trommel gerichtet. ist, und dass eine Vorrichtung zum Einführen eines feinver teilten Luftstroms in die Flüssigkeit vorge sehen ist, um gröbere Fasern entlang der Unterseite des Leitorgans zum Trommelmantel zu transportieren.
Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung werden im folgenden mit. Hin weis auf die beigefügte. Zeichnung näher beschrieben, wo, Fig.1 und 2, eine zweckmässige Ausführungsform der Vorrichtung in Längs schnitt bzw. Querschnitt entlang den Linien I-1 der Fig.2 bzw. II-II der Fig.1 zeigen.
Eine Siebtrommel 3 ist. in einem Gefäss 4 montiert, das mit. einem in der Nähe des Bodens angebrachten Auslass 5 versehen ist. Die Siebtrommel besteht. aus zwei dichten, kreisförmigen, mittels Leisten 7 verbundenen Stirnscheiben ss und einem von diesen getra genen Drahtsieb 8, das zum Beispiel 40 Ma schen pro em2 haben kann. Naben 9, die an je einer Stirnscheibe angeordnet sind, sind auf zwei miteinander fluchtenden, horizon talen Rohren 10 und 11 gelagert, die zwei entgegengesetzte Wände des Gefässes durch dringen.
Die Trommel rotiert vorzugsweise mit geringer Umlaufgeschwindigkeit, und zu diesem Zweck kämmt ein an einer .Stirn scheibe befestigter Zahnkranz<B>12.</B> mit einem Ritzel 13, das auf einer die Wand des Ge fässes durchdringenden Antriebswelle 14 be festigt ist.
Das eine Rohr 10 dient zum Zuführen der Fasersuspension in das Innere der Sieb trommel und hat zu diesem Zwecke eine. Ein lassöffnung 15, die ungefähr an der Mitte der Trommel angebracht und schräg nach unten derjenigen Seite des Rohres zu gerichtet. ist, die der bei der Rotation nach unten zu laufenden Trommelfläche zugekehrt ist. Eine ungefähr radial angeordnete, nach innen zum Zentrum der Trommel sich neigende Leitplatte 1'6 ist mit ihrer innern Kante an den beiden Rohren 10 und 11 oberhalb der Öffnung 15 befestigt und endet mit ihrer äussern Kante etwas innerhalb der Leisten 7.
Die Leitplatte er streckt sich nahezu entlang der ganzen in- nern Länge der 'Trommel und wird von zwei Konsolen 17 getragen, die ebenfalls an den Rohren 10 und 11 befestigt sind.
Eine mit einem Absperrventil 18 versehene, mit einer Druckluftquelle verbundene Leitung 19 ist an eine Spritzdüse 20 angeschlossen, die in das Rohr 10 ausserhalb des Gefässes 4 eingesetzt ist. Alternativ kann feinverteilte Luft in Mischung mit einer Suspension von gröberen Fasern zugeführt- werden. In diesem Fall mündet eine Flüssigkeitsstrahlpumpe 21 in das Rohr 10 ausserhalb des Gefässes. Die Fasersuspension wird der Strahlpumpe aus einer Bütte mittels einer nicht gezeigten Pumpe zugeführt, und die Luft. wird dabei durch den Einla.ss 22 mitgerissen.
Zum Zu führen von gröbere Fasern enthaltender Flüs sigkeit kann ferner entlang dem Trommel umfang oberhalb der Leitplatte 16 eine Rinne angebracht. sein, die sich nach aussen dem Drahtsieb zu neigt. und durch eine durch das Rohr 11 eingeführte Leitung 2;4 mit einem Materialgefäss über eine nicht gezeigte Pumpe verbunden ist.
Die Siebtrommel 3 rotiert gemäss Fig. '? entgegengesetzt dem Uhrzeigersinne mit nied rigerer Geschwindigkeit. Beispielsweise kann eine Trommel von etwa 2 m Durchmesser mit einer Geschwindigkeit von etwa einer Umdre hung pro Minute rotieren, das heisst. sie hat eine Umfangsgeschwindigkeit. von etwa 6 m pro Minute. Die in die Flüssigkeit eingeführ ten Luftblasen haften an den gröberen Fasern und Faserklumpen, und beim Ausströmen durch die Öffnung<B>115</B> steigen somit diese Fasern nach oben und strömen der Unterseite der Leitplatte 16 entlang nach aussen zum Umfang der Trommel, wo sie am Drahtsieb in der Form einer porösen Schicht haften bleiben.
Diese am Drahtsieb unmittelbar un terhalb des Flüssigkeitsspiegels gebildete Fa serschicht hat ein sehr gutes Filtervermögen und hält die in der Flüssigkeit befindlichen, feineren Fasern wirksam zurück.
Die aus dem Drahtsieb austretende, ge filterte Flüssigkeit wird in dem die Trommel umgebenden @CTefäss 4 gesammelt und durch den Auslass 5 abgeleitet. Der Flüssigkeits spiegel innerhalb der Trommel wird mittels eines in diesem Auslass eingesetzten Ventils 25 eingestellt.
Die oben erwähnten Leisten 7 dienen zum Mitnehmen der an dem nach oben bewegten Teil der Trommel befindlichen Faserschicht und sind zu diesem Zwecke etwas rinnen- förmig ausgebildet, wie aus F'ig. ?: erkennbar ist. Um nun die am obern 'Teil der 'Trommel angelangte Faserschicht vom Drahtsieb zu lösen, wird Druckluft verwendet, die gegen die Aussenseite der Trommel durch eine Reihe von Löchern '26 eines oberhalb und parallel zur Trommel angeordneten Rohres 27 strömt, das, an eine Druckluftleitung 28 angeschlos sen ist.
Die gelösten Fasern fallen in einen Sammeltriehter 29, dessen oberer, erweiter ter Teil sieh nahezu entlang der ranzen in- nern Länge der Trommel erstreckt. Das untere Ende des Trichters ist mit dem bereits er wähnten Rohr 7.1 verbunden, und durch die ses wird der konzentrierte Faserbrei einer nicht gezeigten Bütte zugeführt. Wenn ein bestimmter Teil des Drahtsiebes den Trichter passiert hat, wird es mit.
Wasser, das aus einem entlang der Trommel angeordneten Spritzrohr 30 austritt, gespült und dabei von noch anhaftenden Fasern befreit, die gege benenfalls die Masehen verstopfen könnten.
Wenn die zu filter=nde FasersiLspension eine zum Erreichen des erwünschten Filter effektes ausreichende Menge gröberer Fasern enthält, wird der feinverteilte Luftstrom mit Vorteil durch die Leitung 19 zugeführt. Ge wöhnlich enthält jedoch die betreffende Flüs sigkeit, beispielsweise Abwasser, hauptsächlich feinere Fasern, und es muss dann, wie er wähnt, eine kleinere Menge einer konzentrier teren Suspension gröberer, zur Bildung einer Filterschicht geeigneter Fasern zugesetzt wer den. Eine solche Fasersuspension kann bei spielsweise einer vor der Papiermaschine an geordneten Bütte entnommen werden.
Vor zugsweise wird dabei die gröbere Fasern ent haltende Flüssigkeit mittels der Strahlpumpe 21 zugeführt, wobei die erforderliche Luft menge gleichzeitig eingesaugt und mit dieser Flüssigkeit wirksam gemischt wird. Alterna tiv kann die gröbere Fasern enthaltende Sus pension durch die Leitung 24 der Rinne 23 zugeführt werden, deren niedriger Rand als Überlauf dient.. können beide Anordnungen gleichzeitig Vei@vendimg finden.
Um die durch die Erfindung erreichte Wirkung näher zu beleuchten, sei erwähnt, dass es früher selten gelungen ist, einen nied rigeren Fasergehalt als 30 bis 40 mg/1 in dem gefilterten Abwasser zu erreichen, obwohl schon seit langem eine bessere Reinigung an gestrebt wurde. Mit der oben beschriebenen Vorrichtung kann jedoch ohne Schwierigkeit der Fasergehalt des Abwassers bei ungefähr 10 mg/1, gehalten werden, und unter gewissen Bedingungen ist es sogar gelungen, den nied rigen Wert von 2 mg/1 zu erreichen, das heisst.
einen erheblich niedrigeren Gehalt an organi scher Substanz, als er gewöhnlich in natür lichen Rohwässern vorkommt.
Method and device for recovering fibers from dilute fiber suspensions The invention relates to a method and a device for recovering fibers from dilute fiber suspensions, such as waste water from paper machines.
To concentrate fiber suspensions, it is known to introduce the suspension into a rotating sieve drum. The fibers settle in the form of a sight on the inside of the drum shell consisting of a wire screen, and by appropriate arrangements this layer is then gradually detached from the screen above the liquid level and removed from the drum. When using such a device for the recovery of fibers from wastewater and other diluted suspensions, however, most of the fine fibers initially pass through the wire screen until a filtering fiber layer has formed on the inside of the wire screen.
This goes. a certain amount of fibrous substance is lost and the filtered liquid is not during this time. cleaned sufficiently before it is fed to the factory drains. To use an overly fine mesh wire screen is not possible because the capacity of the device is thereby to a large extent. would decrease.
The above disadvantage is eliminated by the method according to the invention that a finely divided air stream is blown into the fiber suspension and: is directed to the point where the drum shell consisting of a wire screen is immersed in the liquid during rotation, whereby Larger fibers, carried by small air bubbles, are first deposited on the wire screen and thus form a filter layer.
The device for carrying out the method according to the invention consists of a horizontal, rotatable screen drum, which has an axial inlet for the liquid to be filtered. and an axial outlet is provided for the concentrated pulp, a funnel attached inside the drum and connected to the outlet being provided in order to collect the grain-centered pulp,
which has been removed above the liquid level from the inside of the drum shell, which has a wire screen. The device according to the invention is characterized by a guide element which is attached above the liquid inlet in the axial direction of the drum and is directed obliquely above and outside towards the inside of the drum. is, and that a device for introducing a finely divided air stream into the liquid is easily seen to transport coarser fibers along the underside of the guide member to the drum shell.
The method and the device according to the invention are hereinafter referred to. Reference to the attached. Drawing described in more detail where, Fig.1 and 2, a useful embodiment of the device in longitudinal section or cross section along the lines I-1 of Fig.2 and II-II of Fig.1 show.
A sieve drum 3 is. mounted in a vessel 4 that with. an outlet 5 mounted near the bottom. The sieve drum consists. of two dense, circular end disks ss connected by means of strips 7 and a wire screen 8 supported by these, which can have, for example, 40 meshes per em2. Hubs 9, which are each arranged on a faceplate, are mounted on two aligned, horizon tal tubes 10 and 11, which penetrate two opposite walls of the vessel.
The drum preferably rotates at a low rotational speed, and for this purpose a toothed ring attached to a face plate meshes with a pinion 13 which is attached to a drive shaft 14 penetrating the wall of the vessel.
The one tube 10 is used to feed the fiber suspension into the interior of the sieve drum and has a for this purpose. A letting opening 15, which is attached approximately to the middle of the drum and directed obliquely downwards to that side of the tube. which faces the drum surface running downwards during rotation. An approximately radially arranged guide plate 1'6 inclining inwards towards the center of the drum is fastened with its inner edge to the two tubes 10 and 11 above the opening 15 and its outer edge ends somewhat inside the strips 7.
The guide plate extends almost along the entire inner length of the drum and is supported by two brackets 17 which are also attached to the tubes 10 and 11.
A line 19 which is provided with a shut-off valve 18 and is connected to a compressed air source is connected to a spray nozzle 20 which is inserted into the pipe 10 outside the vessel 4. Alternatively, finely divided air mixed with a suspension of coarser fibers can be supplied. In this case, a liquid jet pump 21 opens into the pipe 10 outside the vessel. The fiber suspension is fed to the jet pump from a vat by means of a pump, not shown, and the air. is carried along through the inlet 22.
To lead liquid containing coarser fibers can also be attached along the drum circumference above the guide plate 16, a channel. which is inclined to the outside of the wire screen. and is connected by a line 2; 4 introduced through the pipe 11 to a material container via a pump, not shown.
The sieve drum 3 rotates according to FIG. counterclockwise at a lower speed. For example, a drum with a diameter of about 2 m can rotate at a speed of about one revolution per minute, that is to say. it has a peripheral speed. of about 6 m per minute. The air bubbles introduced into the liquid adhere to the coarser fibers and fiber clumps, and when flowing out through the opening 115 these fibers rise upwards and flow along the underside of the guide plate 16 outwards to the circumference of the drum, where they adhere to the wire screen in the form of a porous layer.
This fiber layer formed on the wire screen immediately below the liquid level has a very good filtering capacity and effectively holds back the finer fibers in the liquid.
The filtered liquid emerging from the wire screen is collected in the container 4 surrounding the drum and drained through the outlet 5. The liquid level inside the drum is adjusted by means of a valve 25 inserted in this outlet.
The above-mentioned strips 7 serve to take along the fiber layer located on the part of the drum that is moved upwards and are, for this purpose, somewhat trough-shaped, as shown in FIG. ?: is recognizable. In order to loosen the fiber layer that has reached the upper part of the drum from the wire screen, compressed air is used, which flows against the outside of the drum through a series of holes 26 in a pipe 27 arranged above and parallel to the drum, which is connected to a compressed air line 28 is connected.
The loosened fibers fall into a collecting tray 29, the upper, extended part of which extends almost along the sack inside the drum. The lower end of the funnel is connected to the tube 7.1 already mentioned, and through this the concentrated pulp is fed to a vat, not shown. When a certain part of the wire screen has passed the funnel, it will with.
Water that emerges from a spray tube 30 arranged along the drum, rinsed and freed from fibers still adhering, which could possibly clog the Masehen.
If the fiber suspension to be filtered contains an amount of coarser fibers sufficient to achieve the desired filter effect, the finely divided air stream is advantageously fed through the line 19. Usually, however, the liquid in question, for example waste water, contains mainly finer fibers, and then, as he mentioned, a smaller amount of a concentrated suspension of coarser fibers suitable for forming a filter layer must be added. Such a fiber suspension can be removed from a chute arranged in front of the paper machine, for example.
Preferably before the coarser fibers ent holding liquid is fed by means of the jet pump 21, the required amount of air is sucked in at the same time and effectively mixed with this liquid. Alternatively, the suspension containing the coarser fibers can be fed through the line 24 to the channel 23, the lower edge of which serves as an overflow. Both arrangements can be found at the same time.
In order to shed light on the effect achieved by the invention, it should be mentioned that in the past it was rarely possible to achieve a lower fiber content than 30 to 40 mg / 1 in the filtered wastewater, although a better purification has long been sought. With the device described above, however, the fiber content of the waste water can be kept at approximately 10 mg / 1 without difficulty, and under certain conditions it has even been possible to achieve the low value of 2 mg / 1, that is to say.
a significantly lower content of organic matter than is usually found in natural raw water.