DE4032145C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß der im Ober­ begriff des Hauptanspruches genannten Art.

Eine bekannte Entwässerungsvorrichtung ist in der WO 88/07 501 veröffentlicht, welche mit einem ringförmigen Preßkolben arbeitet, der zwischen zwei ineinander angeordneten zylindrischen Filtern verschieblich angeordnet ist. Weiterhin ist gemäß der DE-OS 36 41 180 eine Vorrichtung bekannt, in deren Aufnahme­ kammer für den Schlamm Filterkerzen angeordnet sind, auf denen sich eine Abstreiferscheibe zum Abstreifen des entwässerten Schlammkuchens bewegen kann.

Von Nachteil bei diesen beiden Verfahren ist, daß sie dis­ kontinuierlich ablaufen und während des Ausschubhubes auf der Ausschubseite keine weitere Entwässerung stattfindet. Weiterhin ist speziell bei der letztgenannten Vorrichtung nach­ teilig, daß der frisch zugeführte Rohschlamm bereits ent­ wässerten Filterkuchen passieren muß bzw. ab einer bestimmten Füllmenge immer auf benutzte Filterflächen gelangt, was bei problematischen Schlämmen, die die Filteröffnungen verkleben können dazu führt, daß der Prozeß abgebrochen und die ge­ samte Charge zurückgepumpt werden muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, in dem der Schlamm während jedes Kolbenhubes vor- bzw. nachentwässert wird ohne den Arbeitsdruck der Schlammpumpe vermindern zu müssen und bei dem dem frisch zugeführten Rohschlamm eine ständig saubere Filterfläche zur Verfügung gestellt wird.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des ersten Patentanspruches vermittelt.

Von besonderem Vorteil bei diesem Verfahren ist, daß der frische Rohschlamm unmittelbar hinter dem sich weiter­ bewegenden Kolben zugeführt werden kann, wobei der Kolben die überstrichenen Filterflächen der Filterkerzen von daran anhaftenden und die sehr kleinen Filteröffnungen verschließenden Schlammablagerungen befreit, so daß dem eingepumpten Schlamm immer saubere Filterfläche zur Ver­ fügung steht. Weiterhin bietet der doppelseitig wir­ kende Kolben den Vorteil, diese Art der Schlammzuführung in beiden Bewegungsrichtungen des Kolbens zu realisieren, wodurch sich das Verfahren quasi kontinuierlich durch­ führen läßt und sich in jedem Betriebszustand entwässernder Schlamm in beiden Kammern befindet.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben.

Besonders vorteilhaft ist der Umstand, daß auch zur Be­ wegungsumkehr des Kolbens und zum Austragen des Schlamm­ kuchens der Arbeitsdruck der Schlammpumpe nicht herunter­ gefahren werden muß, so daß diese immer mit einem kon­ stanten Arbeitsdruck durchlaufen kann.

Da das Austragen des Schlammkuchens nicht gegen Atmos­ phärendruck, sondern einen gegenüber dem Pumpendruck nur etwas geringeren Druck, der zwischen zwei einstellbaren Extremwerten pendelt, vonstatten geht, wird dadurch, daß der Druck nicht bei jeder Füllung neu aufgebaut werden muß, sondern von Anfang an vorhanden ist, zum einen ein hoher Vorentwässerungsgrad erreicht und zum anderen ein hoher Entwässerungsgrad verwirklicht, und zwar da­ durch, daß der Schlammkuchen weiterhin unter Druck ge­ halten wird, so daß insgesamt eine lange wirksame Ver­ weilzeit des Schlammes in der Aufnahmekammer erreicht wird. Vorteilhaft ist dabei weiterhin die Homogenität des Schlammkuchens, da das Verfahren so gestaltet ist, daß die sich hinter dem Kolben aufbauenden Schlamm­ schichten ungefähr in der gleichen zeitlichen Reihen­ folge ihrer Entstehung wieder ausgetragen werden und so ein Schlammkuchen mit gleicher Feuchtigkeitsver­ teilung entsteht.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung eines Ausführungsbeispieles einer Vorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens, der Fig. 1, näher erläutert.

Zur Einleitung des Verfahrens wird in einer Vorstufe in einer der beiden leeren Kammern I, II, der Aufnahme­ kammer 25, beispielsweise in die Kammer I, mit über die Pumpe 5 mit Flockungsmittel versetzter Rohschlamm durch das geöffnete Ventil 1, die Schlammzuleitung 7 und das teleskopierbare Rohr 29 eingepumpt. Der Kolben 8 wird dabei bis zu einem mechanischem Anschlag in Richtung der leeren Kammer II, diese ständig verkleinert, geschoben.

Hat er diesen erreicht, wird so lange weiter Rohschlamm zugeführt, bis der gewünschte Betriebsdruck erreicht ist. Das dabei entstehende Filtrat 30 fließt durch die Filter­ kerzen 12 in die in den Behälterdeckeln 17, 18 angeordneten Sammelbehälter 13, 14 und wird anschließend über die Ab­ flüsse 15, 16 abgeführt.

Ist der Betriebsdruck von ca. 14 bis 16 bar erreicht, der von zwei jeweils im Deckelbereich der Kammer I und II an­ geordneten Drucksensoren bzw. Druckmeßgeräten aufgenommen und einer elektronischen Regeleinheit zugeführt wird, schließt das Ventil 1 und öffnet das Ventil 2 , so daß der frische Rohschlamm 21 durch das Ventil 2, die Schlamm­ zuleitung 9 und das teleskopierbare Rohr 28 in die Kammer II gelangt, bis dort ebenfalls Betriebsdruck erreicht wird. Der Druck in der nicht mit Rohschlamm beaufschlagten Kammer I, wird nun vom Kolben 8 erzeugt und dadurch auf­ rechterhalten, daß die mit dem Austragsstutzen 27 ver­ sehene Austragsöffnung 11 über ein Ventil 3 verschlossen ist. Erreicht der Druck in der Kammer I ein vorbestimmtes maximales Niveau, so öffnet das Ventil 3 so lange, bis dieser auf ein niedrigeres, ebenfalls vorbestimmtes minimales Niveau abgefallen ist, wonach durch den sich weiterbewe­ genden Kolben der Druck wieder bis zu seinem Maximum, das kleiner oder höchstens gleich dem maximalem Arbeits­ druck der Schlammpumpe 6 sein kann, aufgebaut wird und sich das Wechselspiel so lange fortsetzt, bis daß der Kolben 8 eine Endstellung erreicht hat und keinen weiteren Schlammkuchen mehr durch die Austragsöffnung 11 in den Austragsstutzen 27 und durch das Ventil 3 in den bereit­ stehenden Auffangbehälter 23 ausschieben kann. An­ schließend wird das Ventil 2 geschlossen und das Ventil 1 geöffnet und der Vorgang setzt sich in gleicher Weise in umgekehrter Reihenfolge kontinuierlich fort, wobei ein diskontinuierlicher Betrieb nicht ausgeschlossen ist, wenn längere Haltezeiten verwirklicht werden sollen. Der frische Rohschlamm 21 wird durch das Ventil 1 über die Schlammleitung 7 und das teleskopierbare Rohr 29 in die Kammer I gepumpt, wobei der Schlamm vorentwässert und der Kolben 8 den in Kammer II befindlichen vorent­ wässerten Schlamm nachentwässert, ebenfalls druckge­ regelt schubweise über die mit einem Ventil 4 versehene Austragsöffnung 10 in den Auffangbehälter 24 aus der Kammer II ausschiebt.

Der Kolben 8 erreicht abhängig von der Schlammkuchenbe­ schaffenheit und dem Entwässerungsgrad unterschiedliche Endstellungen in der Aufnahmekammer 25, da er gegen sich um die Austragsöffnungen 10, 11 bildende, schüttkegelartige Schlammablagerungen 22 aufläuft.

Der jeweils in Kolbennähe und auf der der Bewegungsrich­ tung des Kolbens 8 entgegengesetzten Seite zugeführte Rohschlamm 21 entwässert an dem ihm dort zur Verfügung gestellten Filterflächen vor und lagert sich schicht­ weise hinter dem sich weiterbewegenden Kolben 8 an, der den in der anderen Kammer befindlichen nachentwässernden Schlamm in den den Austragsöffnungen 10, 11 nächstgelegenen Schichten schubweise ausschiebt, so daß alle Teilschichten ungefähr gleichlange vor- und nachentwässert werden.

Die Schlammzuführung erfolgt über teleskopierbare Rohre 28, 29, die von beiden Stirnseiten der Aufnahmekammer 25 aus mittig durch die Behälterdeckel 17, 18 und die Aus­ tragsöffnungen 10, 11 entlang ihrer Mittelachse geführt sind, wobei die Rohre jeweils an einer Kolbenseite befestigt und mit vorzugsweise in Kolbennähe vorge­ sehenen Ausströmöffnungen 26, 27 für den Rohschlamm 21 versehen sind. Möglich ist in einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die Ausströmöffnungen im Kolben selbst anzuordnen und den Rohschlamm ein­ seitig, beidseitig oder sogar radial zuzuführen.

Bei einer weiteren, nicht in der Figur dargestellten Variation der Vorrichtung zur Durchführung des Ver­ fahrens ist zur auch nachträglichen Vergrößerung der Filterfläche die Außenwandung der zylindrischen Auf­ nahmekammer 25 im Bodenbereich oder über den gesamten Umfang mit einer den Filterkerzen 12 ähnlichen Filter­ schicht mit einem sie in geringer Höhe umgebenden und mit den Sammelbehältern 13, 14 in Verbindung stehenden Ringraum zur vermehrten Aufnahme weiteren Filtrats 21 ausgeführt.

Claims (6)

1. Verfahren zur Druckentwässerung von wäßrigen Schlämmen unter Verwendung einer Vorrichtung mit einer Auf­ nahmekammer für den Schlamm, in der sich in Längs­ richtung erstreckende und über den Querschnitt ver­ teilte Filterkerzen angeordnet sind, auf denen ein den gesamten Querschnitt ausfüllender und an den Innen­ seiten der Kammer geführter, mit Durchsteckkanälen für die Filterkerzen ausgerüsteter und die Aufnahme­ kammer in zwei Arbeitskammern unterteilender doppel­ seitig wirkender Kolben frei bewegbar angeordnet ist, als Antriebsmedium unter Druck geförderter Rohschlamm verwendet wird, und im Zuge der Kolbenbewegung von einer Endstellung in eine zweite Endstellung der ent­ wässerte Schlamm ausgeschoben wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß

• a) frischer Rohschlamm (21) auf der der Be­ wegungsrichtung des Kolbens (8) entgegengesetzten Seite den kurz zuvor vom Kolben (8) überstrichenen und dadurch gereinigten Filterflächen der Filterkerzen (12) zuge­ führt wird,
• b) der Kolben (8) während des Befüllens eine Arbeits­ kammer (I, II) mit frischem Rohschlamm (21), der dabei vorentwässert wird und gleichzeitiger Bewegung in Richtung der Kammer (II, I) deren Volumen verkleinert, mit einem konstanten Arbeitsdruck beaufschlagt wird und der bereits vorentwässerte Schlamm auf der anderen Kolbenseite nachentwässernd schubweise gegen einen geringeren bis gleichen Druck aus einer Austrags­ öffnung (10, 11) ausgeschoben wird.

2. Verfahren nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) in einer Vor­ stufe des Verfahrens über eine Pumpe (5) mit Flockungs­ mittel versetzer Rohschlamm (21) von einer Schlamm­ pumpe (6) über ein Ventil (1) und einer Schlammzuführung (7) in der Nähe der der Kammer (I) zugewandten Seite des Kolbens (8) in die Kammer (I) gepumpt wird, der dabei den Kolben (8) bis zu einem mechanischen An­ schlag in Richtung der Kammer (11) und diese ständig verkleinernd bewegt, wonach der Rohschlamm unter Steigerung des Pumpendruckes bis auf Betriebsdruck über die Filterkerzen (12) und die beidseitig in Deckeln (17, 18) angeordneten und mit Abflüssen (15, 16) versehenen Sammelbehältern (13, 14) vorentwässert wird und
• b) zum Übergang von der Vorstufe zu dem Verfahren unter Beibehaltung des Pumpendruckes der Pumpe (6) das Ventil (2) geöffnet und das Ventil (1) geschlossen wird, so daß frischer Rohschlamm (21) über eine Schlammzuleitung (9) in der Nähe der der Kammer (II) zugewandten Seite des Kolbens (8) in die Kammer (2) gepumpt wird, die sich durch Ver­ schieben des Kolbens (8) vergrößern, den noch unter Druck stehenden vorentwässerten Schlamm in Kammer (I) durch eine mit einem Ventil (3) versehene Austrags­ öffnung (11) so lange ausschiebt, bis der Druck aus­ schubseitig bis auf ein vorbestimmbares Niveau abge­ fallen ist, wonach das Ventil so lange geschlossen bleibt, bis der weiterbewegte Kolben (8) den Druck in der Kammer (1) wieder bis zu einem vorbestimm­ baren Maximaldruck, der kleiner oder höchstens gleich dem des Arbeitsdruckes ist, aufgebaut hat, wonach das Ventil (3) erneut öffnet und sich dieses Wechsel­ spiel so lange fortsetzt, bis daß der Kolben (8) eine Endstellung erreicht hat und sich nach anschließender Umsteuerung der Ventile (1) und (2), Ventil (1) auf, Ventil (2) zu, der Vorgang in gleicher Weise in umge­ kehrter Richtung kontinuierlich fortsetzt und frischer Rohschlamm (11) über die Schlammleitung (7) in die Nähe der Kammer (I) zugewandten Seite des Kolbens (8) gepumpt wird und der bereits vorentwässerte Schlamm dabei nachentwässernd, druckgeregelt und schub­ weise über die mit einem Ventil (4) versehene Austrags­ öffnung (10) in den Auffangbehälter (24) aus der Kammer (II) ausgeschoben wird.

3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlammpumpe (6) gleichmäßig mit konstantem Arbeitsdruck von 14 bis 16 bar betrieben wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohschlamm (21) durch teleskopierbare Rohre (28, 29), die von beiden Stirnseiten der Aufnahmekammern (20) mittig durch beide Behälterdeckel (17, 18) und Austrags­ öffnungen (10, 11) entlang der Mittelachse der Aufnahme­ kammer (25) geführt und jeweils an einer Kolbenseite befestigt sind, zugeführt wird, wobei der Rohschlamm (21) durch in Kolbennähe vorgesehene Ausströmöffnungen (26, 27) austritt.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmekammer (25), ebenso wie die Filterkerzen (12) und dem darauf verschieblich angeordneten Kolben (8), zylindrisch und mit ihrer Längsachse horizontal angeordnet ausgeführt sind und die Aufnahmekammer (20) seitlich mit Deckeln (17, 18) versehen ist, durch die mit einem großen Durchmesser die an ihrem Ende mit Austragsventilen (3, 4) versehenen Austragsstutzen (26, 27) zentrisch geführt sind, durch die ebenfalls zentrisch, mit kleinerem Durchmesser, teleskopierbare Rohre (28, 29) bis zu dem Kolben (8) durchgeführt und an diesem befestigt sind, durch deren, in dessen unmittelbarer Nähe angeordneten Ausström­ öffnungen (26, 27) der über die an die Rohre (28, 29) angeschlossener Schlammleitungen (7, 9), die Pumpe (6) sowie die Ventile (1, 2) pumpbarer Rohschlamm zu­ führbar ist, und daß die mit der Aufnahmekammer (25) fest verbundenen Deckel (17, 18) Sammelbehälter (13, 14) aufweisen, durch die das durch die Filterkerzen (12) abfließende Filtrat (30) über angeschlossene Abflüsse (15, 16) ableitbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwandung der zylindrischen Aufnahmekammer (25) im Bodenbereich oder über ihren gesamten Umfang als siebartige Filterschicht mit einem diese in ge­ ringer Höhe umgebenden und mit den Sammelbehältern (13, 14) verbundenen Ringraum ausführbar ist.