Verfahren und Einrichtung zum Entziehen von kapillar gebundener Flüssigkeit aus Nassgut
Es ist bekannt, Nassgut, z. B. Klärschlamm, durch Anwendung von Vakuum, mechanischem Pressen, Zugabe von Chemikalien usw. zu entwässern. Dabei ist nicht nur ein relativ grosser Energie- bzw. Materialaufwand nötig, sondern die Feststoffanteile des Nassgutes unterliegen dabei vielfach unerwünschten mechanischen und/oder chemischen Beeinflussungen. Diese Nachteile sind beim erfindungsgemässen Verfahren vermieden; es ist zu diesem Zweck dadurch gekennzeichnet, dass man das zu entwässernde Nassgut zu einer Dünnschicht ausbreitet und diese Schicht an ihrer Auflagerseite Kapillarkräften aussetzt. Da solche Kapillarkräfte durch geeignete Formgebung der Auflagerfläche erzeugt werden können (z.
B. feinmaschiges Textil- oder Metallsieb), ist die Zufuhr spezieller Entwässerungsenergie überflüssig. Die ebenfalls Erfindungsgegenstand bildende Einrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens ist gekennzeichnet durch ein wenigstens annähernd horizontales Flächengebilde mit einer Vielzahl von durchgehenden Kapillarkanälen, auf dessen Unterseite wenigstens ein zu ihm relativ bewegliches Kontaktorgan einwirkt, das zusammen mit den Kanälen des Flächengebildes ein Kapillarsystem bildet.
Wird das kapillar gebundene Flüssigkeit enthaltende Nassgut in dünner Schicht auf dieses Flächengebilde aufgebracht, so entziehen die Kanäle des Flächengebildes dem Nassgut Flüssigkeit; durch den Kontakt des relativ beweglichen Kontakteiementes mit der Unterseite des Flächengebildes werden diese Kanäle nach unten wieder entleert, so dass ein durch Kapillarkräfte erzeugtes Abfliessen von Flüssigkeit aus dem Nassgut durch das Flächengebilde hindurch erfolgt.
An Hand der beiliegenden Zeichnung, die schematisch einige Ausführungsbeispiele der genannten Einrichtung zeigt, ist im folgenden das erfindungsgemässe Verfahren näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 in Seitenansicht ein erstes Beispiel mit Kontaktleiste,
Fig. 2 in Seitenansicht ein zweites Beispiel mit glatter Kontaktrolle und
Fig. 3 in Seitenansicht ein drittes Beispiel mit saugfähiger Kontaktrolle und Presswalze.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Zugabetichter bezeichnet, dessen Auslassschlitz unmittelbar über einem horizontalen, durch nicht gezeichnete Mittel in Pfeilrichtung beweglichen Transportband 2 liegt. Das Transportband 2 besteht aus einem feinen Filtergewebe, so dass in ihm eine Vielzahl von durchgehenden Kapillarkanälen gebildet ist. Unter dem Transportband 2 ist eine sich über dessen ganze Breite erstreckende Kontaktleiste 3 angeordnet, die dreheinstellbar auf einer Achse 4 sitzt und mit ihrer Kuppe leicht gegen die Unterseite des Transportbandes 2 drückt. Unter der Kontaktleiste 3 ist eine Auffangwanne 5 angeordnet. Mit der beschriebenen Einrichtung kann Nassschlamm mit z. B. 95 % Wassergehalt entwässert werden.
Zu diesem Zweck wird der Schlamm mittels des Trichters 1 in dünner Schicht (von 1 bis 5 mm Dicke) auf dem sich kontinuierlich in Pfeilrichtung bewegenden Transportband 2 ausgebreitet. Die durch die Kanäle im feinen Filtergewebe des Transportbandes auf die kapillar im darüberliegenden Schlamm gebundene Flüssigkeit wirkenden Kapillarkräfte ziehen Flüssigkeit aus dem Schlamm in diese Kanäle, d. h. das Transportband saugt sich voll Flüssigkeit; ein selbsttätiger Austritt dieser Flüssigkeit aus dem Transportband 2 nach unten wird allerdings nur in den wenigsten Fällen und kaum in genügendem Ausmass möglich sein. Diese Entwässerung des Transportbandes 2 erfolgt vielmehr beim gezeichneten Beispiel mittels der Kontaktleiste 3, über die das Transportband mit leichtem Aufiagerdruck hinwegstreicht.
Die durch diese Kontaktleiste 3 aus den Kanälen des Transportbandes 2 gelöste Flüssigkeit fliesst längs des Rückens des Kontaktfingers nach unten und tropft in den Behälter 5. Damit wird dem auf dem Transportband 2 befindlichen Nassgut so lange Flüssigkeit entzogen, als im Transportband noch unausgegli chene Kapillarkräfte vorhanden sind; selbstverständlich können mehrere, in gewissen Abständen sich folgende Kontaktleisten vorgesehen sein, um den Entwässerungsgrad auf einer bestimmten Transportstrecke zu erhöhen.
Beim Beispiel nach Fig. 2 ist an Stelle einer Kontaktleiste eine Kontaktrolle 13 vorgesehen, die frei drehbar auf einer Achse 14 sitzt. Die z. B. aus Kunststoff bestehende Rolle 14 besitzt eine glatte Oberfläche und wird durch das mit leichtem Druck über die Rolle weggleitende Transportband 2 mitgedreht. Diese Rolle 13 wirkt dabei lebenfalls als Flüssigkeitsauslöser, wobei die vom Band aus dem Nassgut aufgenommene Flüssigkeit über die Frontseite der Rolle abläuft und in den darunter liegenden Behälter 15 tropft. Ein mit der Rolle 13 zusammenwirkender Abstreifer 16 verhindert, dass die sich drehende Rolle 13 einmal vom Transportband 2 abgelöste Flüssigkeit wieder zu diesem zurückführt.
Auch bei diesem Beispiel können selbstverständlich mehrere Kontaktrollen 13 vorgesehen sein.
Beim dritten Beispiel gemäss Fig. 3 dient als Kontaktorgan eine Rolle 23, die einen Mantel 23 a aus saugfähigem Material (z. B. Schwamm oder Kunststoffschaum) trägt. Dieser saugfähige Mantel 23a nimmt Flüssigkeit aus dem Transportband 2 auf und wird durch eine mit ihm zusammenwirkende Presswalze 26 fortlaufend ausgepresst. Der Antrieb der auf der Achse 24 sitzenden Rolle 23 (in Pfeilrichtung) erfolgt durch nicht gezeichnete Mittel entsprechend der Transportgeschwindigkeit des Transportbandes 2. Die ausgepresste Flüssigkeit wird auch hier in einem Behälter 25 aufgefangen.
Das beschriebene Entwässerungsverfahren mittels Kapillarkräften verlangt weder Druck- noch Vakuumanwendung. Die zur Wirkung kommenden Kapillarkräfte verursachen auch kein Einpressen von Feststoffen aus dem Nassgut in das Filtergewebe des Trans portbandes; so wird nicht nur das Nassgut selbst, sondern auch das Transportband bei diesem Verfahren sehr schonend behandelt. Durch einfaches Abspülen lässt sich das Transportband in einfacher Weise reinigen.
Da das Transportband nicht nur als Kapillarsystem, sondern auch als Trennfilter wirkt, wird gleichzeitig mit der Entwässerung auch eine Selbstfiltration der ausgeschiedenen Flüssigkeit erreicht.
Method and device for removing capillary bound liquid from wet material
It is known that wet goods, e.g. B. sewage sludge, by using vacuum, mechanical pressing, adding chemicals, etc. to dewater. Not only is a relatively large amount of energy and material required, but the solids content of the wet material is often subject to undesirable mechanical and / or chemical influences. These disadvantages are avoided in the method according to the invention; For this purpose it is characterized in that the wet material to be dewatered is spread out into a thin layer and this layer is exposed to capillary forces on its support side. Since such capillary forces can be generated by suitable shaping of the support surface (e.g.
B. fine-mesh textile or metal sieve), the supply of special dewatering energy is superfluous. The device, which is also the subject of the invention, for performing the above-mentioned method is characterized by an at least approximately horizontal flat structure with a plurality of continuous capillary channels, on the underside of which at least one contact element which is relatively movable to it acts, which together with the channels of the flat structure forms a capillary system.
If the wet material containing capillary bound liquid is applied in a thin layer to this flat structure, the channels of the flat structure withdraw liquid from the wet material; Through the contact of the relatively movable contact element with the underside of the sheet-like structure, these channels are emptied downwards again, so that a flow of liquid from the wet material through the sheet-like structure, generated by capillary forces, takes place.
The method according to the invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawing, which schematically shows some exemplary embodiments of the device mentioned; in the drawing shows:
1 shows a side view of a first example with a contact strip,
Fig. 2 is a side view of a second example with a smooth contact roller and
3 shows a side view of a third example with an absorbent contact roller and a press roller.
In Fig. 1, 1 denotes an addition funnel, the outlet slot of which is located directly above a horizontal conveyor belt 2, which is movable in the direction of the arrow by means not shown. The conveyor belt 2 consists of a fine filter fabric, so that a large number of continuous capillary channels are formed in it. Under the conveyor belt 2 there is arranged a contact strip 3 which extends over its entire width and which is seated in a rotatable manner on an axis 4 and with its tip presses slightly against the underside of the conveyor belt 2. A collecting tray 5 is arranged under the contact strip 3. With the device described, wet sludge with z. B. 95% water content can be dehydrated.
For this purpose, the sludge is spread in a thin layer (1 to 5 mm thick) on the conveyor belt 2, which is continuously moving in the direction of the arrow, by means of the funnel 1. The capillary forces acting through the channels in the fine filter fabric of the conveyor belt on the capillary bound liquid in the overlying sludge draw liquid from the sludge into these channels, i. H. the conveyor belt sucks in liquid; an automatic exit of this liquid from the conveyor belt 2 downwards will only be possible in very few cases and hardly to a sufficient extent. This drainage of the conveyor belt 2 takes place in the example shown by means of the contact strip 3, over which the conveyor belt sweeps with a slight Aufiagerdruck.
The liquid released from the channels of the conveyor belt 2 by this contact strip 3 flows down the back of the contact finger and drips into the container 5. So that the wet material on the conveyor belt 2 is withdrawn as long as there is still unbalanced capillary forces in the conveyor belt are; Of course, several contact strips following each other at certain intervals can be provided in order to increase the degree of drainage on a certain transport route.
In the example according to FIG. 2, instead of a contact strip, a contact roller 13 is provided which is freely rotatable on an axis 14. The z. B. made of plastic roller 14 has a smooth surface and is rotated by the conveyor belt 2 sliding away with light pressure over the roller. In this case, this roller 13 acts as a liquid trigger, with the liquid taken up from the wet material by the belt running off the front of the roller and dripping into the container 15 below. A scraper 16 cooperating with the roller 13 prevents the rotating roller 13 from returning liquid that has been detached from the conveyor belt 2 back to the conveyor belt 2.
In this example, too, several contact rollers 13 can of course be provided.
In the third example according to FIG. 3, a roller 23 is used as the contact element, which carries a jacket 23 a made of absorbent material (e.g. sponge or plastic foam). This absorbent jacket 23a absorbs liquid from the conveyor belt 2 and is continuously pressed out by a press roller 26 cooperating with it. The drive of the roller 23 seated on the axis 24 (in the direction of the arrow) takes place by means not shown in accordance with the transport speed of the conveyor belt 2.
The described drainage process by means of capillary forces requires neither pressure nor vacuum. The coming into effect capillary forces also cause no pressing of solids from the wet material into the filter fabric of the transport belt; this means that not only the wet goods themselves, but also the conveyor belt are treated very gently with this process. The conveyor belt can be cleaned in a simple manner by simply rinsing it off.
Since the conveyor belt not only acts as a capillary system, but also as a separating filter, self-filtration of the separated liquid is achieved at the same time as the drainage.