DE2063345C3 - Vorrichtung zum Filtern von Abwasser - Google Patents
Vorrichtung zum Filtern von AbwasserInfo
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Description
35
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Filtern von Abwasser mit den Merkmalen des Oberbegriffs des
Hauptanspruches.
Ein Hauptproblem in der Landwirtschaft und der Industrie besteht darin, daß große Mengen Abwässer,
die auch Feststoffe enthalten können, anfallen, welche schwierig zu behandeln und zu beseitigen sind. Wegen
der immer schärfer werdenden Vorschriften zum Vermeiden der Umweltverschmutzung ist das Ablagern
von Abwässern auf Ödland nur eine begrenzte und in vielen Fällen überhaupt nicht anwendbare Lösungsmöglichkeit.
Eine Schwierigkeit beim Aufarbeiten von Feststoffe enthaltenden Abwässern wie Kuh-, Schweine- und
Geflügelgülle und Jauche besteht in der damit verbundenen Filtration. Die für die Filtration von
landwirtschaftlichem Mist bekannten Zentrifugen sind nur teilweise erfolgreich einzusetzen.
Bei einer bekannten Vorrichtung zum Entwässern von Abwasserschlamm wird der Schlamm nacheinander
auf zwei endlose Siebbänder aufgegeben, so daß das Wasser durch die Bänder nach unten abfließt. Im
Bereich des zweiten Siebbandes sind beidseits desselben einander gegenüberliegend mehrere Druckwalzenpaare
angestellt, die auf den schon teilweise entwässerten Schlamm drücken, um in ihm noch enthaltenes Wasser
auszuquetschen. Dabei besteht das Problem, daß die im Abwasserschlamm enthaltenen Feststoffe die öffnungen
der Siebbänder schnell zusetzen können, weshalb es erforderlich ist, die Fiiterbänder immer wieder zu
reinigen. Zu diesem Zweck sind gegen die Innenseite des Untertrum jedes der endlosen Siebbänder wirkende
Spritzköpfe vorgesehen, welche die zugesetzten öffnungen
der Siebbänder mit Hilfe von Spritzwasser freispülen sollen. Das Spritzwasser läuft dann zusamvnen
mit den freigespülten Feststoffen in die Auffangtrichter für das abgeschiedene Wasser, das somit wieder
teilweise mit Feststoffen beladen wird (DE-OS 19 16 701).
Bei einer weiterhin bekannten Vorrichtung zum Entwässern von breiigem Material ist ein endloses
Filtersiebband vorgesehen, das nacheinander durch zwei jeweils eine Druckwalze und zwei Gegenwalzen
aufweisende Bearbeitungsstufen läuft, um die Feststoffe des auf das Filtersiebband aufgegebenen Breis zu einem
Kuchen zusammenzudrücken und den Wassergehalt des Breis durch das Filtersiebband abfließen zu lassen. Auch
bei dieser bekannten Vorrichtung besteht das Problem, daß sich die öffnungen des Filtersiebbandes schnell mit
Feststoffpartikeln zusetzen können, so daß eine Reinigung mit häufigen Stillstandszeiten der Vorrichtung
erforderlich ist (US-PS 31 38 088).
Bei einer bekannten Einrichtung zum Entwässern von in Kläranlagen anfallendem Schlamm sind Filtertrommeln
mit gegen deren Außenseite anstellbaren Preßwalzen vorgesehen, um die Feststoffe von den Flüssigstoffen
des Schlamms zu trennen. Hierbei besteht wiederum das Problem, daß sich die Öffnungen des wasserdurchlässigen
Gewebes jeder Filtertrommel schnell mit Feststoffen zusetzen, was durch die gegen die
Oberfläche der Filtertrommeln wirkenden Preßwalzen noch unterstützt wird, so daß häufige Reinigungen mit
damit verbundenen Stillstandszeiten erforderlich sind (CH-PS 4 10 803).
Bei einem bekannten Schlammkonzentrator wird eingedickter Schlamm zwischen zwei starren vollen
Walzen gepreßt und dadurch weiter entwässert Hier ist keine klare Trennung zwischen Feststoffen und
Flüssigkeit möglich, weil das ausgepreßte Wasser nicht aufgrund des Preßvorganges vom Feststoff getrennt,
d. h. der Feststoff nicht abgefiltert wird (Chemie-Ingenieur-Technik 1958, Seite 823, 824). Ähnliche Nachteile
beim Entwässern von Abwasser weist ein bekannter Separator auf, bei dem zwei aus nachgiebigem Material
bestehende Walzen, zwischen denen zwei geschlossene endlose Bänder hindurchlaufen, gegeneinander angestellt
sind (US-PS 18 69 987).
Bei noch einer bekannten Abwasserreinigungsvorrichtung wirkt eine mit einem Gummiüberzug versehene
Druckwalze gegen ein perforiertes Förderband, um Wasser von Feststoffen abzuscheiden. Dabei werden
Feststoffe in die öffnungen des Förderbandes hineingedrückt die mittels einer gegen die Außenseite des
Förderbandes wirkenden Bürste nur unvollkommen wieder entfernt werden können. Auch die Möglichkeit,
das Förderband zum Herausbrechen von Feststoffen mehrfach umzulenken, führt nur zu einer unvollkommenen
Reinigung (FR-PS 5 04 068).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Filtern von Abwasser mit einem
zwischen paarweise gegeneinander angestellten angetriebenen Quetschwalzen hindurchlaufenden Filter mit
öffnungen zum Durchtritt der abgefilterten Flüssigkeit zu schaffen, welche insbesondere für die Aufbereitung
von in der Landwirtschaft anfallenden Abwässern und Schlämmen geeignet ist, wobei gesonderte Einrichtungen
zum Reinigen der öffnungen des Filters vermieden werden Süllen.
Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Kennzeichens des Hauptanspruchs
gelöst
Die gegen die Außenseite und Innenseite des Filterzylinders angestellten Quetschwalzen treiben den
Zylinder an, drücken die Flüssigkeit aus dem aufgegebenen Schlamm heraus und verhindern ein Festsetzen von
Feststoffen in den Filteröffnungen, da beim Quetschvorgang diese öffnungen durch Eindringen des Materials
hauptsächlich der innen liegenden Quetschwalze, die nicht auf Feststoffe des Abwassers, sondern unmittelbar
auf die Innenfläche des Zylinders wirkt, sofort gereinigt werden, so daß sich überhaupt keine Feststoffe in ihnen
absetzen können.
Dementsprechend befinden sich die Feststoffe nach dem Quetschvorgang praktisch nur auf der Oberfläche
des Filterzylinders und können von dieser in einfacher Weise mit Hilfe eines Abstreifers praktisch vollständig
abgenommen werden.
Diese Vorrichtung ist zum Filtern von Abwässern mit geringem Feststoffgehalt sehr gut geeignet
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung schematisch dargestellt
und zwar zeigt
F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform dieser Filtervorrichtung,
Fig. IB einen Schnitt nach Linie \B-\B aus Fig. i
durch den Filterzylinder dieser Filtervorrichtung,
F i g. 1D einen Querschnitt durch eine Quetschwalze
in vergrößertem Maßstab,
F i g. 2 einen Querschnitt durch ein Quetschwalzenpaar, das den als Filter dienenden Zylinder von beiden
Seiten erfaßt,
F i g. 3 eine gegenüber F i g. 1 abgewandelte erfindungsgemäße Filtervorrichtung,
F i g. 3A eine Einzelheit aus F i g. 3 in vergrößertem Maßstab,
Fig.4 bis 7 verschiedene Ausführungsformen von
Filtervorrichtungen mit mehreren Quetschwalzenpaaren,
F i g. 8 ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung,
F i g. 9 eine Seitenansicht einer nach dem Prinzip von
F i g. 3 arbeitenden Filtervorrichtung,
F i g. 11 eine Ansicht der Vorrichtung aus F i g. 9 von so
der Rückseite und
Fig. 12 die Seitenansicht nach einer anderen erfindungsgemäßen Filtervorrichtung.
Die in F i g. 1 dargestellte Filtervorrichtung besitzt
einen aus Metall bestehenden hülsenartigen Zylinder 1, ss der in einem aus Metallrohren hergestellten Rahmen 6
(F i g. 9 bis 12) derart gelagert ist daß er sich in diesem
Rahmen praktisch frei drehen kann. Der Zylinder 1 besitzt an seinen beiden Enden nach außen überstehende
Flansche 10 (F i g. 1 B), die an ihn angeschweißt sind. Der Zylinder 1 ist zwischen einem Paar aus angetriebenen
Quetschwalzen 2 abgestützt, die im oberen Bereich des Rahmens 6 übereinander gelagert sind und von
außen und innen gegen den Zylinder 1 drücken. In Fig. IC und ID ist eine Ausführungsform einer
Quetschwalze 2 zu erkennen. Jede Quetschwalze besitzt gemäß dieser Ausführungsform einen Kern au»
Flußstahl 20 und eine äußere Hülle mit einer verformbaren Oberfläche 30 aus synthetischem Gummi
mit einer B. S.-Härte von 70 bis 85. Jede Quetschwalze 2 kann in verschiedener Weise hergestellt worden sein,
beispielsweise indem man den Kern mit einer extrudierten Hülle beschichtet die mittels Klebstoff am
Kern gehalten wird
Am Rahmen 6 sind außerdem Führungsrollen 3 gelagert, die an der Innenseite des hülsenartigen
Zylinders 1 anliegen, um denselben zusätzlich abzustützen und zu führen, wenn er gedreht wird. Die außen
liegende Quetschwalze 2 wird von einer Druckfeder 51 gegen die Außenseite des Zylinders 1 gedruckt
Eine mit Bewegungseinrichtungen versehene Zwangszufuhrvorrichtung ist in F i g. 1 dargestellt In
einem Aufgabekasten 11 ist ein schwenkbarer Arm 41 vorgesehen, der mittels einer Kurbel 42 und unter
Einfluß einer Vorspannfeder 43 hin- und hergeschwenkt wird. In der gestrichelt dargestellten Lage drückt dieser
Arm 42 oder Hebel beispielsweise Steine zwangsweise durch den Spalt zwischen den Quetschwalzen 2.
Der Zylinder 1 ist auf seinem gesamten Umfang und seiner gesamten Länge perforiert so daß er die
Filterplatte der Vorrichtung darstellt Wie F i g. 2 zeigt wird die aus Gummi bestehende äußere Hülle mit
verformbarer Oberfläche 30 wenigstens einer der Quetschwalzen 2 unter dem Anpreßdruck derart
verformt daß Teile der Hülle in die öffnungen 4 des Zylinders im Bereich des Quetschwalzenspaltes 5
eindringen und diese öffnungen wenigstens teilweise ausfüllen. Auf diese Weise werden die Öffnungen vom
dieselben verstopfenden Material freigehalten. Die unten liegende Quetschwalze 2 wird dabei von einem
mit Untersetzungsgetriebe versehenen Motor 8 über einen Kettentrieb 7 angetrieben. Die obere Quetschwalze
2 erhält ihren Antrieb über in F i g. 9A zu erkennende Zahnräder 23.
F i g. 3 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in den F i g. 9 bis 12 in Einzelheiten
dargestellt ist
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein zusätzlicher Zylinder 1Λ vorgesehen, an dem wiederum
Quetschwalzen 2/1 anliegen, so daß dieser Zylinder IA
eine zweite Filterstufe der Vorrichtung bildet. Die Quetschwalzen IA werden dabei ebenfalls vom Motor 8
in der oben beschriebenen Weise über einen Kettentrieb TA angetrieben.
Jede Filterstufe enthält eine Wanne 9, die so angeordnet ist, daß sie Flüssigkeit auffängt, welche
durch die Löcher oder öffnungen des Zylinders 1 bzw. \A vor und hinter dem Quetschwalzenspalt 5 hindurchtritt
Gemäß F i g. 3A ist ein zweistufiger Aufgabekasten 11 vorgesehen, durch welchen zu filtrierendes Abwasser
auf die Oberfläche des Zylinders 1 bzw. \A unmittelbar vor dem Quetschwalzenspalt 5 aufgegeben wird. Das
Abwasser gelangt durch eine Einlaßöffnung 12 in den ersten Abschnitt oder die erste Stufe des Aufgabekastens
11 und geht unter einer Prallplatte 13 durch, die Steine oder andere Feststoffe über einer bestimmten
Größe auffängt und zurückhält Dabei bildet die Oberseite des Zylinders 1 bzw. \A den Boden des
Aufgabekastens U, und es sind Gummidichtungen 14 am unteren Ende der Rückwand und den Seitenwänden
des Aufgabekastens vorgesehen, um das Abwasser im Aufgabekasten zu halten. In der zweiten Stufe oder dem
zweiten Abschnitt des Aufgabekastens U wird das Abwasser auf einer konstanten Höhe mit Hufe eines
Überströmrohres 15 gehalten, so daß dasselbe gleich-
5 6
mäßig über dem durch den perforierten Zylinder jeweils eine dieser Quetschwalzen direkt und die andere
gebildeten Boden des Aufgabekastens vorhanden ist über ein Zahnradgetriebe von dieser direkt angetriebe-
und unter einem !eichten Druck steht, der den Eintritt nen Quetschwalze. Auch bestehen die Quetschwalzen
von mehr oder weniger festem Material zwischen dem wenigstens im Bereich ihrer Oberfläche aus verformba-
Das den Quetschwalzenspait der ersten Filterstufe innen liegende Quetschwalze unterstützt die obere oder
verlassende, teilweise entwässerte Material wird von außen liegende Quetschwalze beim Antrieb des
der Oberfläche des Zylinders 1 mit Hilfe eines Zylinders, reinigt aber außerdem die locher oder
Abstreifers 16 und einer an denselben angeschlossenen öffnungen des Zylinders. Die obere oder außen liegende
Schüttrinne 18 abgenommen, die in einem spitzen ίο Quetschwalze ist genügend verformbar, um Steine oder
Winkel hinter dem Quetschwalzenspalt 5 an der sonstige feste Körper bis zu einer bestimmten Größe
Oberfläche des Zylinders 1 anliegen. Das so abgenom- die die Abfangeinrichtung für größere Steine oder
mene Material wird durch die Schüttrinne 18 (F i g. 9) Festkörper passiert haben, durch den Quetschwalzendem
Walzenspalt 5A der zweiten Filterstufe zugeführt. spalt hindurchzulassen.
gemeinsamen Auslaß zugeführt herab, so daß dieselbe einen Teil der Vorderwand des
23A, wobei die jeweils untere Quetschwalze vom Motor Der verwendete Abstreifer 21 ist normalerweise eine
8 über einen Kettentrieb 7 bzw. TA angetrieben wird 20 schwimmend gelagerte Abstreifplatte oder Abstreifra-
und die Drehbewegungen über die Zahnräder 23 bzw. kel, die von einer Feder 25 belastet und so angeordnet
23Λ auf die jeweils außen liegende Quetschwalze 2 bzw. ist daß sie auf der Oberfläche des Zylinders etwas
7Λ überträgt oberhalb des Mittelpunktes desselben aufliegt
öffnungen 4 des Zylinders unterstützt die zunächst Trübe verarbeitet werden kann, die nur feine Feststoffe
durch das Eindringen der elastischen Außenhaut der enthält, die nur schwer abzufiltrieren sind,
innen liegenden Quetschwalzen 2 bzw. 2Λ in Form In diesem Falle sind ein oder mehrere Paare einandei
ausgequetschter Vorsprünge 19 (Fig.2) gesäubert gegenüberliegender Quetschwalzen ähnlich den ober
werden. Das so von innen nach außen gedrückte 30 beschriebenen Quetschwalzenpaaren an einem Filterzy
der Außenseite der Zylinder 1 und XA abgenommen, die Aufgabestellen zwischen den aufeinanderfolgender
in Drehrichtung hinter den Quetschwalzenspalten 5 und Quetschwalzenpaaren zu bilden (siehe F i g. 4 bis 7). Die
5Λ an der Außenseite der Zylinder 1 und IA anliegen. abgewandelte Ausführungsform der Filtervorrichtung
wird über den hinter dem Quetschwalzenspalt der wobei an der einen Aufgabestelle 31 ein festes
letzten Filterstufe befindlichen Abstreifer in einen faserförmiges Material wie Sägemehl oder Stroh
hauptsächlich Kuh-, Schweine- oder Geflügelmist in der wird.
erfindungsgemäßen Filtervorrichtung verarbeitet wird, Das erste Quetschwalzenpaar verdichtet das Festsammelt
man denselben gewöhnlich zuerst in Sammel- Stoffmaterial beim Durchgang durch den Quetschwalkanälen
oder Sammelbehältern. Diesem Schlamm oder zenspalt auf dem Zylinder und bildet somit daraus eine
Mist kann man Wasser zugeben und ihn für eine 45 Filterschicht auf der Oberfläche des Zylinders, auf die
bestimmte Zeitdauer in diesem Zustand halten, um eine zwischen den beiden Quetschwalzenpaaren die eigentlichemische
Umsetzung oder eine Absetzung von ehe zu filtrierende Trübe aufgegeben wird. Die an dei
faserförmigem oder sonstigem Feststoffmaterial zu Aufgabestelle 32 aufgegebene Trübe kommt zuerst mil
ermöglichen. Dann wird der so vorbereitete Schlamm dieser Filterschicht bzw. Filterhilfsschicht in Kontaki
oder Mist in den Aufgabekasten 11 der ersten Filterstufe so und wird daher ausreichend zurückgehalten, um die
(F i g. 3) gepumpt gewünschte Filterwirkung zu erzielen. Der übrige Tei
tung beschrieben worden ist, versteht es sich, daß es ähnlich wie bei den oben beschriebenen Beispieler
auch ausreichend sein kann, in einer vereinfachten ausgeführt jedoch ist in diesem Falle eine einzige
demselben zusammenwirkendes Quetschwalzenpaar besteht, ein hauptsächlich flüssiges Material zu verarbei
vorzusehen. Der Vorteil einer zweistufigen Filtervor- ten, während bei den oben beschriebenen Fällen der zi
richtung ist, daß man wirtschaftlicher einen großen Teil verarbeitende Schlamm hauptsächlich aus Feststoffer
des Wassergehaltes in der ersten Filterstufe entfernen bestand. Im vorliegenden Falle ist es aber auch möglich
kann und die endgültige Entwässerung in der zweiten » zwei Filterstufen vorzusehen, falls es erwünscht ist das
jedoch zwei Quetschwalzenpaare zugeordnet sind, wie Gemäß Fig.8 sind zwei Quetschwalzenpaare ar
unteren Quetschwalzen 2 angetrieben sind, und zwar ter. Der zusätzliche Aufgabekasten 11Λ kann für die
Filtration von Trübe verwendet werden. Wenn normaler landwirtschaftlicher Schlamm oder Mist in den
Aufgabekasten 11 eingegeben wirJ, hü sich im Bereich
33 genügend faserförmiges Material abgelagert, um durch den Auigabekasten HA zugegebene Trübe mit
Hilfe des zweiten Quetsch walzenspalt wirkungsvoll zu filtrieren.
Zahlreiche Abwandlungen und Verbesserungen der vorstehenden Vorrichtungen sind möglich. So kann es
ausreichend sein, nur die jeweils untere oder innen ι ο liegende Quetschwalze 2 an ihrer Oberfläche verformbar
zu gestalten. Obwohl in diesem Falle der Betrieb der Vorrichtung weniger wirkungsvoll ist, weil eine
geringere Friktion auf den Zylinder ausgeübt und somit der Antrieb verschlechtert wird, findet an der oberen
oder außen liegenden Quetschwalze, die beispielsweise aus Flußstahl bestehen kann, eine geringere Abnutzung
statt.
Andererseits ist es auch möglich, anstelle der verformbaren Quetschwalze die obere Quetschwalze
beispielsweise auch als pneumatische Walze auszubilden.
Die Art der verwendeten Walze hängt weitgehend vom behandelten Material ab. Größere Mengen
abtragendes oder abreibendes Material enthaltender 2s Schlamm wird besser mit einer harten äußeren oder
oberen Quetschwalze bearbeitet, während ein große Menge Feststoffe enthaltender Schlamm vorzugsweise
mit einer pneumatischen oberen oder außen liegenden Quetschwalze verarbeitet wird. Bei den dargestellten
Ausführungsbeispielen sind jeweils feste, aber verformbare Quetschwalzen paarweise vorgesehen, die wenigstens
an ihrer Oberfläche aus nachgiebigem Material wie Gummi bestehen.
Es wurden Untersuchungen mit zahlreichen verschiedenen Mustern der Perforation des hülsenartigen
Zylinders durchgeführt. Allgemein gesprochen, wurde gefunden, daß es für einen wirkungsvollen Betrieb
erforderlich ist, die öffnungen oder Perforationen über
die gesamte Oberfläche des hülsenartigen Zylinders vorzusehen, außer in den Schweißbereichen und in den
Bereichen der nach außen ragenden Flansche 10 an den Enden oder Kanten des Zylinders.
Es ist zweckmäßig, die untere oder innen liegende Quetschwalze 2 vom Motor 8 und die obere oder außen
liegende Quetschwalze 2 von der unteren anzutreiben. Es ist jedoch auch möglich, die Quetschwalzen jedes
Paares unabhängig voneinander anzutreiben. Nach einem abgewandelten Ausführungsbeispiel sind die
beiden in Fig.9 zu erkennenden, jeweils oben oder außen liegenden Quetschwalzen über einen Kettenantrieb,
ähnlich wie rechts in Fig.9A dargestellt, untereinander verbunden. Wenn beispielsweise Steine
die obere oder außen liegende Quetschwalze des oberen Quetschwalzenpaares wenigstens teilweise aus dem
Zahneingriff mit der unteren oder innen liegenden Quetschwalze drücken, unterstützt der zusätzlich
vorgesehene Kettentrieb die Aufrechterhaltung des gewünschten Antriebs.
Die erfindungsgemäße Filtervorrichtung ist in ihrer Gesamtkonzeption sehr flexibel. Unterschiedliche
Quetschwalzenanordnungen, unterschiedliche Quetschwalzen 2 und verschiedene Größen der öffnungen des
Zylinders 1 ermöglichen es, alle Arten von Schlamm und Trübe zu verarbeiten, beispielsweise feine Trüben und
sehr groben faserförmigen Schlamm.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen •09 618/108
Claims (4)
1. Vorrichtung zum Filtern von Abwasser mit einem zwischen paarweise gegeneinander gestellten
angetriebenen Quetschwalzen hindurchlaufenden Filter, das öffnungen zum Durchtritt der abgefilterten
Flüssigkeit enthält und auf das das zu filternde Abwasser in Laufrichtung des Filters gesehen vor
die Quetschwalzen aufgegeben wird und von dem hinter den Quetschwalzen die abgefilterten Feststoffe
von der Oberfläche mittels eines Abstreifers abgenommen werden, dadurch gekennzeichnet,
daß das Filter als um seine Längsachse drehbarer Zylinder (1, \A) ausgebildet ist und daß
zumindest die im Zylinderinneren angeordnete Quetschwalze (2,2A) eine in die öffnungen (4) des
Filters druckbare verformbare Oberfläche (30) aufweist
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die verformbare Oberfläche (30) der Quetschwalzen (2,2A) aus verformbarem elastomerem
Material, wie natürlichem oder künstlichem Gummi, besteht
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verformbare Oberfläche (30) der
Quetschwalzen (2, 2A) aus künstlichem Gummi mit einer Härte 70 bis 85 des britischen Härtestandards
besteht.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstreifer (16,21)
ein an seinen Enden nachgiebig gelagertes, gegen die Oberfläche des Zylinders (i, \A) gedrücktes,
rakelartiges Blech ist.
Applications Claiming Priority (3)
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