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DE2636372C2 - Vorrichtung zum Entwässern von Schlamm - Google Patents

Vorrichtung zum Entwässern von Schlamm

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DE2636372C2
DE2636372C2 DE2636372A DE2636372A DE2636372C2 DE 2636372 C2 DE2636372 C2 DE 2636372C2 DE 2636372 A DE2636372 A DE 2636372A DE 2636372 A DE2636372 A DE 2636372A DE 2636372 C2 DE2636372 C2 DE 2636372C2
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sludge
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Elie Grenoble Condolios
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Alsthom Atlantique SA
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Art. Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-OS 23 56 697 bekannt.
In bestimmten Industriezweigen, insbesondere der Papierfabrikation, und in städtischen Abwässerkläranlagen fällt nach Klärung des behandelten und wieder zu verwendenden Wassers ein Mineralien und organische Fasern enthaltender Schlamm an.
Dieser Schlamm ist im allgemeinen nicht sehr konzentriert; je nach den enthaltenen Mineralien und der Art der ausgesonderten Fasern ist die Feststoffkonzentration dieses Schlamms gering, nur einige Gramm pro Liter, und seine Behandlung daher schwierig.
In diesem Zustand kann der Schlamm nicht mit Hilfe von normalen Beförderungsmitteln, wie Lastwagen, Güterwagen, Förderbänder usw. transportiert werden. Er muß in Rieselbecken gebracht werden, wo seine Konzentration und schließlich sein endgültiges Trock
nen erreicht werden sollen.
Der Ausdruck Schlamm, wie er in diesem Text gebraucht wird, charakterisiert ein Gemisch aus Wasser und einer Trockenmasse aus etwa 50% feinen Mineralien und 50% Fasern.
Wenn die Konzentration der Trockenmasse geringer ist als 1 g/l, spricht man von einem schmutzigen oder trüben Wasser oder Flüssigkeit
Wenn die Konzentration mehrere Gramm pro Liter überschreitet, beispielsweise 10 Gramm pro Liter, dann wird der Schlamm dickflüssig. Wenn der Anteil der Trockenmasse 250 bis 300 g/I erreicht, erhält man eine feste Masse.
Die in der DE-OS 23 56 697 beschriebene Vorrichtung arbeitet unbefriedigend, wenn der Schlamm auch einen wesentlichen AnteU an pflanzlichen Fasern enthält
Wenn man schnell einen Schlamm mit feinen, mineralischen oder organischen Substanzen klären will, muß man in die trübe Flüssigkeit in kleiner Menge bestimmte Produkte geben, wie z. B. Mineralsalze, organische oder synthetische Flockenbildner, um die fein verteilten Festbestandteile aneinander zu binden und Agglomerate zu bilden, deren Teilchengröße wesentlich über der der einzelnen Substanzen liegt, so daß die Klärung beschleunigt wird.
Durch dieje primäre Agglomerierung werden kleine, nicht sehr dichte und wenig feste Flocken gebildet. Wenn man von neuem entsprechende Flockenbildner hinzufügt, erhält man eine zweite Flockenbildung mit größeren und festeren Flocken, die sekundäre Flockenbildung genannt wird.
Die in der genannten Offenlegungsschrift beschriebene Vorrichtung führt nach der primären und sekundären Flockenbildung eine kontrollierte Bewegung des Schlamms in einem geeigneten Behälter durch, um ein Absetzen der Flocken zu erhalten.
Während das Wasser oder die Flüssigkeit, die während des Setzvorgangs erhalten wird, im oberen Teil der Vorrichtung abfließt, werden die abgesetzten Schlammklumpen durch geeignete Mittel im unteren Teil der Vorrichtung abgezogen.
Um den Wasseranteil dieser Schlammklumpen gering zu halten, muß man der Kompressionsschnecke einen geringen Steigungswinkel verleihen. Dabei kann es dann vorkommen, daß schon vor dem unteren Ende der Schnecke ein fester Klumpen entsteht, der den Ausgang verstopft und sich nicht mehr weiterbewegt.
An sich ist es aus der AT-PS 2 45 506 bekannt, einen teilentwässerten Schlamm in einem zylindrischen Endverdickungsschacht weiter zu entwässern, in dem sich eine Förderschnecke dreht und der mit einem elastischen Verschluß für den Auslaß des Trockenschlamms versehen ist. Der Schacht besitzt perforierte Wände, durch die Flüssigkeit austritt. Der elastische Verschluß besteht aus einem federbelasteten Konusventil. Ein solcher Endverdickungsschacht eignet sich allerdings in der bekannten Form schlecht, um als dritte Entwässcrungsstufe zu wirken, da der Verschluß bei bereits stark entwässertem Schlamm stets ganz offen sein wird. Erst durch die elastische Lochblende anstatt des Konusvcntils wird erreicht, daß der Schlamm im Schacht zugleich komprimiert, d. h. entwässert und abgeführt wird.
Aus der US-PS 30 65 689 ist eine verformbare elastisehe Austragsöffnung an sich bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, die aus der obengenannten DE-OS bekannte Vorrichtung so zu verbessern, daß die in Verbindung mit der eingangs genannten DE-OS
erläuterte Gefahr vermieden wird
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 definierten Maßnahmen gelost
Durch die Erfindung wird eine Verdickung in drei Stufen erreicht, nämlich zuerst im oberen Teil der Vorrichtung, um das Volumen der Flocken zu vergrößern und ihre Struktur zu stärken, dann ein mäßiges Zusammenpressen der Flocken im konischen Teil der Vorrichtung, wobei ein Teil des Restwassers nach oben zurückbefördert wird, und schließlich eine Schlußverdickung in einem zylindrischen Schacht mit seitlicher Evakuierung des restlichen Wassers.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der sechs Figuren näher erläutert
F i g. 1 ist ein Axialschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
F i g. 2 ist ein Axialschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung.
F i g. 3 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie III-III der F ig. 2.
F i g. 4 zeigt schematisch ein Detail einer Variante zur Vorrichtung gemäß Fig.2, nämlich des Endverdikkungsschachts.
F i g. 5 zeigt eine Ansicht eines weiteren Endverdikkungsschachts.
F i g. 6 zeigt einen Schnitt entlang der Linie VI-VI der F ig. 5.
Der durch primäre und sekundäre Flockenbildung und Klärung gewonnene Schlamm wird tangential durch einen Stutzen 1 in halber Höhe eines Einlaßbehälters 5 in die Vorrichtung eingeführt.
Man führt organische Flockenbildner durch einen Seitenstutzen 2 ein, um im Einlaßbehälter 5 der Vorrichtung eine starke Flockenbildung zu erreichen.
Die so gebildeten großen Flocken setzen sich auf dem Boden des Behälters ab und die Flüssigkeit oder das Wasser, das aus den Flocken kommt, steigt zu einem Überlaufbecken 10 hoch, das über V-förmige Kerben mit dem oberen Teil des Behälters 5 in Verbindung steht. Anschließend rinnt das Wasser durch eine Sammelrinne 11 ab.
Die Flocken, die sich im unteren Teil des Behälters 5 absetzen, werden durch eine oder mehrere Stufen von Schaufeln 7, die sich langsam drehen, nach unten geschoben.
Die Schaufeln werden über eine Achse 8 und ein Getriebe 9, durch das die erwünschte Geschw-ndigkeit erhalten werden kann, von einem nicht dargestellten Motor angetrieben.
Man rührt die Flocken mit geringer Geschwindigkeit, um sie nicht zu zerbrechen. Die Höchstgeschwindigkeit am schnellsten Punkt der Schaufeln sollte 10 cm in der Sekunde nicht überschreiten. Je nach Art der Flocken und der Faserlänge müssen die Schaufeln mehr oder weniger geneigt sein, um langsame Bewegungen des noch sehr feuchten Schlamms hervorzurufen.
Unter dem mechanischen Druck der Schaufeln auf die Flocken und den Bewegungen des Schlamms stellt man eine Zusammenballung der Primärflocken fest, die ihre Struktur verstärken, sowie eine Verringerung der Entfernung zwischen den Flocken und eine Umschichtung der Primärflocken, die sich untereinander verwickeln. Bei allen diesen Vorgängen wird die Flüssigkeit oder das Wasser entzogen, das im Behälter 5 nach oben steigt, und die Konzentration der Feststoffe im Schlamm erhöht.
Die Schaufeln 7 sind mit Löchern 7' versehen, die bei faserigen Schlämmen die Entziehung der Flüssigkeit oder des Wassers, das in den Flocken enthalten ist, verbessert.
Die Vorrichtung kann eine oder mehrere Schaufeln pro Stufe enthalten, die Zahl ist nicht begrenzt.
Die Vorrichtung kann eine Stufe enthalten, aber mehrere Stufen sind günstiger, um den gewünschten Effekt zu erhalten.
Faseriger Schlamm ist volumenmäßig schon sehr konzentriert, wenn er in einem konischen Teil 6 ankommt der sich unten an den Einlaßbehälter 5 anschließt
In diesem Teil befindet sich eine konische Kompressionsschnecke 12, die aus einer oder mehreren Schaufeln mit großem Gewindegang bestehen, um das zu schnelle Setzen der Flocken zu verhindern, das ein Blokkieren des ganzen Systems verursachen kann.
Diese konische Schnecke 12 wird in der Ausführungsform gemäß F i g. 1 durch ein System mit zwei Schaufeln realisiert, das den von den oberen Schaufeln 7 kommenden Schlamm aufnimmt, ihn leicht verdickt und seine Konzentrierung erhöht und ihn anschließend durch eine öffnung unten am konischen Teil 6 in einen waagerechten Schlußverdickungsschacht 14 schiebt
Dieser zylindrische Endverdickungsschacht 14 ist selbst mit einer Förderschnecke 13 ausgerüstet, die sich langsam dreht
Der Schlamm, der die faserigen Substanzen und die Mineralien enthält, besteht dann aus großen, stabilen Flocken, die noch Restflüssigkeit enthalten, die entnommen werden muß, um wirklich feste Massen am Ende der Förderschnecke zu erhalten.
Die durch ein Motorgetriebe 19 betriebene Förderschnecke 13 schiebt den Schlamm unter gleichzeitiger Verfestigung zu einer Auslaßöffnung 17.
Der Verdickungsschacht 14 enthält in der Nähe des Auslasses ein Trockengitter 15. Dieses Trockengitter kann aus einem Blech mit kleinen Schlitzen in der Größenordnung eines Millimeters bestehen, die nach innen glatt sind, oder nach außen geöffnete Schuppen aufweisen. Die Formen der zu verwendenden Gitter sind der Art und der mittleren Größe der faserigen Festbestandteile anzupassen.
Das Trockengitter endet auslaßseitig in einem Trichter 20.
Unter der Wirkung der Schnecke 13 wird das Restwasser teilweise aus dem Schlamm entfernt; dieser komprimiert sich im Trichter 20 des Gitters, der Ausstoß der Schnecke verringert sich und sie stößt mechanisch die Fasern und festen Substanzen nach vorne und komprimiert sie, wodurch das Wasser radial nach außen gedrückt wird und durch das Gitter 15 ausscheidet.
Die zusammengepreßten festen Substanzen werden durch die Auslaßöffnung 17 geschoben, die aus einer Lochscheibe aus einem biegsamen und verformbaren Material, z. B. aus Kautschuk besteht.
Diese öffnung 17 ist die Regulierungsöffnung des Fördersystems, die komplexe Regelschleifen auf einfache Weise ersetzt.
Bei der industriellen Anwendung ist die Menge der in die Vorrichtung kommenden Feststoffe variabel, so daß die Geschwindigkeit der Förderschnecke 13 reguliert werden müßte, um einen normalen Betriebsablauf zu garantieren, wie auch die Größe der Öffnung 17, falls diese z. B. aus Metall wäre.
Eine Messung des Drehmoments der Schnecke sowie eine Messung der Länge des Pfropfens aus festen zusammengepreßten Substanzen, der sich am oberen Teil der Öffnung 17 formt, müßte durchgeführt werden; die-
5
se beiden Messungen müßten einerseits die Öffnung den festen Rippen 21, dem Gitter 15 und der Schnecke oder die Schließung einer Membran an der Öffnung 17 13 faseriger Schlamm befindet, der nicht von der mecha- und andererseits die Geschwindigkeit der Förder- nischen Aktion der Schnecke 13 betroffen wird. schnecke 13 steuern. Wenn der zu pressende Schlamm sowohl lange als
Aufgrund der elastischen Lochscheibe ander Auslaß- 5 auch kurze Fasern enthält, kommt es vor, daß die kurzen Öffnung 17 am Ende des Schachts 14 sind alle diese Fasern sich langsam auf der Wand des Trockengitters Maßnahmen nicht notwendig, die Selbstregulierung 15 ansammeln und so nach und nach seine Verstopfung wird direkt durch die Lochscheibe erzielt. Wenn näm- herbeiführen und die Qualität des Trocknens verminlich der Ausstoß an festen, trockenen Substanzen sich dem.
erhöht, erhöht sich auch die Länge des am Ende des io Für diesen Anwendungsfall sieht man eine bestimmte Schachts 14 komprimierten Pfropfens, und das Drehmo- Anordnung des Trockengitters vor, wie sie in den F i g. ment auf die Achse der Schnecke 13 erhöht sich. Wenn und 6 gezeigt wird.
die lichte Öffnung der Lochscheibe konstant wäre, be- Das Gitter besteht aus Stäben 23 mit trapezförmigem
stünde somit die Gefahr, daß die Schnecke den Pfropfen Querschnitt.
noch mehr zusammendrückt, der sich dann in der öff- 15 Die größte Breite der Stäbe befindet sich im Innern nung 17 blockiert. des Schachts
Mit der biegsamen Lochscheibe komprimiert die Die Stäbe des Gitters sind parallel zur Förderschnek-
Schnecke den Pfropfen, der den Öffnungsdurchmesser ke 13 angeordnet. Der Abstand zwischen den Stäben der Scheibe vergrößert, um ein Gleichgewicht zwischen beträgt zwischen einigen 10 Millimetern und einigen dem festen Förderdurchsatz, der in die Schnecke 20 Millimetern, kommt, und dem festen Ausstoß zu erreichen. Die Stäbe des Gitters werden durch Halteringe
Wenn der Feststoffausstoß sich verringert und Null gehalten.
wird, ist die Länge des Pfropfens gleich der Entfernung Nischen 25 in Längsrichtung, die nach außen durch
zwischen dem Ende der Schnecke 13 und der Ausgangs- Blechstreifen 26 abgeschlossen sind, verhindern das Öffnung der Lochscheibe; das Drehmoment auf die 25 Durchdrehen der Faserknäuel.
Schnecke ist Null, die Schnecke 13 preßt den Pfropfen Die Schnecke 13 fördert den komprimierten faserigen
nicht mehr, der den äußeren Teil des Schachts verstopft Schlamm in Längsrichtung der Schnecke und dieser und hält das hydrostatische Niveau im Behälter 5 auf der Schlamm wird gegen ein Durchdrehen durch die Fasern Höhe des Überlaufbeckens 10. gesichert, die sich in den Nischen 25 befinden. Die aus
Das Gitter 15 im Schacht 14 ist von einem Behälter 30 den gepreßten faserigen Flocken kommende Flüssigkeit oder einer Ablaufrinne 16 umgeben, die das Wasser wird durch Spalten 27 zwischen den Stäben 23 entfernt, oder die Flüssigkeit auffängt, die aus dem Gitter kommt.
Dieses getrübte Wasser mit faserigem Schlamm wird Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
unten an einer Öffnung 18 gesammelt und dann durch geeignete Mittel nach oben transportiert, um mit der zu behandelnden trüben Flüssigkeit vermischt zu werden, die durch den Stutzen 1 kommt Die Förderschnecke 13 hat auf ihrem Umfang in dem Teil, der mit dem Gitter 15 in Kontakt ist, biegsame Lamellen 13', die auf dem Gitter reiben und so seine ständige automatische Reinigung ermöglichen und jede Verstopfung durch die Fasern verhindern.
Bei normalem Betrieb ist der durch die biegsame Lochscheibe am Auslaß 17 mögliche feste Ausstoß höher vorgesehen als der höchste feste Ausstoß, der durch den Stutzen 1 eingeführt werden kann.
In allen Betriebsarten ist die Höhe des vorgepreßten Schlamms im Einlaßbehälter 5 unter der Höhe der oberen Schaufeln 7.
Wenn der flüssige Schlamm langfaserige Substanzen wie Baumwoiifasern, w'oiie. Asbest, usw. enthält, dann entstehen große Flocken und ihr Ineinanderwickeln erzeugt einen Ballen, der sich mit der konischen Kompressiensschraube dreht, was eine starke Verminderung der Vorwärtsbewegung der Fasern und folglich des festen Ausstoßes dieser Schraube bewirkt und was eine totale Blockierung dieser Schraube mit Bruch des Getriebes zur Folge haben kann.
Die Ausführungsform der Erfindung gemäß den F i g. 2 und 3 berücksichtigt diesen Betriebsfall. Dort sind an der Innenwand des Trockengitters vier feste Rippen 21 parallel zur Achse der Schnecke 13 angebracht.
Gemäß der Ausführungsform nach Fig.4 winden sich die Rippen 21' im Schacht 14 derart, daß die Rippen die Spirallinien des äußeren Teils der Schnecke 13 in
einem Winkel von etwa 90° kreuzen. Man sieht in F i g 3, daß sich in Kammern 22 zwischen

Claims (8)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur Entwässerung von Schlamm, der mineralische und organische Feststoffe in Form feiner Fasern enthält, mit einem vertikalen, zylindrischen Einlaßbehälter, in den ein Zuführstutzen für den zu behandelnden Schlamm mündet und der im unteren Teil perforierte Rührschaufeln aufweist, und mit einem den Einlaßbehälter nach unten verlängernden konischen Teil, in dem eine konische Kompiessionsschnecke mit vertikaler Achse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Teil (6) in einen zylindrischen Endverdikkungsschacht (14) mündet, dessen auslaßseitiger Wandteil aus einem Gitter (15) besteht und in dessen Innerem eine Förderschnecke (13) angebracht ist, und daß an der Auslaßöffnung dieses Schachts eine elastische Lochblende (17) von konischer Form angebracht ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochblende (17) im Lochbereich dünner als im äußeren Wandbereich ausgebildet ist.
3. — Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter (15) Spalten aufweist.
4. — Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter (15) schuppenförmige, nach außen geöffnete Spalten aufweist.
5. — Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich feste Rippen (21) an der inneren Wand des Gitters (15) befinden.
6. — Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese Rippen (21) parallel zur Achse der Schnecke (13) angebracht sind.
7. — Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Rippen (21) sich an der Schachtwand spiralförmig erstrecken.
8. — Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter (15) aus Stäben (23) mit trapezförmigem Querschnitt besteht, wobei die größte Breite dieser Stäbe zum Innern des Schachts (14) gerichtet ist und diese Stäbe parallel zur Schnekke (13) angebracht sind, und daß durch Blechstreifen (26) geschlossene Längsnischen (25) zwischen einigen Stäben angebracht sind.
DE2636372A 1975-08-19 1976-08-12 Vorrichtung zum Entwässern von Schlamm Expired DE2636372C2 (de)

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DE2636372A Expired DE2636372C2 (de) 1975-08-19 1976-08-12 Vorrichtung zum Entwässern von Schlamm

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