Verfahren und Einrichtung zum Auftragen einer Filterhilfsschicht auf das Filtermedium von Filterpressen
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und eine Einrichtung zum Auftragen einer Filterhilfsschicht auf das Filtermedium von Filterpressen, die zur Filtration von schwer filtrierbaren Mischsystemen, insbesondere zum Entwässern von Abwasserschlämmen kommunaler und/oder industrieller Herkunft, bestimmt sind.



   Kammerfilterpressen bieten, wie festgestellt wurde, im Rahmen einer rationellen Komposition der technischen Möglichkeiten eindeutige Vorteile, die besonders bei Anwendung des Schlamm-Asche Verfahrens, d. h. beim Zusatz von Asche oder anderen Arten von Filterhilfsmitteln zum Schlamm vor einer Filtration, sehr ausgeprägt sind. Dabei ermöglicht wohl der Zusatz von Asche zum Schlamm die Filtration des Mischsystems, er verhindert aber nicht das Haften des sich bei der Filtration insbesondere von kommunalen Abwässern ausbildenden Filterkuchens am Filtermedium, z. B. am Filtertuch, womit das Filtrationsverfahren vollkommen in Frage gestellt ist. Das Haften des Filterkuchens führt nämlich zu einer schnellen Verschmutzung und anschlie ssenden Verstopfung des Filtermediums, ergibt eine verringerte Filterleistung und verhindert einen selbsttätigen Kuchen abfall.

   Ein automatischer Verfahrensablauf ist damit nicht realisierbar, denn die Filterpressen müssen von Hand entleert werden, und das Filtermedium muss häufig gewaschen werden. Diese manuelle Tätigkeit erfordert viel Personal, und der erhöhte Aufwand führt zwangläufig zu einer Unwirtschaftlichkeit von Filtrierverfahren, was insbesondere bei Abwasserschlämmen, einem unerwünschten Abfallprodukt, nicht als vertretbar angesehen wird. Von verfahrenstechnischer Bedeutung wäre deshalb die Anwendung einer Filterhilfsschicht, einer sogenannten Precoatschicht bei der Filtration von schwer filtrierbaren Mischsystemen auf Filterpressen, wie sie bei Drehfiltern, vor allem bei Vakuum-Drehfiltern angewendet wird.



   Bei einer Filterpresse liegen jedoch wesentlich andere Verhältnisse vor als bei   Drehfiltern.    Theoretisch ist die Speicherung einer Filterhilfsschicht auf dem Filtermedium unzweckmässig und technisch auch gar nicht möglich. Man muss deshalb die Filterschicht chargenweise aufbringen und die Schichtstärke auf ein Minimum reduzieren. Es wäre dann zu fordern, dass die Schichtstärke der Filterschicht möglichst gleichmässig und dünn ist und dass sie im Hinblick auf die rationelle Filterleistung in möglichst kurzer Zeit aufgebracht wird. Das ist aber relativ schwierig. Die bekannten Filterhilfsmittel, z. B. Kieselgur, liegen in ihrem spezifischen Gewicht im Bereich von 2,0 bis 2,5 t/cbm, und die Filterkammern begünstigen die Sedimentation dieser Mittel in die unteren Regionen.

   Um dies zu vermeiden, müsste man jede einzelne Filterkammer getrennt voneinander von unten im Gegenstrom zur Sedimentationsrichtung beschicken, um durch die Aufwärtsströmung den Absetztendenzen des Filterhilfsmittels beim Auftragen der Filterhilfsschicht entgegenzuwirken. Die Filtrationsbedingungen würde man durch einen derartigen Auftrag der Filterhilfsschicht zwar verbessern, aber da das Aufbringen kompliziert und mit Zeitaufwand verbunden ist, wäre eine wesentliche Filterleistung nicht zu erzielen und das Verfahren nicht rationell.



   Gemäss der Erfindung wird das Auftragen einer Filterhilfsschicht auf das Filtermedium von Filterpressen, die zur Filtration von schwer filtrierbaren Mischsystemen, insbesondere zum Entwässern von Abwasserschlämmen kommunaler und/oder industri  eller Herkunft bestimmt sind, in der Weise durchgeführt, dass das Filterhilfsmittel mit Trägerdruckluft in eine Trägerflüssigkeit eingeschossen und das entstehende Gemisch von Trägerflüssigkeit und Filterhilfsmitteln mit der gleichen Trägerdruckluft mit einer Strömungsgeschwindigkeit, welche einem Mehrfachen der Sedimentationsgeschwindigkeit des Filterhilfsmittels entspricht, in die Filterkammern auf das Filtermedium aufgeschossen wird.

   Dabei empfiehlt es sich, dass das Filterhilfsmittel in einer Menge von 0,2 bis 0,5 kg/m2 Filterfläche verwendet wird und die Trägerflüssigkeit in einer Menge vom etwa 2fachen des Kammervolumens der Filterpresse.



   Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens enthält einen Druckwasserbehälter mit einer Zuleitung für die Trägerflüssigkeit, ein Tauchrohr mit einem Zumischkopf in der Nähe des Bodens des Druckwasserbehälters, einen Druckluftbehälter, dessen Ausgang an das Tauchrohr und dessen Eingang an seine Vorkammer mit poröser Trennwand vor dem Druckbehälterteil an einen Druckluftspeicher angeschlossen ist, eine einregelbare Umluftleitung, parallel zum Druckluftbehälter, einen über den Druckluftbehälter angeordneten Speicherbehälter für die Filterhilfsmittel mit einer Dosiervorrichtung und Kommandogeräte, die vom Zustand des Druckwasserbehälters und vom Füllzustand der Filterpresse die Bereitung der Filterhilfsschicht und den Eintrag   der Filterhilfsschicht in die Filterpresse ; steuern.   



   Die Erfindung vermeidet den Nachteil, dass z. B. das Aschereservoir konstruktiv über dem Druckwasserbehälter anzuordnen ist, was eine Bauhöhe des Gesamtsystems ergeben würde, die wesentlichen und bestimmenden Einfluss auf die Höhe des zugehörigen Gebäudes nimmt und oft Anlass zu einem erhöhten Baupreis gibt. Sie vermeidet auch eine Lösung, bei der man den Speicherbehälter für die Filterhilfsmittel neben den Druckwasserbehälter stellt und die über eine Zellenschleuse zudosierte Aschemenge durch einen   Vertikal- bzw.    Schrägförderer so hoch fördert, dass sie von oben in den Druckwasserkessel gegeben werden kann, da diese Lösung die Betriebssicherheit des Systems durch eine Vergrösserung von beweglichen Elementen sowie Lagerstellen herabsetzt.

   Sie hat den grossen Vorteil, dass man durch das Verwenden eines pneumatischen Fördersystems und sein Einbeziehen in den funktionellen Ablauf der Zuteilung sowie des Aufbringens der Filterhilfsschicht ein vereinfachtes,   betriebssicheres    und wirtschaftliches Gesamtsystem schafft, welches ausserdem gestattet, die Precoatsuspension mit sich zeitlich ändernder Feststoffkonzentration in die Presse einzutragen. Verfahrenstechnisch bietet sich eine hinreichende Anpassungsfähigkeit an die sich von Fall zu Fall verändernde Aufgabensituation.



   Die für die Anlage zur Durchführung des Verfahrens wesentlichen Hauptteile sind in der   Zeich-    nung dargestellt:
Der Bunker für die Speicherung des Filterhilfsmittels ist mit 1 bezeichnet, 2 ist eine Zellenschleuse, 3 ein Druckbehälter mit einer Vorkammer 11 und einer durchlochten Trennwand 13. Zwischen der Zellenschleuse 2 und dem Druckbehälter 3 befindet sich das Absperrorgan 4. Die Druckluft wird der Vorkammer 11 des Druckbehälters 3 vom Druckluftspeicher über die Leitung 30, über das Luftventil 5 und das Mengenregelventil 6 zugeführt. Parallel zum Druckbehälter 3 liegt eine Umlaufleitung 15, die im Mischkopf 10 mündet und das Umluftventil 8 und das Mengenregelventil 7 enthält. Zum Steuern des Umluftventils 8 dient ein Kontaktmanometer am Druckbehälter 3 und zur Entlüftung des Druckbehälters 3 das Entlüftungsventil 40.

   Der Buchstabe E an allen Ventilen deutet auf eine elektromagnetische Steuerung. Der Druckwasserkessel 21, zur Aufbereitung der Precoatsuspension, steht mit der Filtratpumpe 25, die in einem Filtratsammelbehälter 31 angeordnet ist, über die Leitung 22 unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils 23 in Verbindung und mit dem Druckbehälter 3 über die Leitung 14, die im Druckbehälter 3 mit einem Zumischkopf 12 beginnt und im unteren Ende des Druckwasserbehälters 21 mit einem Mischkopf 27 endet. In der Leitung 14 liegt ausserdem ein Mischkopf 10 und das Förderventil 9. Der Druckwasserkessel 21 hat ausserdem einen Füllstandsanzeiger mit zwei Kontaktschaltern 24a und 24b. Die Leitung zur Filterpresse ist mit 28 bezeichnet, ein Entlüftungsventil in einer Entlüftungsleitung mit 26. Die Leitung 32 am Druckwasserkessel 21 ist eine Entleerungsleitung mit einem Durchlassventil.



   Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens arbeitet wie folgt:
Im Bunker 1 wird das erforderliche Filterhilfsmittel, zum Beispiel Asche, eingelagert und über die Zellenschleuse 2, nachdem die Öffnung des Entlüftungsventils 40 vom unteren Schwimmerkontaktschalter 24b veranlasst worden ist, in der vorgesehenen Menge dem Druckbehälter 3 zudosiert. Der Schwimmerkontaktschalter 24b zeigt die Entleerung des Druckwasserkessels 21 nach dem Auftrag der Precoatschicht auf das Filtermedium an. Nach eingestelltem Zeitablauf schaltet die Zellenschleuse 2 ab und das Absperrorgan 4 zu. Der Kontaktschalter 24b hat ausserdem die Inbetriebsetzung der Filtratpumpe 25 veranlasst, so dass das Filtrat zwischenzeitlich über die Leitung 22 in den Druckwasserkessel 21 gepumpt wird. Sobald die Filterpresse geschlossen hat, wird auf Kommando eines Steuergerätes an der Filterpresse, z.

   B. eines Manometers, das Entlüftungsventil 26 geschlossen, das Luftventil 5 geöffnet und Druckluft aus dem aufgeladenen Druckluftspeicher 30 mit zum Beispiel 6 atü in die Vorkammer 11 des Druckbehälters 3 geleitet. Die Druckluft schiesst durch die poröse Trennwand 13 sowie die daraufliegende Asche in den Druckluftbehälter ein, lockert die Asche dabei auf und verdrängt sie nach Öffnen des Förderventils 9 aus dem Behälter 3 über den Mischkopf 10 und die Leitung 14 in den   Druckwasserkessel 21. Das Förderventil 9 erhält vom Kontaktmanometer 41, sobald dieses den auf den eingestellten Druck im Druckbehälter 3 angestiegenen Druck anzeigt, das Kommando zum Öffnen.



  Durch das einschliessende Luft-Asche-Gemisch wird im Druckwasserkessel 21 eine Turbulenz erzeugt.



  Der Zumischkopf 27 ist so ausgebildet, dass sich die Trägerluft der Asche entmischt und durch die Flüssigkeit aufsteigt, während sich die Asche mit der Flüssigkeit durch die Turbulenz begünstigt zur Precoat-Suspension aufbereitet. Die Druckluft verdrängt die   PrecoaSSuspension    aus dem Druckwasserbehälter 21 und fördert sie kurzzeitig durch die Leitung 28 in die Filterpresse. Es kommt so zur spontanen Ausbildung der Filterhilfsschicht auf den Filtermedien der Filterpresskammern. Der Spiegel im Druckwasserbehälter sinkt dabei wieder bis zum Kontaktschalter 24b ab, worauf sich der eben beschriebene Vorgang von neuem abwickelt.



   Zur Regelung der Fördergeschwindigkeit der Asche in die Leitung 14 und damit zur Beeinflussung der Feststoffkonzentration über die Zeit in der die Leitung 28 passierenden Precoatsuspension ist parallel zu Druckbehälter 3 eine Umluftleitung 15 angeordnet. Nach Öffnen des Umluftventils 8 durch das Kontaktmanometer 41 bestimmt die Einstellung von Hand der beiden Mengenregelventile 6 und 7 die anteiligen Verhältnisse von   Förder- zu    Umluft im Mischkopf 10.



   Die wesentliche Bedeutung des vorbeschriebenen Systems besteht darin, dass die für die   Spontaneität    der Precoataufbringung erforderliche Druckluft aus dem Speicherbehälter über die Leitung 30 alle wesentlichen Arbeitsprozesse des Systems funktionell übernimmt, die zusammenfassend beschrieben bestehen im Aschetransport, Mischen von Asche und Trägerflüssigkeit sowie spontane Förderung der Precoatsuspension bei gleichzeitiger funktionsgerechter Ausbildung der Filterhilfsschicht in der Filterpresse.



  Der Aschetransport erfolgt vollkommen staubfrei und ohne separate Staubabscheidung.   



  
 



  Method and device for applying a filter aid layer to the filter medium of filter presses
The present invention relates to a method and a device for applying a filter aid layer to the filter medium of filter presses, which are intended for the filtration of difficult-to-filter mixed systems, in particular for the dewatering of sewage sludge of municipal and / or industrial origin.



   As has been established, chamber filter presses offer clear advantages within the framework of a rational composition of the technical possibilities, which are particularly important when using the sludge-ash process, i.e. H. when adding ash or other types of filter aids to the sludge prior to filtration, are very pronounced. The addition of ash to the sludge allows the mixing system to be filtered, but does not prevent the filter cake formed during the filtration, in particular of municipal sewage, from sticking to the filter medium, e.g. B. on the filter cloth, which completely calls into question the filtration process. The fact that the filter cake adheres quickly leads to contamination and subsequent clogging of the filter medium, results in reduced filter performance and prevents automatic cake waste.

   An automatic process sequence cannot be realized because the filter presses have to be emptied by hand and the filter medium has to be washed frequently. This manual activity requires a lot of personnel, and the increased effort inevitably leads to an inefficiency of the filtration process, which is not considered to be justifiable, especially in the case of sewage sludge, an undesirable waste product. The use of an auxiliary filter layer, a so-called precoat layer, would therefore be of process engineering importance for the filtration of difficult-to-filter mixing systems on filter presses, as is used in rotary filters, especially in rotary vacuum filters.



   In a filter press, however, the conditions are significantly different from those in rotary filters. Theoretically, the storage of an auxiliary filter layer on the filter medium is impractical and technically not possible at all. You must therefore apply the filter layer in batches and reduce the layer thickness to a minimum. It would then be required that the layer thickness of the filter layer is as uniform and thin as possible and that it is applied in the shortest possible time with regard to the efficient filter performance. But that is relatively difficult. The known filter aids, e.g. B. kieselguhr, are in their specific weight in the range of 2.0 to 2.5 t / cbm, and the filter chambers favor the sedimentation of these agents in the lower regions.

   In order to avoid this, each individual filter chamber would have to be charged separately from one another from below in countercurrent to the sedimentation direction in order to counteract the tendency of the filter aid to settle when the filter aid layer is applied by the upward flow. The filtration conditions would indeed be improved by such an application of the filter aid layer, but since the application is complicated and time-consuming, a substantial filter performance would not be achievable and the process would not be efficient.



   According to the invention, the application of a filter aid layer to the filter medium of filter presses, which are intended for the filtration of difficult-to-filter mixed systems, in particular for the dewatering of sewage sludge of municipal and / or industrial origin, is carried out in such a way that the filter aid is mixed with compressed air carrier in a carrier liquid shot in and the resulting mixture of carrier liquid and filter aids is shot into the filter chambers onto the filter medium with the same compressed air carrier at a flow rate which corresponds to a multiple of the sedimentation rate of the filter aid.

   It is recommended that the filter aid is used in an amount of 0.2 to 0.5 kg / m2 filter surface and the carrier liquid in an amount of about twice the chamber volume of the filter press.



   The device for carrying out the method contains a pressurized water tank with a feed line for the carrier liquid, a dip tube with a mixing head near the bottom of the pressurized water tank, a compressed air tank, the output of which is connected to the immersion tube and its input to its antechamber with a porous partition in front of the pressure container part a compressed air storage tank is connected, an adjustable circulating air line, parallel to the compressed air tank, a storage tank for the filter aids arranged above the compressed air tank with a metering device and command devices which, depending on the state of the pressurized water tank and the filling status of the filter press, prepare the filter aid layer and enter the filter aid layer into the filter press ; Taxes.



   The invention avoids the disadvantage that, for. B. the ash reservoir is to be arranged constructively above the pressurized water tank, which would result in an overall height of the overall system, which has a significant and decisive influence on the height of the associated building and often gives rise to an increased construction price. It also avoids a solution in which the storage container for the filter aids is placed next to the pressurized water tank and the amount of ash dosed via a cell lock is conveyed so high by a vertical or inclined conveyor that it can be fed into the pressurized water boiler from above, as this solution reduces the operational reliability of the system by increasing the size of moving elements and bearings.

   It has the great advantage that by using a pneumatic conveying system and including it in the functional sequence of the allocation and the application of the auxiliary filter layer, a simplified, operationally reliable and economical overall system is created which also allows the precoat suspension with the solids concentration that changes over time Press to enter. In terms of process technology, there is sufficient adaptability to the task situation, which changes from case to case.



   The main parts that are essential for the system to carry out the process are shown in the drawing:
The bunker for storing the filter aid is denoted by 1, 2 is a cell lock, 3 is a pressure vessel with an antechamber 11 and a perforated partition 13. The shut-off element 4 is located between the cell lock 2 and the pressure vessel 3 of the pressure vessel 3 is supplied from the compressed air reservoir via the line 30, via the air valve 5 and the quantity control valve 6. Parallel to the pressure vessel 3 is a circulation line 15 which opens into the mixing head 10 and contains the air circulation valve 8 and the quantity control valve 7. A contact manometer on the pressure vessel 3 is used to control the air circulation valve 8, and the vent valve 40 is used to vent the pressure vessel 3.

   The letter E on all valves indicates electromagnetic control. The pressurized water boiler 21 for preparing the precoat suspension is connected to the filtrate pump 25, which is arranged in a filtrate collecting tank 31, via line 22 with a check valve 23 interposed, and to the pressure tank 3 via line 14, which is connected to a Mixing head 12 begins and ends in the lower end of the pressurized water tank 21 with a mixing head 27. A mixing head 10 and the delivery valve 9 are also located in the line 14. The pressurized water boiler 21 also has a level indicator with two contact switches 24a and 24b. The line to the filter press is denoted by 28, a vent valve in a vent line by 26. The line 32 on the pressurized water boiler 21 is an emptying line with a passage valve.



   The facility for carrying out the procedure works as follows:
The required filter aid, for example ash, is stored in the bunker 1 and metered into the pressure vessel 3 in the intended amount via the cell lock 2 after the opening of the vent valve 40 has been initiated by the lower float contact switch 24b. The float contact switch 24b indicates that the pressurized water tank 21 has been emptied after the precoat layer has been applied to the filter medium. After the set time, the cell lock 2 switches off and the shut-off element 4 closes. The contact switch 24b has also initiated the start-up of the filtrate pump 25, so that the filtrate is in the meantime pumped into the pressurized water tank 21 via the line 22. As soon as the filter press has closed, on command of a control device on the filter press, e.g.

   B. a manometer, the vent valve 26 is closed, the air valve 5 is opened and compressed air from the charged compressed air reservoir 30 with, for example, 6 atmospheric pressure is passed into the antechamber 11 of the pressure vessel 3. The compressed air shoots through the porous partition 13 and the ash lying on it into the compressed air tank, loosens the ash and, after opening the delivery valve 9, displaces it from the container 3 via the mixing head 10 and the line 14 into the pressurized water tank 21. The delivery valve 9 receives the command to open from the contact manometer 41 as soon as it shows the pressure which has risen to the set pressure in the pressure vessel 3.



  Turbulence is generated in the pressurized water boiler 21 by the air-ash mixture that encloses it.



  The admixing head 27 is designed in such a way that the carrier air of the ash separates and rises through the liquid, while the ash and the liquid are processed into a precoat suspension, favored by the turbulence. The compressed air displaces the precoSuspension from the pressurized water tank 21 and briefly conveys it through the line 28 into the filter press. This leads to the spontaneous formation of the filter aid layer on the filter media of the filter press chambers. The level in the pressurized water tank drops again to the contact switch 24b, whereupon the process just described takes place again.



   A circulating air line 15 is arranged parallel to pressure vessel 3 to regulate the conveying speed of the ash into line 14 and thus to influence the solids concentration over time in the precoat suspension passing through line 28. After the air circulation valve 8 has been opened by the contact manometer 41, the manual setting of the two volume control valves 6 and 7 determines the proportional proportions of conveying air to air circulation in the mixing head 10.



   The essential importance of the system described above is that the compressed air required for the spontaneity of the precoat application from the storage container via line 30 functionally takes over all the essential work processes of the system, which, as described in summary, consist of ash transport, mixing of ash and carrier liquid as well as spontaneous delivery of the precoat suspension with simultaneous functional formation of the auxiliary filter layer in the filter press.



  The ash is transported completely dust-free and without separate dust separation.