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Dokumentenidentifikation DE69809947T2 02.10.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 1015392
Titel VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR TRENNUNG VON SCHLAMMARTIGEN MATERIALEN MITTELS EINER FEINBLASIGEN BELÜFTUNG
Anmelder Agrifirm B.V., Meppel, NL
Erfinder BLEEKER, Jacobus, Jan, 1606 CS Venhuizen, NL
Vertreter Abitz & Partner, 81679 München
DE-Aktenzeichen 69809947
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 18.08.1998
EP-Aktenzeichen 989406715
WO-Anmeldetag 18.08.1998
PCT-Aktenzeichen PCT/NL98/00467
WO-Veröffentlichungsnummer 0099008968
WO-Veröffentlichungsdatum 25.02.1999
EP-Offenlegungsdatum 05.07.2000
EP date of grant 04.12.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.10.2003
IPC-Hauptklasse C02F 11/12
IPC-Nebenklasse A01D 33/08   A01C 3/00   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen von schlammartigem Material und Wasser, wobei das schlammartige Material eine Dichte aufweist, die sich der Dichte von Wasser annähert, bei welchem Verfahren eine Wasser und Schlamm umfassende Suspension durch einen Behälter bewegt wird.

Ein Verfahren dieses Typs ist im Stand der Technik allgemein bekannt. Das Ziel ist es, zu bewirken, dass das schlammartige Material mit Hilfe von Flotationstechniken an die Oberfläche geschwemmt wird, und Material, das hochgetrieben wird, wird mit. Hilfe von Abschöpfgerät abgeschöpft. Separate Schaumerzeugungsmittel und dergleichen sind für diesen Zweck erforderlich. Die Zugabe der Mittel verursacht nicht nur Kosten, sondern ruft häufig eine weitere Verunreinigung des Wassers hervor.

Andere Verfahren zum Trennen von schlammartigem Material und Wasser umfassen Erwärmen, was zur Folge hat, dass Wasser durch Verdampfung entfernt wird und schlammartiges Material zurückbleibt. Ein Verfahren dieses Typs ist besonders energieintensiv und ist z. B. zum Konzentrieren von düngerartigen Materialien vorgeschlagen worden.

Aus der japanischen Patentanmeldung 57094388 ist ein Verfahren bekannt, um das Flotieren und Konzentrieren von Schlamm zu unterdrücken und zu verhindern. Eine Entfernung von anaerobem Gas wird verwirklicht, indem der Schlamm einem Luftstrom ausgesetzt wird. Nach Durchdringen mit Luft wird der Schlamm zu einem separaten Behälter zur weiteren Verarbeitung abgelenkt.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem Wasser und schlammartiges Material im Wesentlichen voneinander getrennt werden, ohne dass weitere Chemikalien oder äußerst energieintensive Schritte für diesen Zweck erforderlich sind.

Dieses Ziel wird mit dem wie oben beschriebenen Verfahren erreicht, dadurch dass ein vertikal aufsteigender Strom von feinverteilten Luftblasen durch die Schlammsuspension im Behälter zugeführt wird und dadurch dass ein Strom, der schlammangereichertes Fluid enthält, aus dem unteren Teil des Behälters abgezogen wird.

Die Einsicht, auf der diese Erfindung beruht, besteht darin, im Gegensatz zum Stand der Technik keinen Gebrauch von Flotation für das schlammartige Material zu machen, sondern die scheinbare Dichte von Wasser zu verringern, indem Luft eingespeist wird, was zur Folge hat, dass ein Absetzen von Schlamm stattfindet, weil die Dichte des Schlamms dann höher ist. Der Schlamm kann dann ausgetragen werden.

Das oben beschriebene Verfahren kann unter anderem zur Konzentrierung von düngerartigen Materialien verwendet werden.

Jedoch hat man überraschenderweise gefunden, dass das Verfahren auch zum Reinigen von Produkten, wie z. B. (Blumen)Zwiebeln, verwendet werden kann. Erdbodenmaterial haftet immer an Zwiebeln von diesem Typ an, und zum Export in gewisse Länder legen die Vorschriften fest, dass es absolut kein Erdbodenmaterial geben darf, das an solchen Zwiebeln anhaftet. Zu diesem. Zweck werden im Stand der Technik die Zwiebeln einer Sprühbehandlung mit Wasser unter hohem Druck unterzogen. Es findet infolgedessen regelmäßig eine Beschädigung an den Zwiebeln statt, und es gibt keine Garantie, dass Sandkörner und dergleichen auch vollständig von den Zwiebeln entfernt worden sind.

Ein anderes Verfahren zum Reinigen von Zwiebeln besteht darin, sie in Trommeln von großem Durchmesser einzuführen, die z. B. ein Fassungsvermögen von 15 m³ aufweisen. Diese Zwiebeln, wie z. B. Lilienzwiebeln, werden unter Verwendung einer Art von Waschmaschinenbehandlung gereinigt. Jedoch beschädigt der im Wasser vorhandene Sand die Zwiebel, indem er in sie einfrisst. Außerdem erzeugt dieses Verfahren große Mengen Abwasser, für das es keine weitere Verwendung gibt. Ein Austrag wird unter gegenwärtigen Bedingungen zunehmend weniger annehmbar.

Indem man nun die Zwiebeln, die einschließlich der daran anhaftenden Erde eine Dichte aufweisen, die sich der Dichte von Wasser annähert, durch ein Bad hindurchführt, in dem sich emporsteigende Luft bewegt, wird jegliches Erdbodenmaterial, das an den Zwiebeln anhaftet, auf eine sehr behutsame Weise losgelöst und in eine Suspension gebracht, und Schlammmaterial dieses Typs schlägt sich mittels des oben beschriebenen Mechanismus nieder.

Es ist möglich, das schlammangereicherte Fluid einer weiteren entsprechenden Behandlung zu unterziehen, d. h., es wieder durch ein Bad mit einem Luftstrom hindurchzuführen, was zur Folge hat, dass eine weitere Konzentrierung des Materials stattfinden kann.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Trennen von schlammartigem Material und Wasser, umfassend einen mit Wasser zu füllenden Behälter, welcher Behälter mit Zuführungseinrichtungen für das schlammhaltige Material versehen ist.

Gemäß der Erfindung ist die Basis des Behälters mit Zuführungseinrichtungen für Luft, die perforierte Luftzuführungselemente umfassen, und einen über diesen angeordneten Austrag für Schlamm versehen.

Die Vorrichtung ist abhängig von der Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens von unterschiedlicher Konstruktion. Wenn Zwiebeln oder andere Produkte gereinigt werden, werden solche Produkte mit der Hilfe eines Förderbandes in einen Behälter zugeführt, der Wasser oder ein anderes geeignetes Fluid enthält. Luft wird durch den Behälter hindurchgeführt, und die resultierende Ablagerung wird ausgetragen. Die Produkte werden dann gleichfalls durch mechanische Mittel aus dem Behälter entfernt.

Wenn z. B. Dünger zu konzentrieren ist, ist es nicht notwendig, Produkte aus dem Behälter zu entfernen. Im Grunde gibt es in diesem Fall im Prinzip zwei Abwasserströme, einen, der konzentrierten Schlamm enthält, und den anderen, der behandeltes Fluid, wie z. B. Wasser, enthält. Jedoch ist es möglich, eine Anzahl von Behandlungsschritten durchzuführen, und dies ist insbesondere im Fall der Konzentrierung von schlammartigen Materialien wichtig. Gemäß der Erfindung wird eine Anordnung, die eine Anzahl von Vorrichtungen entsprechend einem der Ansprüche 4-7 umfasst, die in. Stromrichtung stromabwärts voneinander angeordnet sind, für diesen Zweck vorgeschlagen. Eine solche Anordnung kann einen kaskadenartigen Aufbau umfassen.

Im Wesentlichen kann dieselbe Menge Wasser noch mit dem nun vorgeschlagenen Verfahren, verwendet werden. Die Menge an Feuchtigkeit im ausgetragenen Schlamm ist verhältnismäßig klein. Folglich werden kleine Mengen Abwasser erzeugt, was die mit dem Reinigen verbundenen Probleme merklich reduziert. Vorbehandlungs- und Nachbehandlungsvorrichtungen können stromaufwärts und stromabwärts von der Vorrichtung gemäß der Erfindung angeordnet sein. Ein Beispiel für eine Vorbehandlungsvorrichtung, die erwähnt werden kann, ist eine Unterdruckkammer, mit der z. B. anhaftende poröse Teile angebracht werden. Eine Nachbehandlungsvorrichtung kann eine Trennvorrichtung sein, um zu ermöglichen, dass das gebrauchte Spülwasser wiederverwertet wird. Eine (Infrarot)Trocknungsvorrichtung für die Feldfrüchte kann auch vorgesehen sein.

Die Erfindung wird unten mit Bezug auf in der Zeichnung dargestellte veranschaulichende Ausführungsformen in größerer Einzelheit erklärt.

Fig. 1 stellt schematisch eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Reinigen von geernteten Zwiebeln dar; und

Fig. 2 stellt schematisch eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Konzentrieren von Dünger dar.

Fig. 1 stellt eine Vorrichtung zum Reinigen von Zwiebeln dar. Die Vorrichtung wird in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichnet. Eine Fördereinrichtung 2 ist montiert, auf der Zwiebeln, die schematisch mit 5 bezeichnet sind, über eine Zuführungseinrichtung 3 platziert werden. Die Fördereinrichtung 2 ist mit Aufteilungen 4 versehen, um die Zwiebeln so weit wie möglich an ihrem Ort zu halten, insbesondere im abfallenden und ansteigenden Teil der Fördereinrichtung. Im Fördereinrichtungsteil 12 der Fördereinrichtung 2 werden die Zwiebeln dann in einen Behälter 6 eingeführt. Der letztere ist mit Wasser 7 gefüllt. Es gibt eine perforierte Basis 8 in der Unterseite des Behälters. Die perforierte Basis ist mit Perforationen versehen, die einen Durchmesser von zwischen 10 und 60 um und spezieller 20 und 30 um aufweisen. Die perforierte Platte kann aus Edelstahl oder Kunststoff hergestellt sein. Unter der perforierten Platte gibt es eine Kammer, durch die Luft über eine Zuführungseinrichtung 9 eingeführt wird. Die Luft steigt, wie durch Pfeile 11 angezeigt, durch die perforierte Platte 8 empor. Direkt über der perforierten Platte gibt es einen Austrag 14 für Schlamm. In einer Variante ist es möglich, dass sich der erste Teil der Fördereinrichtung 2 auch unter Wasserniveau befindet. Hierdurch wird der Fall der Feldfrüchte auf die Fördereinrichtung durch das Wasser abgemildert.

Die Zwiebeln, die sich auf dem Fördereinrichtungsteil 12 befinden, bewegen sich dann aus dem Behälter 6 heraus und werden in einem Sammelbehälter 10 abgelagert.

Die oben beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Bei Bewegung der Zwiebeln, an denen Erde anhaftet, in der Wanne oder im Behälter 6 werden die Erdbodenpartikeln durch die emporsteigenden feinen Luftblasen behutsam von den Zwiebeln abgelöst. Weil die Dichte des Wassers infolge der Anwesenheit von Luft verhältnismäßig niedrig ist, sedimentieren die Erdbodenpartikeln sofort aus und werden durch die Aufteilungen 4, die sich im Rückführteil 13 der Fördereinrichtung 2 bewegen, in Richtung auf den Austrag 14 bewegt. Auf diese Weise werden einerseits die Zwiebeln gereinigt, und andererseits wird Schlamm aus dem verunreinigten Wasser entfernt.

Fig. 2 stellt eine zweite Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung dar. Die in dieser Figur dargestellte Anordnung ist in ihrer Gesamtheit mit 21 bezeichnet. Die Anordnung besteht aus einer Zuführungsfördereinrichtung 23 und einer Anzahl von verbundenen Trennkammern 24-27, die stromabwärts von ihr in Kaskadenform angeordnet sind. Eine Siebvorrichtung 28 ist in jeder Trennkammer montiert. Die Siebvorrichtung weist etwa dieselben Eigenschaften wie die perforierte Platte oder Siebvorrichtung 8 auf. Eine Luftzuführungseinrichtung 29 ist unter jeder Siebvorrichtung montiert. Eine Teilerplatte 30 ist im tiefsten Teil von jeder Trennkammer angeordnet. Die Teilerplatte 30 kann eine feste Position aufweisen oder kann in der Höhe einstellbar sein, um die Höhe in Bezug zur Siebvorrichtung 28 zu variieren.

31 stellt den Pfad der emporsteigenden Gasblasen dar, die von der Luftzuführungseinrichtung 29 ausgehen.

Die Platte 30 sorgt für eine Trennung zwischen Schlamm von verhältnismäßig hoher Dichte (die Unterseite) und verhältnismäßig reinem Wasser, das über einen Reinwasseraustrag 32 zu einer Ablassstelle 33 ausgetragen wird. Ein Pfeil 36 zeigt die Richtung des ausgetragenen Schlamms an.

Es gibt eine Austragfördereinrichtung 34, die im Behälter 35 für den verhältnismäßig schwereren Schlamm zum Vorschein kommt.

Die oben beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Ein zu reinigendes Material, wie z. B. Schlamm, Dünger und dergleichen, das einen großen Anteil Wasser enthält, wird auf die Zuführungsfördereinrichtung 23 platziert, und das Material wird in die erste Kammer 24 eingespeist. Die scheinbare Dichte von Wasser wird durch die emporsteigenden Gasblasen verringert, was zur Folge hat, dass sich der Schlamm aus der Suspension mit Wasser ablagert und sich entsprechend dem Pfeil 36 über der perforierten Platte 28 unter der Platte 30 zur Kammer 25 bewegt. Das verhältnismäßig reinere Wasser wird direkt dem Reinwasseraustrag 32 zugeführt. Derselbe Arbeitsvorgang findet in der Kammer 25 statt, wobei eine weitere Konzentrierung von Schlamm stattfindet. Dasselbe gilt im Fall der Kammern 26 und 27. Auf diese Weise kann ein Konzentrieren des Schlammmaterials ohne energieintensive Maßnahmen stattfinden und ohne die Zufuhr von Chemikalien. Die Luftzufuhr kann bei verhältnismäßig niedrigem Druck erreicht werden. In der Praxis hat man gefunden, dass hinreichende Luft durch das Wasser transportiert werden kann, indem man einen einfachen Ventilator von verhältnismäßig geringer Leistung verwendet.

Für Fachleute ist es aus den vollständig unterschiedlichen Aufbauten in den oben beschriebenen veranschaulichenden Ausführungsformen unmittelbar einsichtig, dass zahlreiche Varianten des erfinderischen Konzepts möglich sind, ohne dass man den Bereich der vorliegenden Anmeldung überschreitet. Folglich ist es z. B. in der Variante entsprechend Fig. 2 möglich, den Winkel zwischen den verschiedenen Kammern einstellbar zu machen, abhängig von dem zu verarbeitenden Material. Außerdem können die unterschiedlichsten Produkte behandelt werden, wie z. B. andere landwirtschaftliche Produkte, aber z. B. auch archäologische Funde, die sehr sorgfältig zu behandeln sind. Es sollen deshalb auch Varianten dieses Typs in das erfinderische Konzept, wie in den angefügten Ansprüchen formuliert, fallen.


Anspruch[de]

1. Verfahren zum Trennen von schlammartigem Material und Wasser in einem Behälter, wobei das schlammartige Material eine Dichte aufweist, die sich der Dichte von Wasser annähert, bei welchem Verfahren eine Wasser und Schlamm umfassende Suspension durch den Behälter bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein vertikal aufsteigender Strom von feinverteilten Luftblasen durch die Schlammsuspension im Behälter (6; 24-27) zugeführt wird und dass ein Strom, der schlammangereichertes wasserabgereichertes Fluid enthält, aus dem unteren Teil des Behälters abgezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schlamm an zu reinigenden Produkten (5) anhaftet und die Produkte in den mit Wasser gefüllten Behälter eingeführt werden und daraus entfernt werden, nachdem der Schlamm losgelöst worden ist.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das schlammangereicherte Fluid einer weiteren Behandlung zum Abtrennen von schlammartigem Material gemäß Anspruch 1 unterzogen wird.

4. Vorrichtung zum Trennen von schlammartigem Material und Wasser, umfassend einen mit Wasser zu füllenden Behälter (6; 24-27) zum Trennen von schlammartigem Material und Wasser, welcher Behälter mit Zuführeinrichtungen (2, 23) für das Schlamm enthaltende Material versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis des Behälters mit Zuführeinrichtungen für Luft, umfassend perforierte Luftzufuhrelemente (8, 28), und einem oberhalb von diesen angeordneten Austrag (14, 36) für Schlamm versehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Luftzufuhrelemente eine perforierte Platte umfassen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bei der die Zuführeinrichtungen eine Fördereinrichtung umfassen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der sich die Fördereinrichtung (2) über die effektive Länge des Behälters erstreckt und von dieser Stelle an als Austrag-Fördereinrichtung konstruiert ist.

8. Anordnung, umfassend eine Anzahl von Vorrichtungen (24-27) nach einem der Ansprüche 4-7, die in Strömungsrichtung stromabwärts voneinander angeordnet sind.

9. Anordnung nach Anspruch 8, bei der die Vorrichtungen (24-27) an verschiedenen Niveaus kaskadenartig angeordnet sind.







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