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Dokumentenidentifikation DE102006021131A1 08.11.2007
Titel Vorrichtung und Verfahren zum Trocknen von Klärschlamm
Anmelder Bilfinger Berger Umwelttechnik GmbH, 65326 Aarbergen, DE
Erfinder Zizmann, Richard, 72401 Haigerloch, DE
Vertreter Keil & Schaafhausen Patentanwälte, 60322 Frankfurt
DE-Anmeldedatum 04.05.2006
DE-Aktenzeichen 102006021131
Offenlegungstag 08.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.11.2007
IPC-Hauptklasse C02F 11/12(2006.01)A, F, I, 20060504, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen von Klärschlamm (1) oder dergleichen Biomasse mit einer Trockenfläche (2), auf die der Klärschlamm oder dergleichen zum Trocknen ausbringbar ist. Der Klärschlamm (1) oder dergleichen kann mit einer Förder- und/oder Wendeeinrichtung (3) auf der Trockenfläche (2) bewegt werden. Die Förder- und/oder Wendeeinrichtung (3) weist zumindest bereichsweise nach unten zu der Trockenfläche (2) weisende Zinken (9) oder dergleichen auf, während auf der Trockenfläche (2) von dieser im Wesentlichen nach oben ragende Kammstifte ausgebildet sind.

Beschreibung[de]

Die Erfindung eine Vorrichtung zum Trocknen von Klärschlamm oder dergleichen Biomasse mit einer Trockenfläche, auf die der Klärschlamm oder dergleichen zum Trocknen ausbringbar ist, und mit einer Förder- und/oder Wendeeinrichtung, die zum Fördern und/oder Wenden von Klärschlamm oder dergleichen auf der Trockenfläche im Wesentlichen parallel zu dieser in einer Förderrichtung bewegbar ist. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Trocknen von Klärschlamm oder dergleichen Biomasse.

Aus der DE 43 15 321 A1 ist eine Vorrichtung zur Trocknung von Schlämmen und verschmutzten Flüssigkeiten mit Solarstrahlung bekannt, bei welcher Schlamm oder dergleichen auf ein Grabensilo aufgebracht und mittels einer als Paddelwalze ausgebildeten Transport- und Wendevorrichtung transportiert werden kann. Die Paddelwalze ist dabei nur unstetig betätigbar, da sie nach dem Überfahren des Grabensilos zunächst in ihre Ausgangsposition zurückbewegt werden muss. Auch aus der DE 197 04 201 A1 ist eine Vorrichtung zum Entwässern und Trocknen von Schlämmen bekannt, bei welcher der Schlamm mit einem Unstetigförderer über eine Gitterschicht bewegt wird.

In der Praxis führt dies dazu, dass bei Trockenflächen von beispielsweise etwa 50 m Länge die Paddelwalze etwa 3 Stunden benötigt, um über die Trockenfläche und in ihre Ausgangsposition zurücktransportiert zu werden. Durch diese vergleichsweise langen Zyklen kommt es häufig zu einem unerwünschten Anbacken von Schlamm auf der Trockenfläche.

In der DE 103 11 554 B4 wurde daher eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zum Trocknen von Klärschlamm vorgeschlagen, bei welcher ein Kratzförderer, der mehrere Kratzer oder Räumbalken aufweisen kann, kontinuierlich betrieben wird. In Abhängigkeit der Einsatzbedingungen kann es in einigen Fällen wünschenswert sein, den getrockneten Klärschlamm auf eine definierte Granulatgröße zu zerkleinern. Weiter tritt bei bekannten Vorrichtungen teilweise das Problem einer Verschmutzung der Förder- und/oder Wendeeinrichtung auf, welche sich nur zeitaufwendig beseitigen lässt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zum Trocknen von Klärschlamm oder dergleichen und ein entsprechendes Verfahren zu schaffen, wobei die Vorrichtung leicht reinigbar ist und gleichzeitig ein Aufbrechen des getrockneten Klärschlamms auf eine definierte Granulatgröße ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im Wesentlichen dadurch gelöst, dass die Förder- und/oder Wendeeinrichtung zumindest bereichsweise nach unten zu der Trockenfläche weisende Zinken oder dergleichen aufweist, und dass auf der Trockenfläche von dieser im Wesentlichen nach oben ragende Kammstifte ausgebildet sind. Bei einer Bewegung der Förder- und/oder Wendeeinrichtung relativ zu der Trockenfläche passieren die Zinken die Kammstifte, so dass Verschmutzungen an den Zinken an den Kammstiften abgestreift werden. So werden insbesondere Zöpfe, welche sich häufig an den Zinken bilden, durch das Passieren der Zwischenräume zwischen den Kammstiften von den Zinken abgezogen. Gleichzeitig muss der zu trocknende Klärschlamm die Zwischenräume zwischen den auf der Trockenfläche ausgebildeten Kammstiften passieren, wenn der Klärschlamm über die Trockenfläche gefördert wird. Hierdurch wird der getrocknete Klärschlamm oder dergleichen aufgebrochen, so dass durch den Abstand der Kammstifte die Granulatgröße des getrockneten Klärschlamms oder dergleichen definiert wird. Die mit den Zinken zusammenwirkenden Kammstifte dienen somit einerseits zum Reinigen der Zinken und andererseits zum Zerkleinern des getrockneten Klärschlamms.

Die vorliegende Erfindung ist dabei nicht nur auf die Trocknung von Klärschlamm oder dergleichen Biomasse beschränkt, sondern umfasst die Trocknung und/oder Entwässerung von beliebigen Flüssigkeiten, Schlämmen und/oder Feststoffen.

Um ein optimales Reinigungsergebnis und einen störungsfreien Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu erzielen, sind vorzugsweise mehrere Zinken senkrecht zur Förderrichtung zumindest um die Breite eines Kammstiftes voneinander beabstandet angeordnet. In gleicher Weise sind mehrere Kammstifte senkrecht zur Förderrichtung zumindest um die Breite eines Zinken voneinander beabstandet angeordnet. Die Zinken können so durch die Zwischenräume zwischen den Kammstiften geführt werden.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Kammstifte und/oder die Zinken jeweils in senkrecht oder schräg zur Förderrichtung verlaufenden Linien angeordnet. Entlang der Trockenfläche können dabei mehrere auf gekrümmten oder geraden Linien angeordnete Kammstifte verteilt angeordnet sein. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass der zu trocknende Klärschlamm oder dergleichen in Förderrichtung mehrere Kammstifte passieren muss.

Wenn die Kammstifte und/oder die Zinken jeweils in zueinander in Förderrichtung versetzt angeordneten Gruppen angeordnet sind, ist die von der Förder- und/oder Wendeeinrichtung aufzubringende Kraft, welche während des Aufbrechens des getrockneten Klärschlamms oder dergleichen beim Passieren der Zwischenräume zwischen den Kammstiften durch die Zinken aufzubringen ist, vorteilhafterweise möglichst gering. Die versetzte Anordnung der Kammstifte bzw. der Zinken verhindert auch ein Kippen eines beispielsweise an einer Förderkette oder einem Förderseil befestigten Balkens oder dergleichen Kratzer der Förder- und/oder Wendeeinrichtung.

Um die Granulatgröße des getrockneten Klärschlamms oder dergleichen individuell anpassen zu können, wird es bevorzugt, dass der Abstand der Kammstifte zueinander veränderbar ist.

Die Trockenfläche kann einen Unterbau beispielsweise aus Beton und/oder einem Dämmstoff aufweisen. Dabei wird es bevorzugt, wenn in dem Unterbau für jeden Kammstift ein Widerlager aus Beton, Stahl, Kunststoff oder dergleichen vorgesehen ist, so dass die Kammstifte sicher in dem Unterbau der Trockenfläche gehalten werden. Der Unterbau kann auch mit einer Bewehrung versehen sein.

In Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens ist es vorgesehen, dass die Kammerstifte jeweils einen nach oben zumindest nicht wesentlich über die Trockenfläche hinausragenden Lagerstift aufweisen, welcher insbesondere in dem Unterbau in einem Widerlager fixiert ist und auf welchem lösbar ein Federelement vorgesehen ist. Das von der Trockenfläche im Betrieb nach oben ragende Federelement bildet dabei den Abschnitt des Kammstiftes, welcher den zu trocknenden Klärschlamm oder dergleichen zerkleinert und die Zinken der Förder- und/oder Wendeeinrichtung reinigt, wenn die Zinken die Zwischenräume zwischen den Kammstiften passieren.

Wenn die Kammstifte jeweils wenigstens ein auswechselbares Federelement aus Federstahl oder dergleichen aufweisen, können die Kammstifte Fremdstoffen, wie Steinen oder dergleichen, federnd ausweichen. Im Gegensatz zu bekannten Anlagen verursachen Steine oder dergleichen im Klärschlamm enthaltene Fremdstoffe daher kein Blockieren oder Beschädigen der Vorrichtung. Falls dennoch das Federelement eines Kammstiftes beschädigt werden sollte, hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass die Federelemente einzeln auswechselbar sind, und dass längere Stillstandszeiten der Vorrichtung auftreten. So können die bspw. rohrartigen Federelemente auf die Kammstifte aufgesteckt und von diesen abgezogen werden.

Die Trockenfläche ist zumindest bereichsweise durch eine in dem Unterbau der Trockenfläche vorgesehene Heizeinrichtung beheizbar. Diese Heizeinrichtung kann durch Heizschlangen oder dergleichen gebildet werden, wobei im Bereich der Kammstifte und/oder in Dehnfugen ein spezieller Schutz der Heizung vorgesehen sein kann.

Wenn weiter die Trockenfläche zumindest bereichsweise in einem nach Art eines Gewächshauses aufgebauten Gebäude angeordnet ist, kann der Klärschlamm oder dergleichen zumindest teilweise solar getrocknet werden. Das Gebäude hat dabei die Aufgabe, den zu trocknenden Klärschlamm vor Regen oder dergleichen Witterungseinflüssen zu schützen, die Sonnenstrahlung zur Erwärmung des Gebäudeinnenraums bzw. des auf die Trockenfläche aufgebrachten Klärschlamms zu nutzen und Feuchtigkeit durch Be- und Entlüftung abzuführen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Förder- und/oder Wendeeinrichtung wenigstens einen entlang einer zumindest im Wesentlichen parallel zu der Trockenfläche in Förderrichtung verlaufenden Förderstrecke und einer Rücklaufstrecke kontinuierlich umlaufenden Kratzförderer oder Räumbalken auf. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann die Förder- und/oder Wendeeinrichtung mehrere entlang einer zumindest im Wesentlichen parallel zu der Trockenfläche in Förderrichtung verlaufende Förderstrecke und einer Rücklaufstrecke kontinuierlich umlaufenden Eggenzinken zum Zerkleinern, Wenden und Fördern von Klärschlamm oder dergleichen aufweisen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Trocknen von Klärschlamm oder dergleichen Biomasse ist dadurch gekennzeichnet, dass zunächst Klärschlamm oder dergleichen auf eine Solar- und/oder mittels einer Wärmequelle beheizbare Trockenfläche aufgebracht und auf dieser mit einer insbesondere kontinuierlich umlaufenden Förder- und/oder Wendeeinrichtung gefördert und/oder gewendet wird, die zumindest bereichsweise nach unten zu der Trockenfläche weisende Zinken oder dergleichen aufweist. Dabei werden zum Reinigen der Zinken und/oder zum Zerkleinern von Klärschlamm oder dergleichen die Zinken der Förder- und/oder Wendeeinrichtung durch Zwischenräume zwischen von der Trockenfläche im Wesentlichen nach oben ragende Kammstifte geführt, die insbesondere auswechselbare Federelemente aufweisen.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Es zeigen schematisch:

1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Förderrichtung und

2 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung nach 1.

Die in 1 dargestellte Vorrichtung weist zum Trocknen von Klärschlamm 1 oder dergleichen eine Trockenfläche 2 auf, über welche der Klärschlamm mittels einer Förder- und/oder Wendeeinrichtung 3 transportierbar ist. Die Trockenfläche 2, welche beispielsweise eine Länge von bis zu etwa 50 m aufweisen kann, ist durch einen in der dargestellten Ausführungsform mehrschichtigen Unterbau 4 aus Beton 5 und eine Dämmschicht 6 gebildet. In den Unterbau 4 ist eine durch eine schematisch angedeutete Heizwendel 7 dargestellte Heizeinrichtung vorgesehen, um die Trockenfläche 2 in der Art einer Fußbodenheizung erwärmen zu können.

Die Förder- und/oder Wendeeinrichtung 3 ist durch einen Räumbalken 8 oder Kratzer gebildet, an welchem Eggenzinken 9 oder dergleichen nach unten in Richtung zu der Trockenfläche 2 hinweisen. Der Kratzer bzw. Räumbalken 8 kann dabei über in der Figur nicht dargestellte Ketten, Seile oder dergleichen derart angetrieben geführt sein, dass dieser auf einer kontinuierlich umlaufenden Bahn in einer durch Pfeil 10 angedeuteten Förderrichtung über die Trockenfläche 2 bewegt und auf einer Rücklaufstrecke zu seiner Ausgangsposition zurückbewegt wird. Die Förder- und/oder Wendeeinrichtung 3 ist dabei derart ausgebildet, dass die Eggenzinken 9 in den zu trocknenden Klärschlamm 1 oder dergleichen eintauchen und mit geringem Abstand über die Trockenfläche 2 geführt werden. Auf diese Weise wird der Klärschlamm 1 in Richtung des Pfeils 10 gefördert und gleichzeitig gewendet und zerkleinert.

In dem Unterbau 4 der Trockenfläche 2 sind über Widerlager 11 Lagerstifte 12 fixiert. Die Lagerstifte 12 sind dabei derart vorgesehen, dass sie sich nicht oder allenfalls minimal über die Trockenfläche 2 nach oben erstrecken. Die Lagerstifte 12 können aus einem im Wesentlichen unnachgiebigen steifen Material, beispielsweise aus Stahl bestehen. Zur Ausbildung eines Kammstiftes lassen sich auf die Lagerstifte 12 bspw. rohrartige Federelemente 13 aufstecken, die aus einem im Vergleich zu den Lagerstiften 12 flexibleren Material bestehen. Die Federelemente 13 ragen dabei über die Trockenfläche 2 nach oben in den Klärschlamm 1 hinein und können ggf. nach oben aus diesem hervorstehen.

Wie aus der Darstellung der 2 ersichtlich ist, sind die Eggenzinken 9 auf dem Räumbalken 3 und die Federelemente 13 der Kammstifte auf der Trockenfläche 2 derart angeordnet, dass die Eggenzinken 9 die Zwischenräume zwischen den Kammstiften in Förderrichtung 10 passieren können. Der Abstand zwischen den Kammstiften ist dabei derart gewählt, dass Verschmutzungen von Eggenzinken 9 abgestreift werden, so dass diese im Betrieb gereinigt werden. Gleichzeitig wird der ggf. angetrocknete Klärschlamm 1 oder dergleichen zerkleinert, wenn dieser durch die sich in Förderrichtung 10 bewegenden Eggenzinken 9 durch die Zwischenräume zwischen den Kammstiften gefördert wird.

Um eine kontinuierlichere Belastung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu erreichen und ein Kippen des Räumbalkens 8 oder dergleichen zu vermeiden, erstreckt sich der Räumbalken 8 im Wesentlichen senkrecht zu der Förderrichtung 10, während die Kammstifte entlang einer schräg zu der Förderrichtung 10 und schräg zu dem Räumbalken 8 verlaufenden Linie angeordnet sind. Es passiert somit im Wesentlichen immer nur eine Eggenzinke 9 einen Zwischenraum zwischen zwei Kammstiften. Weiter kann zur Führung des Räumbalkens 8 oder dergleichen auf diesem ein Zentrierstift 14 vorgesehen sein, welcher in einer Zentriereinrichtung 15 geführt wird.

Zusätzlich zu der Heizung 7, welche im Bereich der Kammstifte oder im Bereich von Dehnfugen mit einem in den Figuren nicht dargestellten Schutz versehen sein kann, können in dem Unterbau 4 der Trockenfläche 2 Bewehrungen 16 oder dergleichen eingebracht sein.

1
Klärschlamm
2
Trockenfläche
3
Förder- und/oder Wendeeinrichtung
4
Unterbau
5
Beton
6
Dämmstoff
7
Heizung
8
Räumbalken/Kratzer
9
(Eggen-)Zinken
10
Förderrichtung
11
Widerlager
12
Lagerstift
13
Federelement
14
Zentrierstift
15
Zentriereinrichtung
16
Bewehrung


Anspruch[de]
Vorrichtung zum Trocknen von Klärschlamm (1) oder dergleichen Biomasse mit einer Trockenfläche (2), auf die der Klärschlamm (1) oder dergleichen zum Trocknen ausbringbar ist, und mit einer Förder- und/oder Wendeeinrichtung (3), die zum Fördern und/oder Wenden von Klärschlamm (1) oder dergleichen auf der Trockenfläche (2) im Wesentlichen parallel zu dieser in einer Förderrichtung (10) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Förder- und/oder Wendeeinrichtung (3) zumindest bereichsweise nach unten zu der Trockenfläche (2) weisende Zinken (9) oder dergleichen aufweist, und dass auf der Trockenfläche (2) von dieser im Wesentlichen nach oben ragende Kammstifte (12, 13) ausgebildet sind. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Zinken (9) senkrecht zur Förderrichtung (10) zumindest um die Breite eines Kammstiftes (12, 13) voneinander beabstandet angeordnet sind. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kammstifte (12, 13) senkrecht zur Förderrichtung (10) zumindest um die Breite eines Zinken (9) voneinander beabstandet angeordnet sind. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammstifte (12, 13) und/oder die Zinken (9) jeweils in senkrecht oder schräg zur Förderrichtung (10) verlaufenden Linien angeordnet sind. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammstifte (12, 13) und/oder die Zinken (9) jeweils in zueinander in Förderrichtung (10) versetzt angeordneten Gruppen angeordnet sind. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Kammstifte (12, 13) zueinander veränderbar ist. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockenfläche (2) einen Unterbau (4) bspw. aus Beton (5) und/oder einem Dämmstoff (6) aufweist, in welchem für jeden Kammstift (12, 13) ein Widerlager (11) aus Beton, Stahl, Kunststoff oder dergleichen vorgesehen ist. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammstifte jeweils einen nach oben zumindest nicht wesentlich über die Trockenfläche (2) hinausragenden Lagerstift (12) aufweisen, auf welchem lösbar ein Federelement (13) vorgesehen ist. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammstifte jeweils wenigstens ein auswechselbares Federelement (13) aus Federstahl oder dergleichen aufweisen. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockenfläche (2) zumindest bereichsweise durch eine in dem Unterbau (4) der Trockenfläche (2) vorgesehene Heizeinrichtung (7), insbesondere Heizschlangen, beheizbar ist. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockenfläche (2) zumindest bereichsweise in einem nach Art eines Gewächshauses aufgebauten Gebäude angeordnet ist. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förder- und/oder Wendeeinrichtung (3) wenigstens einen entlang einer zumindest im Wesentlichen parallel zu der Trockenfläche (2) in Förderrichtung (10) verlaufenden Förderstrecke und einer Rücklaufstrecke kontinuierlich umlaufenden Kratzförderer oder Räumbalken (8) aufweist. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förder- und/oder Wendeeinrichtung (3) mehrere entlang einer zumindest im Wesentlichen parallel zu der Trockenfläche (2) in Förderrichtung (10) verlaufenden Förderstrecke und einer Rücklaufstrecke kontinuierlich umlaufenden Eggenzinken (9) zum Zerkleinern, Wenden und Fördern von Klärschlamm (1) oder dergleichen aufweist. Verfahren zum Trocknen von Klärschlamm (1) oder dergleichen Biomasse mit folgenden Schritten:

– Aufbringen von Klärschlamm (1) oder dergleichen auf eine solar und/oder mittels einer Wärmequelle (7) beheizbare Trockenfläche (2),

– Fördern und/oder Wenden von Klärschlamm (1) oder dergleichen auf der Trockenfläche (2) mit einer insbesondere kontinuierlich umlaufenden Förder- und/oder Wendeeinrichtung (3), die zumindest bereichsweise nach unten zu der Trockenfläche (2) weisende Zinken (9) oder dergleichen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Reinigen der Zinken (9) und/oder zum Zerkleinern von Klärschlamm (1) oder dergleichen die Zinken (9) der Förder- und/oder Wendeeinrichtung (3) durch Zwischenräume zwischen von der Trockenfläche (2) im Wesentlichen nach oben ragende Kammstifte (12, 13), die insbesondere auswechselbare Federelemente (13) aufweisen, geführt werden.






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