<Desc/Clms Page number 1>
BESCHRIJVING
Drijvend decanteertoestel voor waterzuiveringsinstalaties
Deze uitvinding heeft betrekking op een drijvend decanteertoestel voor waterzuiveringsinstalaties waarbij het biologisch gezuiverde water na bezinking gescheiden is van het bezonken actief slib.
Deze scheiding gebeurt met behulp van een drijvend decanteertoestel, dat hoofdzakelijk bestaat uit een in een vlot gemonteerd cylindervormig vat, dat gewoonlijk conisch naar onder toe uitgevoerd is en waarvan de bovenzijde open is om via de bovenrand, die als overloop of overstort fungeert, de bovenste gezuiverde waterlaag op te vangen en waarbij het decanteervat onderaan voorzien is van een afvoerleiding om het gezuiverde water af te laten.
Er bestaan verschillende varianten van drijvende decanteertoestellen, waarbij het werkingsprincipe steeds op dezelfde basisprincipes berusten : - de meeste toestellen zijn drijvend uitgevoerd, door middel van een vlot, om het variabel waterniveau op te vangen, - het debiet van het toestel wordt bepaald door de lengte en de onderdompeldiepte van de overstort-rand of overloop (voor zover de diameter van de aflaatleiding voldoende groot is) ; - de instroomsnelheden van het water mogen niet te groot zijn om te verhinderen dat het bezonken slib door de veroorzaakte turbulentie en stroomversnellingen zou gemingd geraken met de bovenste laag ;
<Desc/Clms Page number 2>
- het vlot rondom de overstort-rand of overloop is volledig gesloten om te verhinderen dat de rondomliggende drijflaag mee zou worden aangezogen.
Bij het ontwerp van een drijvend decanteertoestel moet worden verhinderd dat een eventuele drijflaag mee wordt aangezogen, waarbij ook rekening moet gehouden worden met de drijflaag die zieh eventueel tussen de vlotter en het decanteervat kan bevinden.
Anderzijds moet ook worden verhinderd dat actief slib, dat nog in suspensie zou zijn in de vloeistof, mee wordt aangezogen.
Een probleem dat veel voorkomt bij drijvende decanteertoestellen is dat gedurende de meng- en/of beluchtingsfase van het zuiveringsproces actief slib in de conus van het decanteervat terecht komt. Na bezinking en bij het begin van het aflaten komt deze beperkte hoeveelheid slib mee in het gezuiverde water terecht dat moet afgevoerd worden.
Om dit probleem op te lossen kan een beperkte hoeveelheid water eerst worden afgevoerd en terug naar het begin van de waterzuivering worden gebracht. Dit heeft echter tot gevolg dat een bijkomende installatie van kleppen en leidingen met bijhorende sturing moet worden voorzien in de installatie.
Een andere mogelijkheid is ervoor te zorgen dat het decanteervat volledig is afgesloten van het water zodat er geen actief slib in kan gedurende de meng-en/ofbeluchtingsfase. Dit werd tot nu toe uitgevoerd door de instroomopening af te sluiten door een afzonderlijk aangedreven mechanisme.
Nog een ander probleem dat zieh voordoet bij de meeste systemen die de zwaartekracht gebruiken om het gezuiverde water af te laten, is dat de afvoerleiding zich diep onder het water bevindt. Als het toestel uit het water moet worden gehaald of als de afvoerleiding beschadigd geraakt en er een lek is, dan moet het volledige bekken geledigd worden om de flensaansluiting te ontkoppelen of moet een duiker onderaan in het bekken de nodige herstellingen trachten uit te voeren in een totaal ondoorzichtige laag actief slib.
Het doel van de uitvinding is een eenvoudige en doeltreffende oplossing te bieden voor de hierboven vermelde problemen.
<Desc/Clms Page number 3>
Hiertoe wordt een decanteertoestel volgens de uitvinding aangewend waarbij dit toestel gekenmerkt is door de kenmerken van de conclusie 1.
Ook wordt een werkwijze volgens de uitvinding toegepast waarbij gebruik gemaakt wordt van het toestel volgens conclusie 1.
De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de hand van de bijgevoegde tekeningen, waarin enkele uitvoeringsvoorbeelden van het decanteertoestel zijn weergegeven.
Figuur 1 is een dwarsdoorsnede van een decanteertoestel volgens de uitvinding waarbij het decanteervat zieh in een toestand bevindt zodanig dat het in verbinding staat met de vloestof van het bekken en waarbij de opgevangen vloeistof door hevelwerking afgevoerd wordt.
Figuur 2 is een gelijkaardige doorsnede volgens figuur 1 maar met het decanteervat in een toestand dat het volledig afgesloten is van de vloeistof van het bekken.
Figuren 3 en 4 beelden de werkwijze uit van het decanteertoestel volgens de figuren 1 en 2.
Figuur 5 is een dwarsdoorsnede van een andere uitvoering van een decanteervat volgens de uitvinding waarbij het decanteervat zieh in een toestand bevindt zodanig dat het in verbinding staat met de vloeistof van het bekken en waarbij de opgevangen vloeistof door gravitatie afgevoerd wordt.
Figuur 6 is een gelijkaardige doorsnede volgens figuur 5 maar met het decanteervat in een toestand dat volledig afgesloten is van de vloeistof van het bekken.
Figuren 7 en 8 beelden de werkwijze uit van het decanteertoestel volgens de figuren 5 en 6
Volgens de figuren 1 en 2 bestaat het decanteertoestel hoofdzakelijk uit een vlot 1 waarin een decanteervat 2 gemonteerd is In deze uitvoeringsvorm is het decanteervat cilindrisch uitgevoerd met een gesloten bodem 21 en een open bovenzijde met overloop-of overstortrand 22.
<Desc/Clms Page number 4>
Een afvoerleiding 3 strekt zich uit tot tegen de bodem 21 van het vat 2 en is daar door middel van een scharnier 4 bevestigd.
Volgens de uitvinding is het decanteervat 2 aan het vlot 1 bevestigd door middel van geleidingsmechanisme waarbij geleidingshulsen 6 die deel uitmaken van het vat 2 zich vertikaal kunnen verplaatsen en geleid worden door stangen of buizen 12 die deel uitmaken van het vlot l of omgekeerd.
Ook volgens de uitvinding is het decanteervat 2 aan de buitenzijde voorzien van een afdekelement, zoals bijvoorbeeld een konische afdekplaat 5 dewelke zich, bij het naar boven verplaatsen van het vat 2, nauw tegen het vlot l aansluit en zodoende volledig de toegang van het water naar de ruimte tussen het vlot 1 en het vat 2 afsluit. Deze afdekplaat 5 zal ervoor zorgen dat stijgslib aan de buitenzijde naast het vlot 1 boven water komt.
Tussen de conische afdekplaat 5 en de onderzijde van het vlot 1, kan ook een opstaande rand voorzien worden waarop een rubberen ring kan bevestigd worden om de afsluiting zo efficiënt mogelijk te maken.
Verder is het decanteervat 2 nog voorzien van een inlaatklep 7 die door een bediening 14, die bovenaan het vlot 1 ligt, kan bestuurd worden. Deze klep 7 laat toe het vat 2 op het gepaste ogenblik terug met water te vullen wanneer dit vat 2 in de bovenste (gesloten) toestand bevindt.
Het drijvend decanteertoestel kan eveneens voorzien zijn van poten 16 die aan de buitenzijde van het vlot 1 bevestigd worden.
Zoals afgebeeld op de figuur 1, is het vat 2 van het decanteertoestel in een toestand waarbij het water vanuit het bekken op een bepaalde diepte tussen de onderkant van het vlot 1 en de conische afdekplaat 5 door kan stromen naar de ruimte gelegen tussen het vlot 1 en het vat 2 en waarbij het water via de overloop-of stortrand 22 in het vat 2 kan stromen.
In de figuur 2 is het vat 2 in een toestand waarbij de conische afdekplaat 5 volledig aansluit op de onderzijde van het vlot 1 waardoor de ingang van het water in de ruimte gelegen tussen het vlot 1 en het vat 2 afgesloten is en waarbij het waterniveau zieh onder de
<Desc/Clms Page number 5>
overloop- of overstortrand 22 van het vat 2 bevindt zodanig dat er geen water in het vat 2 kan stromen.
Het werkingsprincipe van deze uitvoering van het decanteertoestel volgens de uitvinding zal hierna aan de hand van de figuren 3 en 4 verduidelijkt worden.
De afvoerleiding 3, dewelke onderaan het vat 2 bijvoorbeeld door middel van een scharnier 4 verbonden is, strekt zich bovenaan tot aan de rand het bekken 18 uit en is daar verbonden door een elastisch verbindingsstuk 8 met de aanzuigleiding 10 die voorzien is van een expantievat 9 en een klep 11.
Het decanteertoestel wordt te water gelaten en de afvoerleiding 3 wordt aan het elastisch verbindingsstuk 8 bevestigd.
De bovenzijde of stortrand 22 van het decanteervat 2 bevind zich dan boven water. Dit wordt de"hydraulisch gesloten positie" genoemd aangezien er geen water in het decanteervat 2 kan lopen
Om het toestel in werking te stellen wordt de klep 7, via de besturing 14, geopend waardoor water in het vat 2 stroomt. Door het gewicht van het water dat in het vat 2 stroomt gaat het vat 2 zich door zwaartekracht via de geleidingen 6 en 12 vertikaal naar beneden verplaatsen waardoor de conische afdekplaat 5 zich verwijderd van het vlot 1 en het water vrije toegang heeft tot de ruimte gelegen tussen het vlot 1 en het vat 2. Dit is de "hydraulisch geopende positie" van het decanteertoestel aangezien het vat 2 zich nu volledig onder water bevindt zoals afgebeeld op de stand bovenaan de figuur 3.
De klep 7 wordt dan terug gesloten en de leidingen 3 en 10 worden via het expantievat 9 luchtledig gemaakt en volledig gevuld met water met behulp van een vacuumpomp (niet afgebeeld).
De klep 11 kan nu worden geopend waardoor de afvoerleiding 3,10 werkt als een hevel die het water vanuit het decanteervat 2 laat wegstromen tot buiten het bekken 18.
Het waterniveau in het bekken 18 zal dus langzaamaan zakken en als het minimale waterniveau bereikt is (stand afgebeeld onderaan de figuur 3) wordt de verticale neerwaartse ; beweging van het decanteertoestel gestopt door bijvoorbeeld een daartoe in het bekken 18 voorziene steun 13 waar de poten 16 of om het even welk ander deel van het decanteertoestel mee in kontakt komt.
<Desc/Clms Page number 6>
Aangezien het toestel niet verder kan zakken, wordt het decanteervat 2 door de hevelwerking van de leidingen 3 en 10 leeggezogen. Dit heeft als gevolg dat het decanteertoestel lichter wordt waardoor het vat 2 terug gedeeltelijk boven het water komt te liggen en de conische afdekplaat 5 terug tegen het vlot komt te liggen waardoor het toestel terug in de "hydraulisch gesloten toestand" komt te liggen (stand onderaan figuur 4).
Het waterniveau in het bekken 18 zal dan weer toenemen tot het maximum niveau bereikt is (stand bovenaan figuur 4).
Na bezinking kan de klep 7 weer geopend worden en kan de hele cyclus herbeginnen,
Een andere uitvoeringsvorm van het decanteertoestel volgens de uitvinding is weergegeven in de figuren 5 en 6.
De gelijkaardige onderdelen zijn weergegeven door dezelfde referentiecijfers dan deze in de figuren 1 en 2.
In deze uitvoeringsvorm wordt het gezuiverde water onderaan het decanteervat 20 onder het water naar de rand van het bekken afgevoerd. Het decanteervat 20 is hier hoofdzakelijk trechtervormig uitgevoerd en kan zich eveneens door middel van geleidingshulzen 6 en geleidingsbuizen 12 t. o. v. het vlot 1 verticaal verplaatsen zodanig dat de overloop-of stortrand 22 ofwel boven ofwel onder het waterniveau komt te liggen.
Het vat 20 is eveneens voorzien van een conische afdekplaat 5 die in de bovenste stand tot tegen de onderzijde van het vlot 1 komt te liggen en de toegang voor het water volledig afsluit.
De aanzuigleiding 3 is onderaan het conisch decanteervat 20 bevestigd door middel van een flexibele verbinding 15.
Het werkingsprincipe van deze uitvoeringsvorm verloop hoofdzakelijk als volgt waarbij verwezen wordt naar de figuren 7 en8.
Het decanteertoestel wordt te water gelaten en de leiding 3 wordt tussen de flexibele verbinding 15 van het conisch vat 20 en de flexibele verbinding 8 van het bekken 18 bevestigd. De bovenzijde of overlooprand 22 van het vat 20 bevindt zich boven water en het toestel is dus in de "hydraulisch gesloten positie" aangezien er geen water in het conisch vat 20 kan lopen (stand bovenaan figuur 8).
<Desc/Clms Page number 7>
Om het toestel te laten werken wordt de klep 7, via de besturing 14 geopend waardoor het vat 20 zwaarder wordt en gaat zakken waarbij de afdekplaat 5 zieh van het vlot 1 verwijderd en het water doorlaat naar de ruimte gelegen tussen het vlot 1 en het conisch vat 20. Dit vat bevindt zich nu volledig onder water en het decanteertoestel in de"hydraulisch geopende toestand" (stand bovenaan figuur 7)
De klep 7 wordt terug gesloten en de klep 11 kan nu worden geopend waardoor het water kan wegstromen door zuivere zwaartekracht (gravitatie).
Als het minimale waterniveau bereikt is wordt de verticaal neerwaartse beweging van het toestel gestopt door middel van een daartoe voorziene steun 13 die in het bekken voorzien is.
Vermits het toestel niet verder kan zakken, wordt het conisch vat 20 en de leiding 3 leeggezogen hetgeen tot gevolg heeft dat het vat 20 lichter wordt en zich naar omhoog verplaatst tot het gedeeltelijk boven water komt te liggen. Hierbij wordt de afdekplaat 5 tegen het vlot 1 getrokken en sluit de toegang tussen het vlot 1 en het vat 20 volledig af.
Het decanteertoestel staat nu weer in de"hydraulisch gesloten positie" waarbij het waterniveau in het bekken 18 weer kan toenemen tot het maximale niveau.
Na bezinking kan de klep 7 weer worden geopend en herbegint de gehele cyclus.
De tijdspanne voor een volledige waterzuiveringscyclus kan bijvoorbeeld onderverdeeld worden uit 20 % mengen, 60 % beluchten, 10 % bezinken en 10 % aftappen. Deze cyclus moet natuurlijk aangepast worden volgens de samenstelling van het afvalwater, de afmetingen van het bekken en het vermogen/rendement van de menger/beluchter.
De conische afdekplaat 5 zorgt ervoor dat de ruimte tussen vlot 1 en decanteervat 2 vrij blijft van drijvende stoffen gedurende de periode waarin het water gemengd en/of belucht wordt.