DK146195B - Oparbejdningsanlaeg for spildevand indeholdende cement- og/eller kalkslam og tilslagsmaterialer - Google Patents

Description

/ (19) DANMARK ^ '

φ oz) FREMLÆGGELSESSKRIFT (n) 146195 B

DIREKTORATET FOR

PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Patentansøgning nr.: 2422/76 (51) lnt.CI.3: B 01 D 21/24 (22) Indleveringsdag: 02 jun 1976 (41) Aim. tilgængelig: 07 dec 1976 (44) Fremlagt: 25 jul 1983 (86) International ansøgning nr.: -

(30) Prioritet: 06jun1975DE7518028U

(71) Ansøger. TRANSPORTBETON-BERATUNGS-GESELLSCHAFT MIT BESCHRAENKTER HAFTUNG; 4030 Ratingen, DE.

(72) Opfinder: Bernd Jakob ‘Friesenborg; DE, Helmut Fritz Albert 'Eberhardt; DE.

(74) Fuldmssgtig: Ingeniørfirmaet Lehmann & Ree (54) Oparbejdningsanlæg for spildevand indeholdende cement- og/eller kalkslam og tilslagsmaterialer

Opfindelsen angår et oparbejdningsanlæg for spildevand indeholdende cement- og/eller kalkslam og tilslagsmaterialer og med en klaringsenhed omfattende en bundfældningsanordning til oparbejdningen af vandet.

Dersom de ved vandoparbejdning i form af slam forekommende faststoffer ikke indeholder aktive bestanddele, og slammet altså kan udlægges selv i flydende form, frembyder behandlingen ikke nævnevær-dige problemer. I mange tilfælde, f.eks. ved fabrikker, der fremstil-

OD

ler frisk beton, betonsten og betondele, indeholder de i slammet forelig O) kommende faststoffer imidlertid endnu aktive stoffer i form af cement (ø og/eller kalk, der skal underkastes en yderligere oparbejdning ved ^ hjælp af forskellige bundfældningssystemer. De ved denne oparbejdning *

O

2 146195 opnåede slutprodukter består af alkalisk spildevand med forskelligt store mængder svævestof og cement- henholdsvis kalkslam, der på grund af dets konsistens og alkalitet ikke må udlægges, fordi grundvandet, navnlig ved regn, vil kunne forurenes. Der findes ganske vist den teoretiske mulighed at viderearbejde det flydende cement- henholdsvis kalkslam i presser, således at der fås faste blokke, som kan udlægges, men sådanne presser er meget kostbare og medfører, da det drejer sig om filterpresser, meget høje vedligeholdelses- og driftsomkostninger.

Formålet med opfindelsen er derfor at tilvejebringe et oparbejdningsanlæg af den indledningsvis nævnte art, som er enkelt af konstruktion, har en stor funktionssikkerhed, og ved hvilket de i spildevandet indeholdte faststoffer kan udvindes i fast form sammen med de endnu ikke afbundne aktive stoffer, f.eks. cement og/eller kalk, således at de umiddelbart kan udlægges, eller som råstoffer kan underkastes yderligere forarbejdning til fremstilling af fodermidler, gødningsmidler eller som fyldstoffer for andre produkter, medens det resterende f.eks. alkaliske spildevand atter kan føres tilbage i kredsløbet som brugsvand.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved, at bundfældningsanordningen består af en klaringstank og en særskilt faststofbeholder, hvor klaringstanken og faststofbeholderen, når de til klaring er samlede med hinanden, står i åben forbindelse med hinanden og i deres forbindelsesplan er tætnede udad ved hjælp af en tætning og til udskiftning af faststofbeholderen er forskydelige i forhold til hinanden, og at der foran klaringstanken er anbragt en anordning til fraskillelse af kornede tilslagsmaterialer fra faststof-vandblandin-gen, og at der efter klaringstanken er anbragt en samletank for skylle- og brugsvandet. Ved et sådant oparbejdningsanlæg sker først den sædvanlige adskillelse af faststofdele fra vandet, idet de som slam forekommende faststoffer samler sig i den under klaringen neden under klaringsbeholderen anbragte faststofbeholder. Ansamlingen af faststoffer under trykket af den derover stående vandsøjle medfører, at slammet komprimeres i faststofbeholderen og ved tilstedeværelse af aktive stoffer, f.eks. cement og/eller kalk, afbinder og danner en forholdsvis fast blok. De som slam forekommende faststoffer og de deri indeholdte aktive stoffer overføres således til en fast blokform, der uden videre kan udlægges. Det er imidlertid også muligt at anvende det med aktivstoffer, f.eks. cement og/eller kalk, blandede slutprodukt som råstof ved fremstilling af fodermidler, gødningsmidler eller 3 U6195 som fyldstof i andre produkter.

Et ifølge opfindelsen udformet oparbejdningsanlæg fremby-der desuden den fordel, at. faststofbeholderen kan anvendes som container ved transport af slutproduktet på sædvanlig måde til udlægning eller til yderligere forarbejdning.

Ved en praktisk udførelsesform for opfindelsen er der på den i forbindelsesplanet liggende nedre kant af klaringstanken fastgjort en pneumatisk oppumpelig profiltætning, og endvidere har den i forbindelsesplanet liggende øvre kant af faststofbeholderen en dertil passende anlægsflade. Klaringsbeholderen ophænges hensigtsmæssigt over cylinderaggregater i et portalagtigt kørestel, således at den kan forskydes mellem to ved siden af hinanden opstillede faststofbeholdere og forbindes vand- og tryktæt med disse. Det er imidlertid også muligt at opstille klaringstanken på en skinnekørende rullevogn med støtter med foranderlig længde, som hver består af et teleskoprør med en deri anbragt fjeder. Den vand- og tryktætte forbindelse mellem klaringstanken og den derunder anbragte faststofbeholder kan da ske ved hjælp af kendte spændeexcentrikker, som spændes mod fjedrenes kraft.

I en praktisk udførelsesform for oparbejdningsanlægget ifølge opfindelsen kan anordningen til fraskillelse af de kornede tilslagsstoffer fra faststof-vandblandingen bestå af en kendt vibrationssigte, medens samlebeholderen hensigtsmæssigt er opdelt i et første kammer for skyllevandet og et efter det første kammer følgende andet kammer for brugsvandet. Til vinterdrift kan der mellem de to kamre være anbragt et tredie opvarmeligt kammer for brugsvandet.

Et ifølge opfindelsen udformet oparbejdningsanlæg med den deri anvendte klaringsenhed frembyder den fordel, at mængden af resulterende affald reduceres betydeligt, fordi kornede tilslagsstoffer og alkalisk spildevand fuldt ud kan føres tilbage til kredsløbet. Derved er en hel industrigren, der hidtil har været anset at frembringe sær- ligt affald, sat i stand til selv at oparbejde og videreforarbejde sit affald. Dermed er opnået en betydelig aflastning ved bortskaffelsen af skrald.

Yderligere enkeltheder og fordele ved oparbejdningsanlægget ifølge opfindelsen forklares i den følgende beskrivelse under henvisning til tegningen. På tegningen viser:

Pig. 1 en klaringsenhed ifølge opfindelsen, set fra siden og delvis i snit, fig. 2 den samme klaringsenhed, set fra en anden side og delvis i snit, fig. 3 et tværsnit gennem en tætning i den i fig. 1 og 2 viste 4 146196 klaringsenhed og set i større målestok, fig. 4 et sidebillede af en anden udførelsesform for klaringsenheden, fig. 5 et tværsnit gennem en tætning i den i fig. 4 viste klaringsenhed og set i større målestok, fig. 6 et sidebillede af en anordning til udskiftning af en faststofbeholder til klaringsenheden, fig. 7 den ene halvdel af den i fig. 6 viste anordning, set fra enden, fig. 8 et udsnit af fig. 7 i større målestok, og fig. 9 et diagram over et oparbejdningsanlæg til rensningsstationen for betonblandekøretøjer med en klaringsenhed. Den i fig. 1 og 2 viste klaringsenhed har en klaringstank 1 og en særskilt konisk tilspidset faststofbeholder 2. Klaringsbeholderen I er ophængt i et portalagtigt kørestel 3S der på skinner eller lignende kan forskydes i forhold til faststofbeholderen 2. På klaringstanken 1 er. fastgjort en tilgangsledning for spildevand og en overløbsledning 5 for renset brugsvand. På kørestellet 3 er endvidere fastgjort en beholder 6 for et flokkulationsmiddel og på denne og dermed ligeledes på kørestellet 3 en doseringspumpe 7- Flokkuleringsmidlet kan over en kodeslange føres ind i tilgangsledningen 4 for spildevandet.

I klaringstanken 1 befinder der sig en cylindrisk indsat 8 og centrisk i denne ved dens overside en prelplade 9>oven over hvilken tilgangsledningen 4 udmunder. Som det er antydet ved hjælp af pile i fig. 1, føres det med flokkulationsmiddel blandede spildevand over prelpladen 9 ind i det indre rum af den cylindriske indsats 8, synker nedad i denne under bundfældning af faststofpartiklerne, hvorved faststofpartiklerne efterhånden samles i faststofbeholderen 2, medens det rensede brugsvand stiger opad i klaringstanken 1 uden om den cylindriske indsats 8 og bortledes over overløbsledningen 5- I denne klaringsfase er klaringstanken 1 og faststofbeholderne 2 åbent forbundne med hinanden over en i deres forbindelsesplan liggende tætning 10.

I fig. 3 ses en pneumatisk oppumpelig tætning 10. Her er der på den i forbindelsesplanet liggende nedre kant af klaringstanken 1 på-flanget en membran 11 af højelastisk gummi, som sammen med et U-profil 12 danner et ringrum, som kan oppumpes over en luftledning 13. På den øvre kant af faststofbeholderen 2 er udformet en over for membranen 11 beliggende tætningsflade 14. Ved oppumpning af ringrummet trykkes membranen II væsketæt mod faststofbeholderen 2’s tætningsflade 14. Når faststofbeholderen 2 skal udskiftes, er det tilstrækkeligt at nedsætte trykke trykket i ringrummet noget, hvorefter klaringstanken 1 uden videre kan forskydes i forhold til faststofbeholderen 2.

5 146195

Ved udskiftning af faststofbeholderen 2 tømmes først klarings-tanken 1. Hertil er der ved dennes nederste ende anbragt et særligt vandaftapningsorgan 15 med en ventil 16. Klaringstanken l's vandaftapningsorgan 15 rager med et elastisk slangestykke 17 ind i faststofbeholderen 2. Slangestykket 17 tillader på grund af dets elasticitet bevægelse af klaringstanken 1 og faststofbeholderen 2 i forhold til hinanden.

Særlig hensigtsmæssig er en udføreisesform, ved hvilken en ekstra faststofbeholder 2 set i klaringstanken l's forskydningsretning befinder sig ved siden af den i øjeblikket anvendte faststofbeholder 2.

Ved udskiftning er det da tilstrækkeligt over vandaftapningsorganet 15 at tømme klaringstanken 1 ud i den næste faststofbeholder 2 og derpå ved hjælp af kørestellet 3 og alle derpå fastgjorte tilhørende aggregater og ledninger at køre klaringstanken 1 hen over den næste faststofbeholder 2 og derpå oprette forbindelsen over tætningen 10. Den fyldte faststofbeholder 2 kan derpå uden videre borttransporteres.

Tidspunktet for udskiftning overvåges hensigtsmæssigt ved hjælp af et på faststofbeholderen 2 fastgjort fyldningshøjdeovervågningsorgan af kendt art.

Under klaringen optræder i faststofbeholderen 2 en betydelig fortykning og i nærværelse af aktive stoffer, f.eks. cement og/eller kalk indtræder en størkning af faststofferne, som derved får en fast blokform og uden yderligere forarbejdning kan bortskaffes. Por på lossepladsen at kunne vippe faststofblokken ud af faststofbeholderen 2 er det hensigtsmæssigt i forvejen at fore faststofbeholderne 2 med en folie eller inden den tages i brug at sprøjte væggene med en forskallingsolie, som forhindrer fastbrænding.

Forskydningen af klaringstanken 1 i forhold til faststofbeholderen 2 kan ske enten i længderetningen eller i tværretningen. Disse to muligheder er antydede i udførelsesformerne, dels i fig. 1 og 2 og dels i fig. 4.

Ved den i fig. 4 viste udførelsesform anvendes i princippet den samme grundkonstruktion og ens dele er også forsynede med ens henvisningstal. Forskellen mellem denne udførelsesform og den i fig. 1 og 2 viste udførelsesform består i en noget anden fastgørelse henholdsvis ophængning af klaringstanken la i kørestellet 3 og en anden udformning af tætningen 10a i forbindelsesplanet.

Ved den i fig. 4 viste udførelsesform er klaringstanken la ved hjælp af fortrinsvis fire pneumatisk eller hydraulisk betjenelige cylinderaggregater 18 ophængt i kørestellet 3 på en sådan måde, at den,kan bevæges hen mod og bort fra faststofbeholderen 2. I fig. 5 ses den til cylinderaggregatet 18 hørende stempelstang. Endvidere er der på den i 6 146195 forbindelsesplanet liggende nedre kant af klaringstanken la fastgjort en tætningsring 11a af højelastisk gummi, medens faststofbeholderen 2 ved sin øvre kant har en anlægsflade 14 for tætningsringen 11a. Ved udskiftning af faststofbeholderen 2,efter at klaringstanken la er tømt for vand, hæves klaringstanken la ved denne udførelsesform i forhold til faststofbeholderen 2 ved hjælp af cylinderaggregaterne 18 og køres derefter hen til en ved siden af den første faststofbeholder stående anden faststofbeholder 2, hvor den ved hjælp af cylinderaggregaterne 18 atter sænkes, hvorved tætningsringen 11a trykkes vand- og tryktæt mod faststofbeholderen 2's anlægsflade 14.

Til nøjagtigt defineret hævning og sænkning af klaringstanken la er der på flere steder langs siden af klaringstanken la fastgjort to føringsskinner 19 i afstand fra hinanden, mellem hvilke et på kørestellet 3 fastgjort føringsstykke 20 rager ud.

Ved den i fig. 6-8 viste udførelsesform bæres klaringstanken lb på en rullevogn 21 på føringsskinner 19a. Mellem klaringstanken Ib og rullevognen 21 er der anbragt teleskopiske støtter 22, der består af rørafsnit og indeholder en fjeder 23· Den tryktætte forbindelse mellem klaringstanken lb og faststofbeholderen 2b tilvejebringes ved denne udførelsesform ved hjælp af kendte spændeexeentrikker, der sammentrykker tætningen 10 mod fjedrene 23's kraft. Efter at spændeexcentrikken 24 er løsnet, hæves klaringstanken lb ved hjælp af to ved enderne anbragte donkrafte 25 og fastholdes af fjedrene 23 i vandret stilling, således at den uhindret ved hjælp af rullevognen 21 kan forskydes i forhold til faststof-beholderen 2b.

I fig. 9 ses et diagram over et oparbejdnings anlæg til rensningsstationen for betonblandekøretøjer. Dette oparbejdningsanlæg med en indskudt klaringsenhed har følgende konstruktion og arbejdsmåde:

Et betonblandekøretøj 31 betjener med dets indløbstragt en kontaktarm 32. Derved igangsættes et transportbånd 33, en svingsi 34, samt en trykpumpe 35, der over en ledning 36 pumper skyllevand til et bruserelement 37 for svingsien 34. Skyllevand, som ved hjælp af en trykpumpe 38 er ført til betonblandekøretøjet 31’s tromle over en skylleled-ning 39, tømmes ud over svingsien 34. Den udtømte blanding separeres i gennemgangen på under 0,2 mm og i overløb med over 0,2 mm udhældt på transportbåndet 33, der transporterer den udvaskede grusblanding til en container 40. Den i svingsien 34’s gennemgang som slam opnåede faststof-vandblanding føres til en pumpesump 41 og igangsætter over en niveaukontakt 42 en slampumpe 43· Faststof-vandblandingen når over tilgangsledningen 4 ind i den egentlige klaringsenheds klaringstank 1. Over en sik- 7 146-196 kerhedskontakt 44 i tilgangsledningen 4 standses slampumpen 43, og en kontraventil 45 forhindrer tilbageløb af den i tilgangsledningen 4 indeholdte faststof-vandblanding. Efter afsluttet skylning kører betonblan-dekøretøjet 31 bort fra skyllestedet, således at kontaktarmen 32 indtager sin neutrale stilling og transportbåndet 33, svingsien 34 og trykpumpen 35 efter et forud fastsat tidsrum standses ved hjælp af et tidsrelæ.

En doseringspumpe 46-for et flokkulationsmiddel betjenes parallelt med slampumpen 43 og injicerer over en hovedslange 47 det i en beholder 48 forberedte flokkulationsmiddel i den faststof-vandblanding, som strømmer forbi i tilgangsledningen 4. En sikkerhedskontakt 49 forhindrer igangsætning af samtlige skylleindretninger ved en minimumopfyldningshøjde i beholderen 48. Efter tilberedning af en ny væske med flokkulationsmiddel over en disperser 50 kan slampumpen 43 og doseringspumpen 46 atter igangsættes.

Paststof-vandblandingen med det injicerede flokkulationsmiddel strømmer over tilgangsledningen 4 først ind i den øverste klaringstank 1. Herunder sker på grund af den turbulente strømning i tilgangsledningen 4 og tangential tilførsel til prelpladen 9 en kraftig blanding af de to væsker. Herunder konglomererer de fineste dele af de i faststof-vand-blandingen svævende partikler og kan som^lge af deres derved stigende vægt synke ned i faststofbeholderen 2. Strømningshastigheden af det i den cylindriske indsats 8 synkende og det i det ydre kammer af klaringstanken 1 stigende vand er mindre end de fine partiklers synkehastighed, således at det i det ydre kammer opadstigende vand fuldstændigt renset for de mekanisk synkende faststofdele løber over i et første kammer 51a af en samletank 51· Ved hjælp af en opfyldningshøjdemåler 52 registreres den maksimale opfyldningshøjde i faststofbeholderen 2, således at vandet i klaringstanken 1 ved åbning af en stophane 53 kan udtømmes i yderligere en faststofbeholder 2a over aftapningsrøret 15. Efter udtømningen af vandet fra klaringstanken 1 kan denne overflyttes til den næste faststofbeholder 2a. Derefter kan klaringen af faststof-vandblandingen fortsæt tes. Den med det bundfældede slam fyldte faststofbeholder 2 bortkøres. Det bundfældede slam foreligger i blokform og har ved aflæsning på en losseplads eller ved videre forarbejdning kun et ringe indhold af restfugt i ghed.

Det klarede brugsvand, som løber over fra klaringstanken 1, oplagres i det første kammer 51a af samletanken 51 og tjener som skyllevand. Når det første kammer 51a er helt fuldt, løber den overskydende mængde gennem et dykrør og ind i et andet kammer 51b, hvorfra vandet kan udtages som brugsvand til produktionen. Por at der til stadighed kan væ- 8 146195 re den påkrævede mængde skyllevand til skylning af betonblandekøretøj et 31 til rådighed har det første kammer 51a et passende oplagringsvolumen.

Under vinterdrift er det ved forskellige fremstillingsanlæg påkrævet ved lave temperaturer at anvende opvarmet brugsvand til fremstillingen af beton. Til dette formål er der mellem de to kamre 51a og 51b anbragt et tredie kammer 51c, der over en indragende dampledning kan opvarmes med varm damp. Alt efter behov kan der over en udligningsledning 55 foretages en udligning eller en volumenforøgelse.

Efter at betonblandekøretøjet 31 er kørt ind under skylleled-ningen 39 og har betjent kontaktarmen 32, kan trykpumpen 38 igangsættes . .og standses over en trykkontakt 56. Afbrydes der ikke manuelt, standses trykpumpen 38 efter forløbet af et bestemt tidsrum ved hjælp af et tidsrelæ. En sikkerhedskontakt 57 forhindrer tørløb af trykpumpen 38. Ved genanvendelsen af brugsvand til produktionen aftages over en trykpumpe 58 og en ledning 59 den ønskede vandmængde, f.eks. til et blandeanlæg 60. Brugsvandet kan herunder alt efter driftsmåden udtages fra kammeret 51b eller 51e, hvortil en stophane 6l eller 62 skal åbnes henholdsvis lukkes. To sikkerhedskontakter 63 og 64 i kammeret 51b er koblede uafhængigt af hinanden og tjener som tørløbssikring for trykpumpen 58 henholdsvis som overløbssikring for kammeret 51b.

Da det ikke ved alle betonarter er muligt at anvende det klarede, alkaliske brugsvand til produktionen eller den klarede brugsvandmængde eventuelt ikke er tilstrækkelig til produktionen og den mængde, der pr. n? færdigbeton skal føres til blandeanlægget 60, skal være nøjagtigt doseret, men sammenføring af brugsvand og vandforsyningsvand eller brøndvand i en enkelt ledning 65 ikke altid er mulig på grund af lovbestemmelser, skal indføringsmuligheder og doseringer af mængderne af brugsvand og friskvand gennemføres ved hjælp af forskellige alternativer A, B, C eller D, som er vist i fig. 9.

Ved alternativet A for tilførsel af brugsvand eller brøndvand til et blandeanlæg 60 er en magnetventil 66 lukket, dersom der kræves brugsvand fra kamrene 51h eller 51c, således at trykpumpen 58 over ledningen 59 og en vandmåler 67 kan føde blandeanlægget 60. Når der kræves brøndvand over ledningen 65, åbnes magnetventilen 66 og føder ligeledes over vandmåleren 67 blandeanlægget 60, samtidig med at en kontraventil 68 i ledningen 59 forhindrer indstrømning af brøndvand i samletanken 51. Ledningsføringen ifølge alternativet A er kun mulig, dersom friskvand udtages fra brøndanlæg og ikke er egnet som drikkevand.

Dersom der som friskvand skal anvendes vand fra nettet, skal der anvendes en separat vandføring, som de i fig. 9 viste alternativer B, C eller D.

Claims (8)

9 146195 Pa tentkrav.

1. Oparbejdningsanlæg for spildevand indeholdende cement-og/eller kalkslam og tilslagsmaterialer og med en klaringsenhed (1,1a, 1b,2) omfattende en bundfældningsanordning til oparbejdningen af vandet, kendetegnet ved, at bundfældningsanordningen består af en klaringstank (1,1a,1b) og en særskilt faststofbeholder (2), hvor klaringstanken og faststofbeholderen, når de til klaring er samlede med hinanden, står i åben forbindelse med hinanden og i deres forbindelsesplan er tættede udad ved hjælp af en tætning (10,10a) og til udskiftning af faststofbeholderen (2) er forskydelige i forhold til hinanden, og at der foran klaringstanken (1,1a,1b) er anbragt en anordning til fraskillelse af kornede tilslagsmaterialer fra faststof-vandblandingen, og at der efter klaringstanken er anbragt en samletank (51) for skylle- og brugsvandet.

2. Oparbejdningsanlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der på den i forbindelsesplanet liggende nedre kant af klaringstanken (1) er fastgjort en pneumatisk oppumpelig profiltætning (10,10a), og at den i forbindelsesplanet liggende øvre kant af faststofbeholderen (2) har en tætningsflade (14).

3. Oparbejdningsanlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at klaringstanken (1a) er ophængt bevægeligt i forhold til faststofbeholderen i cylinderaggregater (18).

4. Oparbejdningsanlæg ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at klaringstanken (1,1a) har et vandudtømningsorgan ved sin neder s te ende.

5. Oparbejdningsanlæg ifølge krav 1-4, kendetegnet ved, at der på faststofbeholderen (2) er anbragt et fyldningshøjdeovervågningsorgan .

6. Oparbejdningsanlæg ifølge et eller flere af de foregående krav, kendetegnet ved, at klaringstanken (1,1a,1b) kan forskydes på styreskinner (19,19a).

7. Oparbejdningsanlæg ifølge krav 1-6 med en tilgangsledning, en overløbsledning, en beholder og en doseringspumpe for et flokkulationsmiddel, kendetegnet ved, at tilgangsledningen (4) og overløbsledningen (5) er fastgjort på klaringstanken (1,1a,1b), og at klaringstanken samt beholderen (6) og doseringspumpen (7) er fastgjort på et portalagtigt kørestel (13).

8. Oparbejdningsanlæg ifølge krav 1-6,kendetegnet ved, at der under klaringstanken (1b) er anbragt en rullevogn (21) med