DK146904B - Apparat til fjernelse af en flydende fase, isaer vand, fra en suspension, saasom slam - Google Patents

Description

(m)

(19) DANMARK

φ (,2) FREMLÆGGELSESSKRIFT od 146904 B

DIREKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Patentansøgning nr.: 1660/76 (51) Int.CI.3: B 01 D 33/04 (22) Indleveringsdag: 08 apr 1976 (41) Alm. tilgængelig: 10 okt 1976 (44) Fremlagt: 06 feb 1984 (86) International ansøgning nr.: - (30) Prioritet: 09 apr 1975 SE 7504075 (71) Ansøger: ‘REDERIAKTIEBOLAGET NORDSTJERNAN; Stockholm, SE.

(72) Opfinder: Sven Anders Samuel ‘Håkansson; SE.

(74) Fuldmægtig: Ingeniørfirmaet Lehmann & Ree_ (54) Apparat til fjernelse af en flydende fase, især vand, fra en suspension, såsom slam

Opfindelsen angår et apparat til fjernelse af en flydende fase, især vand, fra en suspension, såsom slam, hvilket apparat har to endeløse, bevægede virer, der over en del af deres fremføringsbane tilbagelægger en fælles strækning, som har en begyndelse og en ende, og af hvilke i det mindste den ene er væskegennem-trængelig, et indtag ved strækningens begyndelse til indføring af suspensionen mellem de to virer og et udtag ved strækningens afslutning til afgivelse af den forholdsvis tørre suspension ved ί P hjælp af de to virer, et første presseorgan til udøvelse af et q tryk på de to virer på deres fælles strækning, hvor de danner en klembane, til delvis fjernelse af den flydende fase fra suspen-£ sionen mellem virerne, og et andet presseorgan, der udøver et i 3 forhold hertil højere tryk, og som i bevægelsesretningen for de 2 146904 to virerer anbragt langs klembanen efter det første presseorgan og har en trykvalse, en væsentlig del af hvis omkreds er omsluttet af de to virer, hvorhos den i forhold til trykvalsen ydre vire er væskegennemtrængelig.

Det er almindeligt kendt at presse slam mellem en vire og en valse, omkring en del af hvilken viren ligger. Pra svensk fremlæggelsesskrift nr. 364.698 kendes endvidere et apparat til afvanding af slam, i hvilket apparat slammet anbringes mellem to virer, hvoraf væskefasen kan passere gennem i det mindste den ene, hvorhos disse virer omslutter en eller flere afvandingsvalser.

Det pressetryk, som udøves på slammet ifølge ovennævnte kendte teknik, er for en del en funktion af den spænding, som virerne kan udsættes for. Virerne har imidlertid en generende begrænset styrke, og specielt er det vanskeligt at samle virernes ender til dannelse af endeløse bånd på en sådan måde, at sammenføjningerne ikke udgør en betydeligt svækket del af viren, betragtet ud fra et styrkesynspunkt.

Pressetrykket på slammet er også en funktion af diameteren af den valse, som viren omslutter, på en sådan måde, at en mindre diameter forårsager et højere tryk på slammet. Mindre valser medfører imidlertid en kortere vej og dermed periode, i hvilken slammet udsættes for forøget tryk, og tidsfaktoren har en vis betydning for resultatet af afvandingen, som det senere vil blive beskrevet nærmere.

Det er også velkendt at tilvejebringe højere tryk mod slammet ved anvendelse af trykvalser eller andre mekaniske anordninger, som på et eller andet sted, hvor virerne omslutter en valse, fra ydersiden presser mod viren og dermed mod slammet, se f.eks. svensk patentskrift nr. 109.941 og USA patentskrift nr. 2.711.130.

Det tryk, som herved tilvejebringes mod viren, bliver imidlertid yderst momentant, og kun en ringe del af vandet når at presses ud af slammet, inden trykket igen er lettet.

Pra tysk patentskrift nr. 655-197 kendes endvidere en sitromle, som har en flerhed af ved siden af hinanden omløbende, smalle, endeløse bånd eller tove af et højelastisk materiale, der ligger an direkte mod en filterkage på sitromlen, som skal presses. Bånd eller tove kan på sitromlen løbe tæt ved siden af hinanden eller i nogen afstand fra hinanden, men da der ikke forekommer virer, og afvandingen sker gennem sitromlen, er den ikke velegnet 3 U6904 til afvanding af suspensioner såsom slam og navnlig ikke egnet til at frembringe en høj afvandingseffekt, eftersom slammet vil blive klemt væk fra presseområdet og dermed undvige båndenes eller tovenes afvandingstryk.

Endelig kendes fra tysk patentskrift nr. 716.0^9 en sitromle, i hvilken filterkagen optages mellem tromlen og et ikke-vandgennemtrængeligt bånd. Udenpå dette bånd udøver et antal, tæt ved siden af hinanden omløbende remme et tryk mod båndet. Også ved denne sitromle sker afvandingen gennem sitromlen, og da der kun findes ét bånd (vire) til indeslutning af filterkagen mod sitromlen, er heller ikke denne sitromle velegnet til effektiv afvanding af suspensioner som slam.

Der har derfor ikke hidtil eksisteret noget apparat, som har været i stand til at tilvejebringe en hurtig og særdeles effektiv afvanding af suspensioner som slam. Dette lader sig imidlertid gøre med apparatet ifølge opfindelsen, hvilket apparat er af den i indledningen omhandlede art, og hvilket apparat er ejendommeligt ved, at det andet presseorgan har en trykremsanordning af flere med indbyrdes sideværts afstand ved siden af hinanden omløbende remme, som tilnærmelsesvis omslutter pressevalsen på samme måde som de to virer.

Sammenlignet med den kendte teknik har det ved hjælp af apparatet ifølge opfindelsen vist sig muligt at opnå betydeligt højere tørstofindhold. Por mange typer slam fra spildevandsrense-anlæg har man kunnet opnå tørstofindhold på hetydeligt over 30$. Årsagen til den høje afvandingseffekt er den ifølge opfindelsen indgående kombination af høje pressetryk, som virker langs klembanen, og den lange pressetid,son muliggøres som følge af klembanens udstrækning samt muligheden for bortløb af det udpressede vand. Desuden opnås den fordel, at ved et mellem virerne forekommende eventuelt ujævnt fordelt suspensionslag bevirker remmene, at et fuldt tryk alligevel er virksomt, trods nævnte ujævnhed, over hele suspensionslagets bredde. Denne særlige fordel er større, jo mindre vandholdig den suspension, som skal presses, er.

Som tidligere nævnt er tidsfaktoren af væsentlig betydning. Det er derfor hensigtsmæssigt at omkringlægge og presse mod pressevalsen omkring så stor en del af pressévalsen, som det er praktisk muligt. En omkringlægning på 18Q° eller mere er derfor fordelagtig , og den foreliggende opfindelse tillader store om-kringlægningsvinkler.

— 146904 4

Fortrinsvis kan en yderligere presning med apparatet ifølge opfindelsen være regulerbar, således at den kan tilpasses efter suspensioner af forskellig art.

Videre muliggøres det med apparatet ifølge opfindelsen at lade presningen ske med større pressetryk langs de ydre remme end langs mellemliggende remme, hvorved det sikres, at også det sædvanligvis mod virernes kanter udtyndede suspensionslag belastes med fornødent tryk, og dermed er der truffet foranstaltninger til hindring af, at suspensionen løber ud mod virernes kanter. Herved er et ikke uvæsentligt problem blevet løst, nemlig slammets tendens til at løbe ud mod kanterne ved presning.

Opfindelsen belyses nærmere med nedenstående udførelseseksempler i forbindelse med tegningen, hvor: fig. 1 viser det indledningsvis beskrevne diagram over opnået tørstofindhold som funktion af tiden, fig. 2 skematisk en virebåndpresse ifølge opfindelsen, set fra siden, og fig. 3 og 4 i større målestok et planbillede af en del af virebåndpressen og et delsnitbillede for nærmere at illustrere det for opfindelsen specielt ej endommelige, fig. 5 et sidebillede svarende til fig. 2 af en anden udførelsesform for en virebåndpresse ifølge opfindelsen.

Som ovenfor nævnt er tidsfaktoren af en vis betydning for resultatet af afvandingen. Det har vist sig, at tidsfaktoren - den tid, man udsætter slammet for et vist tryk - i begyndelsen er af stor betydning for afvandingen, men jo mere tiden forlænges, jo mindre betyder dette ud fra et afvandingssynspunkt. Dette er illustreret i fig. 1 på tegningen, hvor der skematisk vises et diagram over det opnåede tørstofindhold som funktion af tiden. Kurve A viser et typisk afvandingsforløb ved et vist konstant tryk mod slammet. Hvis trykket fordobles, fås et andet forløb, kurve B. Begge disse kurver viser en med tiden stadigt faldende afvanding, og de nærmer sig asymptotisk en maksimal værdi for tørstofindholdet for hvert tryk. Hvis trykket yderligere forøges, opstår diskontinuiteter på kurven, f.eks. som vist med kurve C, som viser, at slampartiklerne ved et vist tryk tydeligvis spærrer for afløb 146904 5 af vandet. Man kan i stedet gå således frem,, at man først afvander efter f.eks. kurve B, aflaster trykket og derefter forøger trykket yderligere og kan da få et forløb, som illustreret af kurve D.

Ved begge udførelsesformer ifølge fig. 2 og 5 løber to endeløse virer 1 og 2 sammen langs en presningsbane mellem et indtag (illustreret med pil I) for den suspension, som skal afvandes, og et udtag (pil II) for den afvandede suspension og løber hver for sig omkring afbøjningsvalser 4. Langs presningsbanen sker en første afvanding ved, at virerne med mellemliggende suspension på kendt måde får lov at passere via et valgt antal valser 3 og delvis omslutter disse. Det tryk, som her sættes på suspensionen, afhænger af den spænding, som virerne udsættes for, og hvis størrelse er begrænset. Denne virespæn-, ding kan reguleres indenfor visse grænser, f.eks. ved forskydning af i det mindste nogle af afbøjningsvalserne 4.

Som særligt kendetegnende for opfindelsen påsættes derefter i pressebanen et væsentligt forøget tryk på suspensionslaget mellem virerne 1 og 2 med en pressevalse 5 ved hjælp af et antal parallelle elastiske remme eller bånd 6. Remmene ligger herved omkring samme valser 3a, som styrer virebåndet før og efter pressevalsen 5, og omkring en spændevalse 7 og kommer herved til at ligge presset mod den i forhold til pressevalsen 5 udvendige vire, i alt væsentligt i samme længde som virerne omslutter pressevalsen. Spændevalsen 7 kan ligesom også valserne 3a passende være sporede for at opretholde parallellite-ten mellem remmene. Remmenes tryk mod virerne reguleres ved hjælp af spændevalsen 7 ved forskydning af denne som vist med pilenHI, ved hjælp af fjedre eller andre mekaniske anordninger. Pig. 3 viser i planbillede og større målestok pressevalsen 5 og spændevalsen 7 og skematisk fjedre 8 som en anordning til at tilvejebringe det krævede tryk ved hjælp af remmene 6.

Fig. 4 viser et delsnit af valsen 5 og viser på valsens overflade den indre vire 2, suspensionslaget 9, den ydre vire 1 samt remmene 6.

Endelig viser fig. 5 en udførelsesform med to pressevalser 5, hvilken udførelsesform passende anvendes i de tilfælde, hvor pressetiden må forlænges uden at give afkald på virebåndspressens kapacitet .

Som det fremgår af figurerne 3 og 4 er remmene 6 anbragt med indbyrdes afstand. Denne afstand bør afpasses, således at den er tilstrækkelig stor til, at det fra suspensionen udpressede vand kan nå 146904 6 at løbe ud i løbet af den effektive pressetid, men afstanden er også tilstrækkelig lille til, at den ydre vire mellem remmene forbliver så spændt, at der også hersker et væsentligt tryk på suspensionen mellem remmene. Den indbyrdes afstand mellem remmene bør passende være mindre end 20$ af rembredden. Remmene kan bestå af mange slags materialer, såsom f.eks. gummi, plast, idet remmene kan være armeret eller på anden måde forstærket. Det er fordelagtigt, at remmene besidder en vis elasticitet. Som antydet på fig. 4 kan suspensionslaget have varierende tykkelse langs virebredden, og særligt almindeligt er det, at suspensionslaget bliver tyndere mod virens kanter. Med afpasset elasticitet af remmene vil et sådant tyndere suspensionslag også blive belastet med tilstrækkeligt tryk til afvanding. Ifølge opfindelsen er det imidlertid også muligt ved hjælp af ekstra spændevalser eller andre anordnin-: ger at bibringe de ydre remme øget spænding for f.eks. at forhindre, at suspensionen løber ud mod kanterne.

Friktionen mellem remmene og den ydre vire er ofte tilstrækkelig til at drive remmene. Hvis det ønskes, kan en separat drivanordning imidlertid være tilvejebragt på passende måde til drivningen, i hvilket tilfælde denne drivning bør være synkroniseret med drivningen (ikke vist) af virerne.

Det er i visse tilfælde fordelagtigt at forsyne remmene med tværgående fordybninger for herved at lette vandafløbet. I en anden udførelsesform kan remmene forsynes med tværgående forhøjninger, som forårsager en relativ bevægelse i suspensionen ved trykpåsætningen. Nævnte fordybninger og/eller forhøjninger kan også med fordel anbringes på selve overfladen af pressevalsen 5· Fordybninger i pressevalsen i form af aksiale riller letter vandafløbet gennem den inderste mod pressevalsen beliggende vire. Hvis forholdsvis brede bånd anvendes, kan disse ligeledes forsynes med huller eller slidser.

For at få den mest muligt effektive afvanding men også af konstruktionshensyn er det hensigtsmæssigt at lade remmene presse mod virerne over i det væsentlige samme længde, som virerne omslutter pressevalsen, d.v.s. som vist på figurerne 2 og 5 lade remmene løbe omkring samme valser, som styrer virebåndene inden og efter pressevalsen. Det er dog også muligt at lade remmene presse mod kun en del af den af virerne omsluttede længde, hvortil der er tilvejebragt separate afbøjningsvalser for remmene.

Det tryk, som på suspensionen kan tilvejebringes alene ved hjælp af virespænding uden anvendelse af en anordning ifølge opfin- 2 delsen, er af størrelsesordenen 1-2 kp/cm . Ved hjælp af anordningen 7 146904 ifølge opfindelsen kan der derimod opnås betydeligt højere tryk. For o mange typer slam turde et tryk på 5-10 kp/cm være tilstrækkeligt, men p betydeligt højere tryk, 30-35 kp/cm , er det efter behov muligt at påføre.

Sammenlignet med virebåndpresser ifølge kendt teknik har det vist sig, at det med en virebåndpresse omfattende anordningen med rempresse ifølge opfindelsen er muligt at opnå meget høje tørstofindhold. For mange typer slam fra spildevandsrensningsanlæg har tørstofindhold på væsentligt over 30% kunnet opnås med en slampresse ifølge opfindelsen. For visse typer slam har det været muligt at opnå tørstofindhold mellem M0 og 55%. Årsagen hertil er som tidligere nævnt en kombination af højt pressetryk med lang pressetid samt muligheden for, åt det udpressede vand kan løbe bort. Disse værdier kan passende sammenlignes med det tørstofindhold, som for tilsvarende slam fås ved den i. indledningen nævnte kendte teknik. Således fås ca. 20% tørstofindhold ved afvanding mellem to virer, som omslutter et antal valser, og ca. 25%, hvis der derudover iværksættes en presning mod virerne ved hjælp af pressevalser.

Der er ikke i nogen af figurerne vist opsamlingsbeholdere for det afløbende vand, men sådanne vil en fagmand let kunne tilvejebringe på forskellig vis. For at kunne opnå de høje tørstofindhold, som bliver mere og mere ønskelige, ikke mindst af transporthensyn, er det fordelagtigt, at det udpressede vand fjernes fra virerne, inden trykket letter. Dette kan effektiviseres ved at blæse eller suge vand bort ved hjælp af en kraftig luftstrøm, som ledes over viren mellem remmene.

Som det fremgår af udførelsesformerne ifølge fig. 2 og 5 sker der efter indtaget I en forafvanding af suspensionen ved valserne 3 inden den endelige afvanding ved pressevalsen eller -valserne 5.

En sådan forafvanding kan imidlertid udføres inden indtaget I og her også med andre anordninger end valser svarende til valserne 3, hvorved valserne 3 kan undværes i pressebanen mellem indtaget I og udtaget II.

Opfindelsen er ikke begrænset til de ovenfor beskrevne og på tegningen viste udførelseseksempler men kan varieres på en række måder indenfor rammerne af nedenstående patentkrav for at opnå den tilstræbte afvandingseffekt ved at udsætte suspensionen mellem de virer, som omslutter pressevalsen,for den yderligere presning langs indbyrdes adskilte baner, som strækker sig over fortrinsvis hele den omkringliggende del. Således kan remmene tænkes at være forbundet med hinanden ved hjælp af elastiske blødere forbindelser for f.eks. lettere at kunne styres i deres baner.