DK149305B - Fremgangsmaade og apparat til separering af vaesker fra heterogene vaeske-massestrukturer, f.eks. ved afvandings- eller tykningsmetoder for kommunalt eller industrielt slam - Google Patents

Description

149305

Opfindelsen vedrører en fremgangsmåde og et apparat til separation af væsker fra heterogene væskefaststof strukturer, f.eks. ved afvandings- eller tykningsmetoder for kommunalt eller industrielt slam, navn-5 lig tyndslam, ved hvilken slam pumpes ind i en beholder under et lavt tryk og derefter under et relativt højere tryk, idet filtrat bortledes fra beholdertrykrummet eller en slamkage inden i beholderen.

Sådant slam forekommer i ledningssystemer i 10 kommuner og byer såvel som i forskellige industrivirksomheder i årevis i stadig stigende mængde. Før sådant slam transporteres på økonomisk måde til aflæsningssteder eller overhovedet udsættes for et efterbehandlingstrin for at give slammet en konsistens, der gør 15 det egnet til aflæsning, bliver slammet mere eller mindre afvandet.

Kendte fremgangsmåder eller apparater har forskellige ulemper, idet de f.eks. kun tillader indføring i tilløbet af slammængder på maksimalt ca.

20 10 m /h i en åben beholder. I praksis opnås der i reglen endnu mindre indløbsmængder, da slammet på kort tid lukker porerne eller filtersiåbningerne og i vidt omfang hindrer bortledning af en væske, for det andet tillades der kun en påfyldningsstørrelse, der i vidt omfang påvir-25 kes af en tilbagestødsvirkning i afhængighed af beholderens højde.

Der kan således i praksis kun anvendes beholdere til afvanding på indtil ca. 2,0 m højde og 4,0 m øvre kantlængde - bredden begrænses af bunddimensionerne 30 på en lastvogn. Stort set kan der indføres tyndslammæng- 3 3 der på indtil 40 m i løbet af 5-7 timer i en 12 m afvandingsbeholder, og dette slam kan afvandes til begyndende fasthed efter ca, 12 timer. Konsistensen er her stadig i lighed med gel til en tyk grød. Tyngdekraften 35 indtil 2 m påfyldningshøjde giver i bundhøjde en sådan fortykkelse, at de efter 12-20 timer endnu minimale bortdrypninger næppe nok har nogen indflydelse på den samlede afvandingsydelse, navnlig på slamkagens fasthed.

2 149305

Fra schweizisk patentskrift nr. 379.417 kendes der en fremgangsmåde og et apparat til separering af biologiske eller aerobisk slam i en væske (filtratet) og faste slambestanddele, hvor der arbejdes med en lukket 5 beholder med overtryk. Her skal der over et slamkoncentrat danne sig et mellemlag, over hvilket filtratet sam les. Derefter suges filtratet lodret opad, og slamkoncentratet suges nedad. Tyngdekraften indvirker således imod filtratets udsugningsretning og understøtter ikke 10 denne. Overtrykket virker først og fremmest til dannelse af mellemlaget, så at overtrykket ikke hele tiden virker på en blanding af filtrat og slam. Der anvendes ikke sier.

Fra tysk offentliggørelsesskrift nr.

15 2 217 558 kendes der en filtreringsmetode, hvor slammet, der samler sig på filterflader, udover tyngdekraften udsættes for et gastryk. Trykfordelingen er ikke nærmere angivet, men skal være en stadig stigende tryktilstand.

Der kan også arbejdes med undertryk. Apparatet ifølge 20 dette skrift er af kompliceret konstruktion og beregnet til stationært brug. Apparatet omfatter en omrører eller en snegleagtig slamkompensator. Denne fremgangsmåde er ikke egnet til brug til tyndslam eller biologisk slam.

25 Ved en filtreringsmetode i henhold til tysk offentliggørelsesskrift nr. 2 750 028 anvendes der en kammerfilterpresse til udpresning af slam. Her arbejdes der, i reglen med en øverste og en nederste grænsetryk-værdi. Den øverste trykværdi tjener til at opnå et så 30 højt faststofindhold som muligt i en udpresset slamkage.

Disse grænsetrykværdier opnås ikke direkte, men gennem startpressefaser. Til disse slutter sig et antal presseperioder, ved hvilke der samtidig tilføres slam til kamrene. Herved forøges trykket trinvis, og kammertryk-35 ket sænkes ved overgang fra den ene pressefase til den anden.

Det drejer sig her om en stationær maskine 3 149305 med et antal efter hinanden anbragte pressekamre mellem et faststående pressebord og et bevægeligt, stempelag-tigt pressestempel. En indvirkning fra tyngdekraften er her helt ubetydelig. Der arbejdes med særdeles høje 5 tryk på mindst 12 bar.

Ved en fra tysk offentliggørelsesskrift nr.

1 461 443 kendt filtreringsmetode anvendes der filterpresser, hvor der i ledningen mellem pumpe og presse opbygges et overtryk. Filterpresser, navnlig kammerfil-10 terpresser og/eller skruekompressorer er tunge maskiner, der ikke er egnet til indbygning i transportable beholdere og køretøjer. Endvidere kan der ikke anvendes slampumper eller filterpresser, der arbejder under højtryk til behandling af biologisk tyndslam, eftersom 15 sådant slam kun må bearbejdes med relativt lavt tryk, da det har en skrøbelig struktur og ved biologisk slam overvejehde består af bakterier, der allerede ved omrøring, for slet ikke at tale om højtryk, brister, så at udfældningsvolumenet forøges på uheldig måde. Volumen-20 forøgelsen kan beløbe sig til 50-60% på få minutter.

Denne metode egner sig således ikke ti 1; tyndslam.

Med opfindelsen tilsigtes der tilvejebragt en væsentlig forøgelse af afvandingsydelsen pr. tidsenhed ved anvendelse af enkle og billige afvandingsbe-25 holdere, navnlig i forbindelse med transportable eller flyttelige beholdere. Dette opnås ved opfindelsen ved hjælp af de i krav 1 anførte kendetegn.

Fordelene ved opfindelsen består i, at heterogene væske-massestrukturer, navnlig tyndslam, nu hur-30 tigere end tideligere kan affugtes og afvandes, alt efter slammets art, ligesom der i enkelttilfælde kan gennemføres en fortørring. Opfindelsen er navnlig anvendelig ved beholdere, der kan transporteres med en lastvogn, idet den apparatmæssige tilpasning af be-35 holderen er billig. En yderligere fordel består i, at der nu for første gang kan anvendes store containere som afvandingsbeholdere, også sådanne beholdere, der 4 149305 er indrettet til at transporteres med skibe, idet der på grund af den forøgede filtratfjernelse opnås den for storcontainere nødvendige Økonomi. Storcontainere kan også anvendes i en gliderammekonstruktion og/eller 5 som påhængsvogne til sadéLslæbekøretøjer, alt efter den i hvert enkelt tilfælde mest fordelagtige transportform. Der kan også anvendes runde beholdere med en til alle sider lukket konstruktion.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende 10 i forbindelse med en enkelt udførelsesform, og med henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser en beholder med en skematisk vist tilgangsstuds og en studs for filtratafgang, fig. 2 et snit efter linien A-A i fig. 1, 15 fig. 3 apparatet i fig. 1 set ovenfra, idet den øverste væg er fjernet, fig. 4 en gengivelse i større skala af et hjørneområde af beholderen, markeret med B i fig. 3, og fig. 5 et tryk-tidsdiagram for en udførelses-20 form for trykfordelingen i beholderen under driften.

En af stålplade bestående beholder 10 af firkantet form, sammenlign fig. 1, har på den ene side, fortrinsvis en endeside, et armatur, f.eks. en gevindstuds 11, der er fast indsat i en øvre åbning af be-25 holderen 10, f.eks. skruet fast. Armaturet har en flange 12 til tilslutning af en ikke vist slange.

Armaturet 11 kan være tætnet mod beholderåbningen ved hjælp af en eller flere tætningsringe af polyte-trafluorethylen eller kautsjuk. På flangen 12 til-30 sluttes der et tilslutningselement, f.eks. ligeledes en flange på slangen, der transporterer slammet til beholderen 10 ved hjælp af en pumpe. Den ikke viste pumpe er en excentersnekkepumpe, en membranpumpe eller en trykslangepumpe, hvor sidstnævnte er forsynet med 35 konstruktionselementer, der intermitterende indgriber med klemmevirkning på en slangevæg, hvilke konstruk- 5 149305 tionselementer f.eks. kan være roterende ruller. Beholderen 10 har i området ved bunden 13 en eller flere armaturer 14 og 15 til afgang for filtratet. Afgangsarmaturene er i deres simpleste konstruktion ud-5 formet som kegle- eller skyderventiler. Mellem beholdervæggen og armaturets hals kan der være mindst én eftergivende O-ringtætning af kautsjuk eller lignende. Den som trykbeholder udformede beholder 10 Ion have et dæksel.

10 Mellem den øverste endekant af sidevæggene 17 og 18 og indersiden af dækslet kan der være indsat en rundtgående profiltætning af kautsjuk - eller ved mere aggressivt slam af polytetrafluorethylen - hvilken tætning er indsat tætnende i randområdet. Beholde-15 ren er fortrinsvis på bunden 13 forsynet med skinner 20, der kan være stålprofildele. Disse tjener som gli-dekonstruktionsdele, så at beholderen 10 kan skydes glidende ind på en bærende bund 21 i en lastvogn, et sadeltrækkøretøj eller en transportpram eller -skib.

20 I stedet for skinnerne 20 kan der alt efter det enkelte tilfælde anvendes ækvivalente konstruktionsdele, såsom ruller eller valser, der formindsker friktionen.

Det i og for sig kendte transportkøretøj er ikke vist.

Såfremt beholderen 10 bygges med en aftage-25 lig væg, navnlig dækslet, er der i området'ved kanterne eller hjørnerne, sammenlign fig. 2, mellem dækslet og endevæggene og/eller sidevæggene 17 og 18 mekaniske, manuelt aktiverbare låse 32, f.eks. spændelåse, hagelåse, hængsellåse. Her indgriber f.eks.

30 et øje på en vægtstang, der er fastgjort på sidevæggen 17 eller 18, i en åbning eller en krog på dækslet.

Tykkelsen og/eller anbringelsen af beholdervæggene er i en udføreIsesform for opfindelsen konstrueret således, at de ved det højeste tryk, der kan forventes i 35 beholderen, der kan ligge på 4500 kPa ud over den fra en Wohler-kurve kendt sikkerhedskoefficient for varig- 6 149305 hedsbelastning af et metal, ligger fuldstændig uden for fare for revner. Endvidere kan der være forstærkende segmenter, såsom ribber eller flige, der er ført eller fastgjort over henholdsvis dækslet eller bun- 5 den 13 såvel som over sidevæggene, f.eks. ribberne 22 i fig. 3. Sådanne støtteelementer kan udnytte hele væghøjden. Fortrinsvis danner sådanne støtteelementer på de langsgående indersider af væggene i beholderen samtidig afstandsholdeorganer, der udgør en bærekon-<j g struktion af tilstrækkeligt stærkt dimensioneret hulplade og/eller et stift, kraftigt trådgitterunderlag.

Dette er vist i fig. 4. Her er vist det egentlige filterelement 23 (en væg af vævet materiale eller et polymergitter). Filterelementet 23 kan ved sin øver--j 5 ste ende være udformet fremstående og kan være udformet med anlæg mod væggen og med en tætning mod eventuelt opsprøjtende slam og/eller andre væsker, der indeholder faste stoffer, og som skal afvandes. Dette element 23 kan også være indrettet 20 således, at det ligger an mod en afstivende vinkelkonstruktion .

Ifølge opfindelsen er filterelementet 23 fortrinsvis i sin fulde længde og indtil den øverste om-bøjede kant også i højden dækket af et groft beskyt-25 telsesnet. I fig. 4 er beskyttelsesnettet 24 vist skematisk. Under filterelementet 23 befinder der sig en bærekonstruktion for dette i form af en hulplade eller et groft gitter 25. Mellem bunden 13 og det grove gitter 25 er der holdeelementer 26, der 30 tjener som afstandsholder for filterelementet 23.

Disse holdeelementer 26 er ifølge opfindelsen samtidig beregnet som støtte- og afstivningselementer for beholdervæggene.

Anbringelsen af filterelementet 23, beskyttel-35 sesnettet 24 og det grove net 25 strækker sig, som kun antydet, yderligere langs indersiden af sidevæggene 17 og 18 og de andre vægge. Filterelementet kan 7 149305 ud over et filter af vævet materiale også være en finsi.

Udtømningen af filtratet gennem udløbsstudsen 14 eller 15 sker ved hjælp af en af et manometer 27 styret udløbsventil 28. Manometeret 27 kan væ-5 re indstillet til et overtryk på 0,3-1,2 bar eller højere, alt efter udformningen af beholderen som trykbeholder. Manometeret 27 kan også gennem en ikke vist styre- eller reguleringsledning stå i forbindel- i se med den til armaturet 11 sluttede pumpe, der trans-10 porterer slammet til beholderen. I tryk-tidsdiagrammet i fig. 5 er der vist en udførelsesform ifølge opfindelsen for fyldningen af beholderen 10 med slammet, der skal filtreres. Dette diagram viser den intermitterende udførelsesform. Efter den efterhånden stedfundne, her 15 lineære trykstigning i kurvegrenen a, sker der på tidspunktet ti en åbning af ventilen 28, filtratet bliver her udtømt og herved opstår der et trykfald ifølge grenen b. Dette foiLøb gentager sig derefter for den følgende driftstid. Den i fig. 1 antydede slamkage 29, 20 der senere føres ud gennem en klap 30 eller lignende, der kan lukkes, afgiver således i hver arbejdscyklus a-tl-b et filtrat, samtidig med at kagen, der skal afvandes, forøges i lodret retning.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen muliggør at 25 forøge effektiviteten af afvandingen i afhængighed af slammets art, konstruktionen af beholderen, den ønskede fasthed eller en anden driftsegenskab ved slamkagen og/eller filtratet. Dette kan opnås ved kvadratisk stigende, ikke vist trykkurveværdier. I grenen 30 indtil punktet ti sker der først en ringe trykstigning, hvorefter der sker en væsentlig stejlere trykstigning, stort set efter formlen b = f (t2). Det indses, at der ved den lineære trykstigning i beholderen, kurven c, kan opnås en forøget indvirkning på ka-35 gen og/eller filtratgennemløbet. Dette kan også gennem-

Claims (3)

149305 δ føres ved pulserende trykforløb, kurve d, eller ved stødvis forøgelse af slamtilførslen til beholderen 10, kurve d. I enkelte tilfælde forøges også den fordelagtige virkning på kagen og filtratet, idet denne tryk-5 opbygning i sker i forskelligt lange tids- eller trykperioder.

1. Fremgangsmåde til separering af væsker 10 fra heterogene væske-faststofstrukturer, f.eks. ved afvandings- eller tykningsmetoder for kommunalt eller industriel slam, navnlig tyndslam, ved hvilken slam pumpes ind i en beholder (10) under et lavt tryk og derefter under er relativt højere tryk, idet filtrat 15 bortledes fra beholdertrykrummet eller en slamkage (29) inden i beholderen (10), kendetegnet ved, at der anvendes en transportabel beholder (10), der er forsynet med et filtervæv eller en fintmasket si (23) og har et hydraulisk direkte og perma-20 nent sammenhængende trykvolumen, at virkningen på slammet understøttes af tyngdekraften, at fremgangsmåden udøves i delområder (b, c, d) af et tryk-tidsskema og med lineært (a) og/eller 25 kvadratisk stigende trykværdier, og at trykforøgelsen og trykfordelingen i filtratslammet gennemføres intermitterende (b) og/eller pulserende (d).

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kende-30 tegnet ved, at trykforøgelsen eller trykfordelingen gennemføres med forskelligt lange tids- (t) og/eller trykperioder (b).

3. Apparat til gennemførelse af fremgangsmåden ifølge krav 1 eller 2 og omfattende en beholder (10) 35 med et filterelement (23), en flange (12) for tilgang af slammet, et eller flere armaturer (14, 15) til afgang af filtrat, samt en klap (30) til brug ved udtømning af