DK160811B - Fremgangsmaade samt apparat til klaring af fluider - Google Patents

Description

i

DK 160811B

Den foreliggende opfindelse angår klaring af fluider, særligt afløbs-vand, af den art, der er beskrevet i indledningen til det efterfølgende selvstændige krav.

5 HusholdningsspiIdevand og andre former for spildevand indeholder ofte urenheder i form af opslæmmede faststoffer. Eksempler på andre typer spildevand end kloakvand omfatter afløbsvand, som indeholder ler eller slam, rense- og procesvand fra levnedsmiddelbearbejdningsindustrier, vand indeholdende udskilte partikler af tungmetaller fra galvanise-10 ringsindustrien, bejdsevæske fra stålværksdrift, spildevand fra metal efterbehandlingsindustri, spildevand fra malingsdrift osv. Det er ønskeligt at fjerne de opslæmmede faststoffer, før spildevandet returneres til omgivelserne. Vandforsyninger indeholder ofte slam, ler og uheldige opløste faststoffer, som kan behandles kemisk for at udskille 15 de ikke ønskede materialer. I det fleste tilfælde er det nødvendigt at fjerne disse opslæmninger af slam og udfældningsprodukter for at tilvejebringe vand, der er egnet til husholdning og andre brug. Endvidere skal visse væskeprodukter, der indeholder opslæmmede faststoffer renses for at forbedre deres værdi. Almindeligvis udføres dette ved at 20 lede fluidet til en klaringsindretning, hvor de opslæmmede faststoffer kan udfældes og danne en slam, der afskaffes ved hjælp af passende organer. Renset afløbsvand udtages fra toppen af klaringsindretningen til brug eller returneres til omgivelserne. Aflejrede faste spildstoffer afskaffes hensigtsmæssigt, for eksempel til landopfyldning.

25

Christopher et al beskriver i en artikel med benævnelsen "New Waste Water Process Cuts Plant Costs 60%", Civil Engineering - ASCE, maj 1983 siderne 39-41 en kl aringsindretning med indre kanaler til brug i et cirkulerende aktiveret slamkloakvandsbehandlingssystem. Ifølge det 30 klaringsindretningssystem, der er beskrevet i denne artikel, vil rå kloakvand føres ind i et iltningsbassin, iltes, og derefter føres nedenunder en klaringsindretning med indre kanaler, hvor en del blandet væske, det vil sige en blanding af spildevand og aktiveret slam, stiger ind i klaringsindretningen gennem åbninger i klaringsindretningens 35 bundfelter. Efterhånden som den blandede væske strømmer op i den rolige klaringsindretningszone, udskilles faststoffer, der falder ned gennem åbningerne og returnerer til den kontinuerligt strømmende blanding nedenunder. Renset spildevand fjernes fra den rolige zone i klaringsindretningens øvre del gennem rør, der er neddykket ca. 30 cm under

DK 16081 1 B

2 vandets overflade. Iltningsbassinet, hvori klaringsindretningen anvendes, er en iltningsgrøft, som omfatter en lukket strømningsbane, det vil sige, at der er tilvejebragt en eller flere pumper for at cirkulere væsken gennem strømningsbanen nedenunder klaringsindretningen. Væs-5 ken indføres nedenunder klaringsindretningen ved et højere tryk end det for væsken, som forlader området nedenunder klaringsindretningen og ved den anden ende af strømningsbanen på grund af tryktabet, som er tilvejebragt ved væskens strømning under kl aringsindretningen.

10 Det har nu vist sig, at behandlingssystemet, der er beskrevet af Christopher et al ovenfor, kan modificeres, for således i væsenlig grad at reducere systemets omkostninger, forbedre hydraulikken og gøre det egnet til brug i et ikke-cirkulerende behandlingssystem.

15 Ifølge den foreliggende opfindelse er der tilvejebragt en fremgangsmåde og en indretning af den indledningsvis nævnte art, og som er kendetegnet ved de i de respektive selvstændige krav's kendetegnende del angivne træk. Yderligere træk ved opfindelsen fremgår af de uselvstændige krav.

20

Klaringsindretningen ifølge den foreliggende opfindelse adskiller sig fra klaringsindretningen ifølge Christopher et al ved, at den omfatter en pumpeindretning, der er anbragt i det væsentlige indtil udløbet af den anden indretning, som skaber et lavtryksområde ved det udløb. Chris-25 topher et al omtaler ikke en sådan pumpeindretning, og som er anbragt på denne måde. Christopher et al omhandler en siamafløbspumpe, der er anbragt nær ved udløbet af fluidstrømningsbanen, men slamudledningspumpen ifølge Christopher et al ville ikke virke til at fremkalde en strømningsbane for fluidet udenfor den rolige zone langs bunden, så-30 ledes som det kræves ved kl aringsindretni ngen ifølge den foreliggende opfindelse.

Anvendelsen af klaringsindretningen ifølge den foreliggende opfindelse medfører forbedret hydraulik i forhold til det system, som er beskre-35 vet af Christopher et al ovenfor, det vil sige at faststofpartiklerne, som trænger ind i den rolige zone, ikke vil stige så højt i den rolige zone, hvilket medfører en mere effektiv dannelse af klaret supernatant.

Den forbedrede hydraulik er uløseligt forbundet med det faktum, at det fluidvolumen, som føres gennem strømningsbanen, er uafhængigt af be- 3

DK 16081 1 B

holderens fluidvolurnen. Endvidere vil faststofpartiklerne have en tendens til at blive trukket ind i strømningsbanen ved hjælp af en ventu-rieffekt, som vil modvirke blokering af de åbne områder i den rolige zones bundvæg. Anbringelsen af pumpeindretningen ved udgangen af strøm-5 ningsbanen medfører en forbedret venturieffekt i forhold til den, som ville blive opnået ved at anbringe pumpeindretningen ved indgangen til strømningsbanen. Endvidere kan klaringsindretningen ifølge den foreliggende opfindelse anvendes i et statisk eller ikke-strømmende, ikke-cirkulerende fluidbehandlingssystem. Dette muliggør montering i cirku-10 lære eller andre økonomisk udformede systemer.

Opfindelsen vil herefter blive forklaret mere detaljeret under henvisning til den medfølgende tegning, hvor 15 fig. 1 viser et skematisk billede, set ovenfra, af indretningen ifølge den foreliggende opfindelse anbragt i en cirkulær tank med et par fluidstrømningsdeflektorer anbragt ved modsatte sider deraf, med en serie luftdiffuserrør anbragt på modsatte sider af tanken og med et par cirkulationspumper 20 anbragt på modsatte sider af tanken, fig. 2 et forstørret snit gennem indretningen, taget langs linien 2-2 i fig. 1, til belysning af en omrørerpumpe, der er anbragt oven over indretningens bundvæg, fig. 3 et reduceret snit gennem indretningens indløb, taget langs 25 linien 3-3 fig. 2, fig. 4 et reduceret snit gennem skærme i indretningen taget langs linien 4-4 i fig. 2, fig. 5 et reduceret snit gennem indretningens udløb, taget langs linien 5-5 i fig. 2, 30 fig. 6 et skematisk billede, set fra oven, af indretningen ifølge den foreliggende opfindelse, svarende til det, der er vist i fig. 1, men modificeret med en skærm ved udløbet og blade ved indløbet og med en cirkulær tank, der har en cirkulationspumpe for at cirkulere fluidet i en cirkulær strømning 35 i tanken, og fig. 7 et snit, set fra siden, gennem en modificeret indretning, der har en omrørerpumpe nærliggende bunden af strømningsbanen, og hvor tankens bundvæg danner bunden af strømningsbanen.

DK 16081 1 B

4

Det klarede fluid, ifølge den følgende beskrivelse, er kloakvand, selv om andre fluider kan behandles på tilsvarende måde, som for eksempel disse, der er beskrevet tidligere.

5 Idet der henvises til fig. 1-5 ses et spiIdevandski aringssystem 10, der er anbragt i en spiIdevandstank 12, som kan være en tank, et bassin eller en lagune. Således som antydet, er spildevandsbeholderen 12 cirkulær, selv om den kan have andre former, for eksempel kan den være oval. Selv om klaringssystemet er vist anbragt i midten af beholderen 10 12, kan det være anbragt i andre stillinger, for eksempel nær en af beholderens sider. Kloakvand, som først kan være blevet behandlet i en primær udfældningstank for at fjerne primær affaldsslam, føres til beholderen 12 gennem spiIdevandsindløbet 14. På tilsvarende måder er der i form af en udløbsledning 16 tilvejebragt organer, der er bereg-15 net til at fjerne affaldsslam fra beholderen ved at afgive en strøm af blandet væske. Luftdiffuserrør 18 er tilvejebragt for at ilte den blandede væske i beholderen 12, for således at reducere BOD-indhol det deraf. Luften leveres ved hjælp af pumper 20 og blæses gennem diffusere 22 i rørene 18 ind i den blandede væske. Det er underforstået, at ilt-20 ningen ikke er nødvendig ved behandling i fluidsystemer, som ikke indeholder biologisk nedbrydelige materialer.

Hvis det ønskes, kan der. være tilvejebragt cirkulationspumper 24 for at føre den blandede væske i retningen, som er indikeret ved hjælp af 25 retningspile 26. Cirkulationspumperne 24 er ikke nødvendige, og til tider er det ønskeligt at eliminere disse fra systemet. Det foretrækkes, at strømningen, der ved hjælp af cirkulationspumperne 24 er bibragt den blandede væske, er tilvejebragt, således at strømningen fra en pumpe ophæver strømningen fra den anden pumpe før indtrængning i 30 spildevandsklaringssystemet 10. Med andre ord foretrækkes det, at der vil være en 0-hastighed for den blandede væske, når den trænger ind i strømningsbanen. Der kan være tilvejebragt deflektorer 27 for at medvirke ved tilvejebringelsen af dette resultat.

35 Der er anbragt en pumpe 28 ved klaringssystemet 10's nedenstrømsende. Pumpen 28 omfatter et omrørerpumpeblad 29 og en motor 30. Pumpen 28 danner et lavtryksområde ved klaringssystemet 10's udløb, hvilket vil få spildevand til at strømme ind i strømningsbanens indgang 66. En deflektor 31 opsplitter strømmen, der kommer ud fra klaringssystemet,

DK 16081 1 B

5 således som indikeret ved hjælp af retningspile 32.

3 Klaringssystemet 10 omfatter sidevægge 34, en indløbsendevæg 36, en udløbsendevæg 38 og skærmflader 40. Der er tilvejebragt opsamlingsrør 42, der er beregnet til at afdræne det klarede supernatant. Det klarede supernatant trænger ind i rørene 42 gennem huller 44 og føres derefter til et kl artvandsbassin 46, hvorfra det pumpes ud af systemet ^ gennem et udløb 48 for klaret vand.

Idet der herefter henvises mere specifikt til fig. 2, 3, 4 og 5 ses klaringssystemet 10 mere detaljeret. Klaringssystemet 10 omfatter sidevæggen 34, indløbsendevæggen 36, udløbsendevæggen 38 og en bund 50.

^ Der er tilvejebragt en rolig zone 52, der ved den ene ende er afgrænset af en skærmvæg 54, ved den anden ende af en kl artvandsbassinvæg 56 og ved bunden af skærmfladerne 40. I den rolige zone 52 vil opslæmmede faststoffer udfældes fra spildevandet og derved danne et lag af klaret ovenpåflydende vand, som er vist i fig. 2, ovenover en afgrænsning 57.

Det klarede supernatant føres ud af systemet, således som beskrevet tidligere.

Skærmfladerne 40 omfatter en serie flader med tilstrækkelig hældning til at gøre det muligt, at en afsluttende ende 58 for en flade er til -vejebragt nedenunder den begyndende ende 60 af en anden flade. Der er tilvejebragt et åbent område 62 mellem den afsluttende ende 58 og den begyndende ende 60. Denne forbindelse danner den begrænsede åbning, der er nødvendig for at etablere hydrauliske forhold. Skærmfladerne kan være dannet af plane plader, omvendt V-formede plader, L-formede 30 plader, trekant-formede prismer eller hemisfærisk krumme flader. I de udførelsesformer der er vist i fig. 2 og 7 har skærmfladerne et trekantet tværsnit med trekantens spids vendende mod den rolige zone, for således ikke at tilvejebringe nogen vandrette flader, der vender mod den rolige zone.

35

Der er tilvejebragt en strømningsbane nedenunder skærmfladerne 40 og under kl artvandsbassinet 46's bund 64. Strømningsbanen er mod bunden afgrænset af klaringssystemets bund 50 og i siderne af sidevæggene 34.

Den omfatter en indgang 66, som har en åbning i indløbsvæggen 36 og en udgang 68, som omfatter en åbning mellem skærmvæggen 54 og klaringssystemets bund 50.

* 6

DK 16081 1 B

Pumpen 28 er fortrinsvis en lavhastighedspumpe med stor omrører. Pumpen 28 monteres i en udløbsåbning 70 i udløbsvæggen 38 mellem udløbsvæggen 38 og skærmen 54. Væggen 38 virker som en .skærm for pumpen 28, for således at forøge suget. I drift tvinger pumpen vand ud af udløbet 5 70 og danner en sugning eller et lavtryksområde ovenover en perforeret plade 72. Dette vil bevirker, at spildevand suges fra spildevandsbeholderen 12 ind gennem indgangen 66 til strømningsbanen, langs strømningsbanen nedenunder kl artvandsbassinets bund 64 og skærmfladerne 40 ud af strømningsbanens udgang 68 op gennem den perforerede plade 72 og 10 ud gennem udløbet 70. Den perforerede plade 72's tilstedeværelse danner et lille tryktab og sikrer en ens fordeling af understrøm. En del af spildevandet nedenunder skærmfladerne 40 passerer ind i den rolige zone gennem de åbne områder 62 og udfældede faststoffer passerer gennem de åbne områder 62 fra den rolige zone ind i strømningsbanen. Den 15 mindste pumpehastighed der er nødvendig, er den som medfører en væskehastighed for spildevandet i strømningsbanen, der er tilstrækkelig til at forhindre en væsentlig udfældninger af faststoffer fra den rolige zone på skærmfladerne 40.

20 Fig. 6 svarer til fig. 1 med undtagelse af, at der kun er tilvejebragt en cirkulationspumpe 100. Denne danner en cirkulær bevægelse af spildevandet, således som indikeret ved hjælp af retningspile 102. Klaringssystemet 104 er tilvejebragt med indstrømningsstyr eller udretningsblade 106, der er anbragt ved indgangen til strømningsbanen under 25 skærmfladerne 40. Formålet med bladene 106 er at udrette strømmen af spildevand fra den krumme strømningsbane, når den trænger ind i klaringssystemet. Klaringssystemet 104 er også tilvejebragt med en skærm 108, som er anbragt ved strømningsbanens udgangsende. Formålet med skærmen 108 er at lede spildevandet, der strømmer under skærmfladerne 30 40, gennem udløbet fra strømningsbanen ind i retningen for bassin strømningen.

Fig. 7 svarer til fig. 2 med undtagelse af, at der vises en pumpe 200, som er anbragt nærliggende bunden af klaringssystemet 202. I denne 35 udførelsesform vil tankens bundvæg 204 også fungere som bund for klaringssystemet. Spildevand trækkes nedenunder skærmfladerne 40, således som indikeret ved hjælp af retningspile 206.

Claims (15)

1. Fremgangsmåde til klaring af fluider, særligt afløbsvand, hvor der etableres en rolig zone (52) i et fluidlegeme, hvilken zone er lukket 5 fra det omgivende fluid ved zonens ender (54,56) og sider (34), og hvilken zones bund omfatter mindst én flade, der har åbne og lukkede områder (62,40) for at gøre det muligt for faststoffer at passere ud af den rolige zone (52), hvor fluid, som indeholder opslæmmede faststoffer indføres i nævnte rolige zone (52), hvor faststoffer får lov 10 til at udfældes fra fluidet i nævnte rolige zone, idet klaret fluid fjernes fra toppen af nævnte rolige zone, og hvor en strømningsbane tilvejebringes i fluidet udenfor den rolige zone langs bunden ved hjælp af en pumpeindretning (28), hvorved udfældede faststoffer passerer gennem de åbne områder (62) fra den rolige zone og ind i strøm-15 ningsbanen, kendetegnet ved, at pumpeindretningen (28) anbringes ved enden af zonen og nedstrøms for strømningsbanen og indtil udløbet af strømningsbanen.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at fluiden 20 fra strømningsbanen føres ind i den rolige zone gennem de åbne områder (62).

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at strømningsbanen tilvejebringes i en strømningsbanezone (68), som opefter er 25 afgrænset af den rolige zones (52) bund, og som er lukket ved bunden (50) og siderne (34) deraf, og som er åben ved hver ende (66,68).

4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved, at pumpeindretningen (28) anbringes i åbningen ved enden af strømningsbanezo- 30 nen (68).

5. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved, at pumpeindretningen (28) anbringes oven over åbningen ved enden af strømningsbanezonen (68) indtil enden af den rolige zone (52). 35

6. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved, at bundvæggen omfatter med afstand anbragte hældende flader (40), der strækker sig på tværs af den rolige zones (52) bund. DK 16081 1 B 8

7. Fremgangsmåde ifølge krav 1-6, k e n d e t e g n e t ved, at den rolige zones (52) bund omfatter et antal med afstand anbragte vandrette organer (40), der strækker sig i alt væsentligt vinkelret i forhold til strømningsbanen, hvilke organers tværsnit omfatter en trekant med 5 trekantens spids vendende mod den rolige zone (52), for således at undgå en vandret overflade, der vender mod den rolige zones (52) bund.

8. Indretning (10) for udøvelse af fremgangsmåden ifølge kravene 1-7 og som omfatter: 10 en første indretning, der er beregnet til at afgrænse en rolig zone (52) i beholderen (12), hvilken første indretning omfatter et par endevægge (54,56), et par sidevægge (34), en nedre væg, der omfatter mindst én flade, der har åbne og lukkede områder (62,40), der gør det muligt for udfældede faststoffer at passere ud af den rolige zone (52), 15 og organer, der er beregnet til at indføre fluid indeholdende opslæm-mede faststoffer ind i nævnte rolige zone, en anden indretning, der er anbragt nedenunder den første indretning, og som er beregnet til at tilvejebringe en strømningsbane nedenunder og i forbindelse med den nedre væg, hvilken anden indretning har et 20 indløb (66) og et udløb (68), en pumpeindretning (28) for at danne et lavtryksområde ved udløbet for derved at få fluidet til at strømme fra beholderen (12) og ind i indløbet (66) langs strømningsbanen, og hvor mindst en del af strømningen passerer ud gennem udløbet (68) og får de udfældede faststoffer til at 25 passere gennem nævnte åbne områder (62) fra den rolige zone (52) og ind i strømningsbanen, og en tredje indretning (46), der er anbragt i den første indretning for at fjerne klaret fluid fra toppen af den første indretning og fra fluidbeholderen (12), kendetegnet ved, at pumpeindretningen 30 (28) er anbragt stort set indtil udløbet (68) af den anden indretning.

9. Indretning ifølge krav 8, k e n d e t e g n e t ved, at den anden indretning er afgrænset opefter af den første indretnings nedre væg, er lukket ved bunden (50) og siderne (34) og er åben ved hver ende. 35

10. Indretning ifølge krav 8, kendetegnet ved, at pumpeindretningen (28) er anbragt i åbningen af udløbet (68).

11. Indretning ifølge krav 8, kendetegnet ved, at pumpeind- 9 DK 16081 1 B retningen (28) er anbragt ovenover åbningen i udløbet (68) indtil den første indretnings endevæg (54).

12. Indretning ifølge krav 8, kendetegnet ved, at den nedre 5 væg omfatter med afstand anbragte hældende flader (40), der er udstrakt på tværs af den rolige zones (52) bund.

13. Indretning ifølge krav 8-12, ken detegnet ved, at den første indretnings nedre væg yderligere omfatter et antal med afstand 10 anbragte vandrette organer (40), der strækker sig i alt væsentligt vinkelret i forhold til strømningsbanen, hvor hvert af disse organers tværsnit omfatter en trekant med trekantens spids vendende mod den rolige zone (52), for således at undgå nogen vandrette flader på bunden, som vender mod den rolige zone (52). 15

14. Indretning ifølge krav 8, kendetegnet ved, at den anden indretnings indløb (66) er forsynet med udretningsblade (106), der er beregnet til at udrette fluidets strømning fra en krum strømningsbane. 20

15. Indretning ifølge krav 14, kendetegnet ved, at den anden indretnings udløb (68) er forsynet med en skærm (108), der er beregnet til at lede induceret understrøm ind i bassinstrømningens retning. 25 30 35