FI117908B - Laite lietteen ominaisuuksien määräämiseksi ja menetelmä lietteen käsittelemiseksi - Google Patents

Description

117908

LAITE LIETTEEN OMINAISUUKSIEN MÄÄRÄÄMISEKSI JA MENETELMÄ LIETTEEN KÄSITTELEMISEKSI

ANORDNING FÖR BESTÄMNING AV SLAMMETS EGENSKAPER OCH FÖRFARANDE FÖR BEHANDLANDE AV SLAM

5 Esillä oleva keksintö koskee tekniikkaa teol- lisuusjätevesilietteen, jätevesilietteen tai lietteen, kuten esim. massalietteen, käsittelemiseksi. Erityisesti keksintö koskee ominaisuuden määräävää laitetta tällaisen lietteen ominaisuuksien määräämiseksi käsit-10 telyn aikana, samoin kuin laitetta käyttävää menetelmää lietteen käsittelemiseksi.

Yleinen käytäntö on, että teollisuusjätevesi-lietteeseen tai jätevesilietteeseen lisätään flokkul-laatioainetta säätämään sille edeltä määrätty flokku-15 laatioaste ja että tuloksena saadusta lietteestä poistetaan vesi, vedettömäksi tehdyn kakun tuottamiseksi, joka kakku lopuksi hävitetään termisesti tai annetaan , tehtäväksi sellaisille, jotka kaupallisesti suoritta vat hävittämisen. Käyttökustannuksiin sellaisessa kä-20 sittelyjärjestelmässä vaikuttavat suuresti käytetyn flokkulaatioaineen määrä ja vedenpoistokoneen vedenpoiston tehokkuus. Vaikka vedettömiksi tehdyt kakut * · · *. *: lopuksi hävitetään termisesti tai annetaan tehtäväksi • · ·.*·· sellaisille, jotka kaupallisesti suorittavat hävittä- t * 25 misen, polttoaineen, kuten tuhkaksi polttamiseen käy-tetyn raskasöljyn, kustannuksiin tai kustannuksiin ka- * * * ; .*. kun yksikköpainoa kohden tehtäväksi annossa vaikuttaa • · * suuresti kakkujen vesipitoisuus näissä käsittelymene- • « · telmissä. .

.. 30 On siis tärkeää, että nämä kustannuksiin * · * · · vaikuttavat tekijät optimoidaan tähtäyksenä taloudel- * · *···* listen ja energiaa säästävien systeemiajojen toteutta- *:**: minen. Kustannuksiin vaikuttavien tekijöiden optimoi- , miseksi toisin sanoen käytetyn flokkulaatioaineen • · # . 35 määrän minimoimiseksi, vedenpoiston tehokkuuden paran- • * 4 *· *j tamiseksi ja lisäksi vedettömäksi tehtyjen kakkujen

Vt·*·'' * vesipitoisuuden vähentämiseksi, on olennaista että :2 117908 saadaan tosiaika tiedot raa'an lietteen ominaisuuksista ennen flokkulaatioaineen lisäämistä sekä lietteen flokkulaatioasteesta flokkulaatioaineen lisäyksen jälkeen ja että näiden tietojen perusteella voidaan 5 tarkasti säätää lisättävän flokkulaatioaineen laatua ja määrää.

Tähän mennessä ei kuitenkaan ole keksitty mitään tehokkaita välineitä näiden tietojen automaattiseksi prosessoimiseksi jatkuvasti käsiteltävässä 10 lietteessä, joten käsittelyolosuhteet on määritetty riippuen koneenhoitajan kokemuksista esillä olevien olosuhteiden aikana, mikä on kaukana ihanteesta. Erityisesti siinä tapauksessa, että olosuhteet lietettä synnyttävässä lähteessä ovat epävakaita ja että käsi-15 teltävän lietteen ominaisuudet usein vaihtelevat ajan mukana poikkeukset ihanneolosuhteista ovat taipuvaisia olemaan paljon suurempia.

Esillä oleva keksintö on toteutettu perustuen tällaiselle taustalle ja tämän keksinnön tarkoitus on 20 tuoda esiin ominaisuuden määräävä laite automaattista ja tosiaikaista lieteaineen, kuten esim. käsiteltävänä olevan lietteen, samoin kuin laitetta käyttävän mene- : telmän lietteen käsittelemiseksi, ominaisuuksien mää- * · räämiseksi.

25 Ensiksi esillä olevaa keksinnön mukaista • · · · .···. ominaisuuden määräävää laitetta käytetään suodattamat- • · toman lieteaineen, kuten lietteen ja massalietteen, • · · : ♦ · *

Hl keräämiseksi suoraan esim. siirtokanavasta tai varas- • · · *** * tointisäiliöstä, joka on osa lietettä käsittelevästä 30 järjestelmästä, ja sen ominaisuuksien, kuten kiintoai-neen pitoisuustason, flokkulaatioasteen ja flokkulaa- * · · tiolujuuden määrittämiseksi. Tätä tarkoitusta varten laitteeseen kuuluu kvantitatiiviset näytteenottoväli- • · . neet, joihin kuuluu näytteenottosylinteri, jonka toi- • · . 35 sessa päässä on liitäntäaukko, ja näytteenottosylinte- Φ I.j.J riin sovitettu kvantitatiivinen näytteenottomäntäpari, :***: jossa on etu- ja takamätä. Edelleen laitteeseen kuuluu ♦ ·· 3 117908 toimivälineet kvantitatiivisten näytteenottovälineiden käyttämiseksi, näytteenottovälineisiin yhdistetty mittaussäiliö ja yhdeksi kokonaisuudeksi mittaussäili-öön yhdistetyt mittausvälineet. Keksinnön mukaisesti 5 mittaussäiliö on asennettu näytteenottosylinterin päälle sen ylempään osaan ja on yhdistetty mainitun sylinterin kanssa yhteysaukkojen avulla; laite on sovitettu liitettäväksi näytteenottosylinterin liitän-täaukon kanssa mainittuun siirtokanavaan tai syöt-10 tösäiliöön; välineet on järjestetty kvantitatiivisen näytteenottomäntäparin asettamiseksi alkuasentoon, jossa etu- ja takamäntien väliin on muodostunut näyt-teenottotilavuuskiintoväli, ja mäntäparin, joka on edellytetyssä sijainnissa, vetämiseksi sisään lieteai-15 neen keräämiseksi siirtokanavasta tai syöttösäiliöstä tilavuudella, joka vastaa näytteenottotilavuuskiinto-väliä näytteenottosylinterissä; etu- ja takamäntiä on sovitettu kaventamaan niiden välistä tilaa näytteenottosylinterissä olevan lieteaineen pakottamiseksi syö-20 tettäväksi suodattamattomana yhteysaukkojen läpi ylempään mittaussäiliöön lieteaineen kiintoaineen pitoisuustason, flokkulaatioasteen ja flokkulaatiolujuuden mittaamiseksi mittausvälineillä, ja laajentamaan etu- Ϊ**.· ja takamäntien välistä tilaa alkuperäiseen leveyteensä • · 25 takaisin sen jälkeen, kun mittaus on saatu valmiiksi • · .···. palauttaen lieteaine takaisin mittaussäiliöstä näyt- • * \m teenottosylinteriin; ja kvantitatiivinen näytteenotto- * * * mäntäpari on sovitettu alkuasentoonsa palauttamalla * ♦ * * lieteaine takaisin näytteenottosylinteristä siirto-30 kanavaan tai syöttösäiliöön.

Ominaisuuden määräävä laitetta käytetään * · * ·...· yhdistämällä näytteenottosylinterin liitäntäaukko lietteen siirtokanavaan tai sen tapaiseen. Määritys-työvaihe käynnistetään vetämällä ensiksi sisään alku- • · . 35 asennossa oleva kvantitatiivinen näytteenottomäntäpa- ·.·,· ri, jossa mäntien välillä on määritetty edeltä määrät- · · ty näytteenottotilavuuskiintoväli. Tilassa, jossa 4 117908 kvantitatiivinen näytteenottomäntäpari on alkuasennossa, takamäntä sijaitsee tavallisesti näytteenot-tosylinterin kytkentäaukossa, kun taas etumäntä työntyy ulos siirtokanavaan tai sen tapaiseen etäisyyden 5 päähän takamännästä sulkien sisäänsä näytteenottotila-vuuskiintovälin. Siis jos kvantitatiivinen näytteenottomäntäpari vedetään sisään alkuasennostaan voidaan näytteenottosylinteriin kerätä sellainen määrä lietettä, joka vastaa etu- ja takamännän väliin määritettyä 10 näytteenottotilavuuskiintoväliä,

Jos välimatka etu- ja takamännän välissä sen jälkeen kun lietettä on kerätty näytteenottosylinteriin kavennetaan tilaan, jota etu- ja takamännät sekä näytteenottosylinteri rajoittavat, sisään suljettu 15 liete puristuu sellaisenaan kokoon ja pakotetaan ulos sieltä mittaussäiliöön. Mittausvälineet käynnistetään tämän jälkeen lietteen ominaisuuden mittaussäiliössä määrittämiseksi. Kun mittaus on saatettu valmiiksi välimatkaa etumännän ja takamännän välissä laajenne-20 taan palaamaan alkuperäiseen leveyteensä. Siten liete virtaa vastapäivään takaisin ulos mittaussäiliöstä mäntien ja näytteenottosylinterin määrittämään tilaan.

:*♦.* Jos kvantitatiivinen näytteenottomäntäpari palautetaan • * ;\· alkuasentoonsa tässä tilassa, liete palautetaan takai- • · 2 5 sin siirtokäytävään tai sen tapaiseen. Sen jälkeen kun • · · liete on poistettu näytteenottosylinteristä, niin kuin • * *** edellä on esitetty, mittaussäiliö ja näytteenot- • · · tosylinteri puhdistetaan puhdistusmekanismilla ja • · · *·* * tämän jälkeen yksi mittauskierros on saatettu loppuun.

30 Esillä olevan keksinnön mukaisen ominaisuuden määräävän laitteen, joka on esitetty edellä, mukaises-:***: ti lietettä voidaan kerätä suoraan lietteensiirtokana- *9* * · vasta tai sen tapaisesta aina silloin kun on tarpeel- ♦ * . lista määrätä sen ominaisuuksia nopeasti. Toisin sano- 35 en käsiteltävänä olevan lieteen ominaisuudet voidaan : :*: määrätä tosiajassa. Lisäksi keksinnön mukaisessa omi- • m · naisuuden määräävässä laitteessa näytteenottoliete ··· 5 117908 voidaan palauttaa sellaisenaan lähteeseen sen jälkeen kun mittaus on suoritettu loppuun aiheuttamatta mitään olennaista muutosta lieteaineen olotilaan lähteessä.

Se on mittaus voidaan suorittaa ilman olennaista vai- * 5 kutusta käsittelyjärjestelmään.

Mittausvälineet ominaisuuden määräävässä laitteessa ovat edullisesti sellaisesta rakenteesta, jossa lietteen ominaisuus määritetään perustuen viskositeetin vastukseen. Tällaisiin mittausvälineisiin 10 kuuluu roottori, ja lietteen ominaisuus on määrätty määritettäväksi mittaamalla viskositeetin vastus, joka vaikuttaa roottorin, kun roottoria pyöritetään lietteessä .

Sillä välin, edellä esitetyssä ominaisuuden 15 määräävässä laitteessa, toimivälineet ovat edullisesti nestepaineella toimiva elin, kuten esim. paineilmalla toimiva elin, ja nesteytetty toimielin, jossa on käyt-tövarsi, joka työntyy eteenpäin ja vetäytyy sisäänpäin pitkin näytteenottosylinterin akselia tai toimielin, 20 joka käyttää syöttöruuvimekanismia, jota käyttää pyö rivä käyttölähde kuten esim. sähkömoottori. Siinä tapauksessa, että tällainen toimielin muodostaa toimi- :*·.· välineet, niin kuin edellä on esitetty, toimielimen • · .*. : käyttövarren sallitaan tunkeutua takamännän läpi, ja • · 25 takamäntä on sovitettu pidettäväksi jos tarpeellista • · · käyttövarteen kiinnitetyillä pitoelimillä, samalla kun • · **) etumäntä on liikkumattomasti yhdistetty toimielimen * * * *···* käyttövarteen. Näillä toimi välineillä on toimiva ra- * · « *.* · kenne, jossa kvantitatiivinen näytteenottomäntäpari 30 vedetään sisään takamännän ollessa pidettynä iskussa pitoelimillä niin, että liete kerääntyy näytteenot- ;***: tosylinteriin; kvantitatiivinen näytteenottomäntäpari * · · ' . vedetään sisään edeltä määrättyyn asentoon, jossa • · . takamäntä on tukeutuu päittäin näytteenottosylinteriin 35 muodostettuun pidätysosaan sallien, että pitoelimet : :*; irrottavat takamännän pitämisen; tässä tilassa etumän- • · · tää vedetään vielä sisäänpäin niin, että tila takamän- • « · s 11790? nän ja etumännän välillä kapenee.

Samalla kun ominaisuuden määräävä laite on käyttökelpoinen määrättäessä lieteaineen ominaisuuksia yleensä, se on erityisen käyttökelpoinen määrättäessä 5 lietteen ominaisuuksia käsittelyn aikana. Lisäksi laitteella on erittäin suuri käyttökelpoisuus määrättäessä massalietteen massapitoisuus linjassa käsittelyn aikana.

Esillä olevaan keksinnön mukaiseen lietteen 10 käsittelymenetelmään, prosessiin, kuuluu yleensä flok-kulaatioaineen lisääminen raakaan raaka lietteen va-rastointisäiliöstä kerättyyn lietteeseen sen säätämiseksi niin, että se saa edeltä määrätyn flokkulaatio-asteen lietteen flokkulaatioreaktiosäiliössä, ja tu-15 loksena saadun lietteen käsittely vedenpoistamiseksi vedenpoistimessa vedettömäksi tehdyn lietekakun muodostamiseksi; ja lisäksi raa1 an lietteen kiinteänjää-mäainetason määrittäminen ominaisuuden määräävällä laitteella, ja lietteen flokkulaatiosäiliöön lisättä-20 vän flokkulaatioaineen laadun ja määrän säätäminen määrityksen tulokseen perustuvilla myötäkytketyillä säätövälineillä.

:*·,· Lisättävän f lokkulaatioaineen laadun ja mää- « · rään myötäkytketty säätö suoritetaan esim. järjestä-25 mällä verrannollinen säätöventtiili f lokkulaatioaineen * · · I.I syöttöön ja säätämällä automaattisesti tätä verrannol- • * 7 117908 kuluvaa voimaa myös voidaan vähentää. Vedenpoiston parannettu teho johtaa myös vedettömien kakkujen keskimääräisen vesipitoisuuden ja vuorostaan vedettömiksi tehtyjen kakkujen käsittelykustannuksien pienentymi-5 seen.

Ottaen huomioon edellä esitetty lietteenkä-sittelymenetelmä, jos lietteen flokkulaatioaste flok-kulaatioreaktiosäiliössä myös määritetään samalla ominaisuuden määräävällä laitteella, kun edellä on 10 esitetty, ja takaisinkytkettyä säätöä, joka perustuu tälle mittaustulokselle, lisäksi käytetään flokkulaa-tioreaktiosäiliöön lietteeseen lisättävän flokkulaa- tioaineen laadun ja määrän säätämiseksi voidaan vielä parempi säätö saada optimoimalla lisäksi käsittelyolo-15 suhteet.

Samalla kun joskus edellä esitetyssä lietekä-sittelymenetelmässä käytetään suuria määriä lieteflok-kulaatioreaktiosäiliöitä on tällaisissa tapauksissa lisäksi edullista, että myötäkytketty säätö, joka 20 perustuu raaka lietekiintojäämätason määrityksen tulokseen, yhdistetään takaisinkytkettyyn säätöön, joka perustuu flokkulaatioasteeseen ja muihin lietteen .*·.· ominaisuuksien määrityksen tulokseen jokaisen liete- i i : flokkulaatioreaktiosäiliössä käsittelyn jälkeen.

• · 2 5 Esillä olevan keksinnön mukaiset ominaisuudet * · * joiden uskotaan olevan uusia, on esitetty yksityiskoh- • · *" taisesti oheisissa patenttivaatimuksissa. Keksintö • · * *·|·* yhdessä tarkoituksensa ja etujensa kanssa voidaan *.* * parhaiten ymmärtää viittaamalla seuraavien tällä het- 30 kellä edullisten sovellutuksien selitykseen ja piirus-: tuksiin.

i»· :***: Seuraavassa keksintöä kuvataan yksityiskoh- «»» ' . taisesti viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa ···**.- kuva 1 esittää poikkileikkauskuvaa esillä 35 olevasta keksinnön mukaisesta laitteesta ominaisuuden : määräämiseksi ensimmäisen sovellutusesimerkin mukai- • · · .***· sesti, * · · „ 117908 kuva 2 esittää kuvan 1 laitteen ominaisuuden määräämiseksi osittaisen poikkileikkauskuvan mittausvälineistä katsottuna sivulta, kuva 3 esittää kuvan 2 mittausvälineiden tun-5 nistinosan rakenteellisen kuvan, kuva 4 esittää pohjatasokuvaa roottorista suunnassa DA kuvassa 2, kuva 5 esittää lohkokaaviota kuvassa 2 esitetyistä mittausvälineistä, 10 kuva 6 esittää erään esillä olevan keksinnön mukaisen sovellutuksen rakennekaavan lietteen käsittelyjärjestelmästä, kuva 7 esittää graafista käyrää, joka osoittaa ulosmenoarvon muutoksen suhteessa aikaan ominai-15 suuden määräävässä laitteen mittausvälineissä, kuva 8 esittää erään esillä olevan keksinnön mukaisen toisen sovellutuksen poikkileikkauskuvan ominaisuuden määräävän laitteen pääosasta, kuva 9 esittää poikkileikkauskuvaa kuvassa 8 20 esitetystä pääosasta, jossa etu- ja takamännät on vedetty takaisin, ja kuva 10 esittää erään esillä olevan keksinnön ;*·,· mukaisen kolmannen sovellutuksen poikkileikkauskuvan • * .*. : ominaisuuden määräävän laitteen pääosasta.

• · 25 Alla tullaan esittämään edullisia esillä • * « olevan keksinnön mukaisia sovellutuksia. Ensiksi esi- « · ·" tetään ominaisuuden määräävän laitteen ensimmäinen • » · *···* sovellutus. Niin kuin kuvassa 1 on esitetty ominaisuu- V * den määräävällä laitella 1 on ensimmäisen sovellutuk- 30 sen mukaisesti rakenne, jossa käyttölohko B ja vast.

:#j4: mittauslohko C on kytketty yhteen akselinsuuntaisesti :***; ja kohtisuorasti näytteenottolohkon A kanssa.

M* * . Näytteenottolohko A koostuu näytteenot- tosylinteristä 2, jonka toisessa päässä on kytkentä-35 aukko 2w, ja sylinteriin 2 sovitetusta kvantitatiivi- : :*: sesta näytteenottomäntäparista. Kvantitatiivinen näyt- • « * teenottomäntäpari koostuu takamännästä 3 ja etumännäs- • * · 9 117908 !

S

tä 4, jotka kirjaimellisesti muodostavat parin. Kvantitatiivisen näytteenottomäntaparin etumänta 4 on kiinteästi yhdistetty ilmasylinterin 5, joka muodostaa toimivälineet käyttölohkossa B, käyttövarren 6 ulom-5 paan päätyosaan. Samalla käyttövarsi 6 tunkeutuu taka-männan 3 läpi, ja takamäntä 3 on sovitettu olemaan yhdistettynä käyttövarteen 6 niin kuin on tarpeellista pitoelimien 7 avulla kiinnitettynä varteen 6. Pitoeli-met 7 ovat magneettityyppiä. Erityisesti kestomagneet-10 ti 7m on yhdistetty yhdeksi kokonaisuudeksi pitoeli-miin 7 ja toinen kestomagneetti 3m on yhdistetty yhdeksi ainoaksi kokonaisuudeksi takamäntään 3 niin, että takamäntä 3 voidaan tukea pitoelimellä 7 näiden kahden kestomagneetin 7m, 3m keskinäisten puoleensa 15 vetävien voimien avulla. Tällainen kvantitatiivinen ' näytteenottomäntäpari tai etu- ja takamännät 4, 3 osoittavat kaksi toimintaa: etu- ja takamännät 4, 3 etenevät ja vedetään sisään samanaikaisesti jolloin niiden välille muodostuu edeltä määrätty väli; vain 20 etumäntä 4 etenee ja vedetään sisään takamännän 3 ollessa liikkumaton. Näitä kahta toimintaa tullaan esittämään alla.

;*·.· Mittauslohko C koostuu sylinterimäisestä • · mittaussäiliöstä 8 ja säiliöön 8 yhdeksi kokonaisuu- 25 deksi yhdistetyistä mittausvälineistä 10. Mittaussäi-• ♦ » · > liön 8 pohjalla on yhteysaukko 8h, joka on yhdistetty • « näytteenotto sylinteriin 2, jonka yhteysaukko on suun- • · · **j·* nattu yhteysaukkoon 2h, joka on järjestetty näyt- • · · *·* * teenottosylinterin 2 koteloon.

30 Mittausvälineinä 10 voidaan käyttää lietetun- nistinta, jota esillä olevan keksinnön hakija on esit-tänyt jo julkaisussa JP hak. 307085/1993 (tullut jul- »«· kiseksi julkaisunumerolla 136700/1995). Lietetunnisti- • * . men summittaisesti esittämiseksi mittausvälineillä 10 ♦ · · · · 35 on sisäinen rakenne, joka on esitetty kuvassa 2, jossa on roottori 12, joka pyöritettävästi on yhdistetty ;***· sähkömoottorin 13 tehonottoakseliin 11 kiinnityskote- ··· 10 117908 \ lossa 14. Roottorissa 12 on kolme säteensuuntaista siivekettä 15, jolla jokaisella on kaareva pintapro-fiili, joka muodostaa sisäkierteisen käyrän. Samalla sähkömoottori 13 on tuettu kiinnityskoteloon 14 sel-5 laisella tavalla, että alempi tukipinta 16 tukee sähkömoottorin 13 koteloa alemmalla ulkoympyränkehällä ja että ylempi tukipinta 18 tukee lisäelintä 17, joka on yhdistetty sähkömoottorin 13 kotelon yläpäähän. Siten sähkömoottori 13 on tuettu kiinnityskoteloon 14 ole-10 maan vapaasti pyöritettävissä kotelossa 14. Tunnis-tinosa 20 on järjestetty kiinnityskotelon 14 yläpäähän, joka tukee sähkömoottoria 13 siinä niin kuin edellä on esitetty.

Tämä tunnistinosa 20 tunnistaa lietteen vis-15 kositeetin vastuksen reaktiovoimana, joka on suunnattu moottoriin 13 kun moottoria 12 pyöritetään lieteai-neessa niin kuin alla tullaan esittämään. Siis niin kuin kuvassa 3 on esitetty tunnistinosalle 20 on annettu rakenne, joka on sellainen, että tunnistusvarsi 20 21 on yhdistetty lisäelimeen 17, ja että kosketin 22, joka on järjestetty varren 21 ulompaan päätyosaan voidaan saattaa puristuskosketukseen kuormituksen ·*·.· tunnistimen 23, kuten esim. punnituskennon, kanssa.

* « : Lisäksi tunnistinosa 20 sisältää muuntimen 24. Niin « «* 2 5 kuin lohkokaaviossa kuvassa 5 on esitetty, jossa mit- • · · tausvälineet esitetään lohkokaaviona, muuntimella 24 • · • · *** on vertailujännitesäätövälineet 25, jotka tuottavat » · · *···* vertaus jännitteen kuormituksen tunnistimeen 23; muun- • »· • * · *.* * nmvälineet 26, jotka muuntavat DC jännitteen signaa- 30 Iin kuormituksen tunnistimesta 23 DC virtasignaaliksi; ja aluevalintavälineet 27 ja aluevaihtovälineet 28, :***: jotka toimivat vastaavasti alueen asettamisessa sig- . naalin muuntamisessa muuntamisvälineiden 26 avulla.

♦ · . Ominaisuuden määräävää laitetta 1 käytetään 35 yhdistämällä näytteenottosylinterin 2 kytkentäaukko : :*! 2w, esimerkiksi lieteaineen, kuten esim. lietteen tai :***♦ massalietteen, siirtoputkeen P mittaustoiminnan suo- • · · 11 117908 rittamiseksi niin kuin alla on esitetty. Tilassa, jossa mittaustoimintoa ei vielä ole aloitettu, kvantitatiivinen näytteenottomantäpari on sovitettu alku-asentoon, jossa takamännän 3 ja etumännän 4 väliin on 5 muodostunut näytteenottotilavuuskiintoväli S, niin kuin kaksispisteviivalla kuvassa 1 on esitetty. Toisin sanoen takamäntä 3 sijaitsee kytkentäaukossa 2w ja etumäntä 4 on työntynyt sisään siirtokanavaan P. Tässä alkuasennossa, jos ilmasylinterin 5 käyttövartta 6 10 vedetään sisään kvantitatiivisen näytteenottomäntäpa-rin vetämiseksi sisäänpäin, etu- ja takamännät 4,3 vetäytyvät samanaikaisesti sisään välin S säilyessä niiden välillä edeltä määrätyn lieteainemäärän, joka vastaa tätä väliä S, siirtoputkesta P sisään näyt-15 teenottosylinteriin 2 keräämiseksi.

Kun tällaisen asennon ottava kvantitatiivinen näytteenottomäntäpari vielä vedetään taaksepäin takamäntä 3 tukeutuu askeleen tapaiseen pysaytinosaan 29, joka on muodostettu näytteenottosylinterin 2 sisäympy-20 ränkehälle. Tuloksena on, että takamäntä 3 pysähtyy tähän ja että takamännän 3 kiinnitys pitoelimien 7 avulla myös irtoaa. Tämän jälkeen vedetään ainoastaan etumäntää 4 sisään näiden mäntien 3 ja 4 välillä ole-·*·.· van välin asteittain kaventamiseksi. Siten mäntien 3, • m 25 4 ja näytteenottosylinterin 2 määräämään väliin rajoi- • m .···. tettu lie-teaine puristuu kokoon ja pakotetaan ulos * · tästä tilasta yhteysaukkojen 2h, 8h läpi ja syötetään » » · *" mittaussäiliöön 8 virtaavalla tavalla. Tässä tulee # · · *·* * havaita, niin kuin kuvassa 1 on esitetty, että tilan- 30 teessä, jossa takamäntä 3 on tuettu pysäytinosaa 29 vastaan, etumäntä 4 sijaitsee kaksipisteviivalla osoi-·*♦ ' tetussa asennossa, kun taas tilanteessa, jossa männät 3 ja 4 määräävät minimitilan, etumäntä 4 sijaitsee i44t· jatkuvalla viivalla osoitetussa asennossa. Tässä, . 35 tilanteessa pitoelimet 7 on vedetty takaisin asentoon, ί.ϊ,ϊ joka on esitetty jatkuvalla viivalla.

:***: Kun sopivat tunnistinvälineet tunnistavat, • · · ' I 117908 12 i * että edeltä määrätty määrä lieteainetta on syötetty mittaussäiliöön 8, mittausvälineet 10 käynnistetään suorittamaan määritys. Tätä tarkoitusta varten sähkö-moottoria 13 käynnistetään roottorin 12 pyörittämisek-5 si lieteaineessa, joka on tuotu mittaussäiliöön 8 niin kuin edellä on esitetty. Kun roottoria 12 pyöritetään lieteaineessa, lieteaineen viskositeetin vastus tunnistetaan tämän pyörittämisen synnyttämanä reaktiovoi-mana. Jos lieteaine on esim. liete, sen kiinteä jääma-10 taso, flokkulaatioaste, flokkulaatiolujuus jne. voidaan jos on tarpeellista määrittää näin mitatusta viskositeetin vastusarvosta niin kuin myöhemmin tullaan esittämään.

Kun mittausvälineet 10 ovat saattaneet mitta-15 uksen loppuun, ilmasylinteri 5 toimii vastapäivään työntäen käyttövartta 6 eteenpäin. Näin vain etumäntä 4 työntyy ensin eteenpäin laajentaakseen mäntien 3 ja 4 välillä olevaa tilaa uudestaan. Siis lieteaine virtaa vastapäivään takaisin mittaussäiliösta 8 mäntien 3 20 ja 4 ja näytteenottosylinterin 2 välillensä määrittämään tilaan. Tässä tilanteessa, jos käyttövartta työnnetään vielä eteenpäin, pitoelimet 7 pitävät kiinni .·. : pysäytinosan 2 9 pysäyttämää takamäntää 3 ja männät 3, > • · * 2 4 työntyvät samanaikaisesti eteenpäin alkuasentoonsa, • · I ,* 25 jossa väli S palauttaa lieteaineen siirtoputkeen P.

* * *

Sen jälkeen kun lieteaine niin kuin edellä on esitetty • · *···* on poistettu, tuodaan puhdistusmekanismin avulla pesu- vettä mittaussäiliön 8 sisäpuolen ja näytteenot- • · · i.* ϊ tosylinterin 2 sisäpuolen puhdistamiseksi yhden mitta- 30 usjakson täydentämiseksi. Tämä pesutoiminta on edulli- ; ;*♦ sesti säädetty, esim. sähkövirtapiirin avulla, tieten- ··· .··*. kin suoritettavaksi sen jälkeen kun jokainen jakso on *·* päätetty varmistamaan, ettei jäljelle jäävä liete * * vaikuta epäsuotuisasti seuraavaan mittausajoon. Lisäk- * *:**: 35 si tuloksena saatu pesuvesi, joka jokaisen mittaussäi- , liön 8 ja sentapaisen puhdistuskerran jälkeen saadaan /·’·*·, poistetaan järjestelmän ulkopuolelle poistoventtiilin i · * * * 13 1 1 7908 30 läpi niin, että estetään pesua vaikuttamasta epäsuotuisasti mitattavaan lieteainetta käsittelevään järjestelmään.

Seuraavaksi tullaan esittämään erästä liete-5 käsittelyjärjestelmän suoritusmuotoa, jota on käytetty ilmentämään esillä olevan keksinnön mukaista lietekä-sittelymenetelmää. Tällä lietekäsittelyjärjestelmän suoritusmuodolla on rakennekaava, joka on esitetty kuvassa 6. Järjestelmään kuuluu selkeytysallas 40 10 raakalietevarastointisäiliönä, ensimmäinen flokkulaa-tioreaktioallas 41, toinen flokkulaatioreaktioallas 42, vedenpoistin 43 ja niitä yhdistäviä siirtokanavia 44a, 44b, 44c. Järjestelmään kuuluu myös kemiallisia siirtokanaviin 44a, 44b kytkettyjä täyttölaitteita 15 45b, 45c, jotka suhteessa ensimmäiseen ja vast, toiseen flokkulaatioreaktioaltaaseen 41, 42 sijaitsevat vastavirtaan ja myös ominaisuuden määräävät laitteet la, Ib, le, jotka ovat edellä esitettyyn tapaisia, joita on yhdistetty siirtokanaviin 44a, 44b, ja vast.

20 44c.

Selkeytysaltaassa 40 liete laskeutuu ja erotetaan saastuneesta vedestä. Selkeytysaltaassa 40 .·. Ϊ laskeutunut liete syötetään siirtokanavan 44a kautta • · .·. ; ensimmäiseen flokkolaatioreaktioaltaaseen 41, jossa * * *

‘ 25 liete altistetaan ensimmäiselle flokkulaatiokäsitte- J

• · · * * · I.; lylle lisäämällä lietteeseen esim. kationityyppinen « « *···* f lokkulaatioaine kemiallisesta täyttölaitteesta 45b.

• · · *·:·* Kemiallisella täyttölaitteella 45b voi esim. olla • · · *.* · rakenne, jossa f lokkulaatioaine automaattisesti lisä- 30 tään säädettävän venttiilimekanismin avulla kuten : esim. verrannollisen säätöventtiilin kautta niin, että • · « automaattisesti säädettävä venttiilimekanismi voidaan * · · *, automaattisesti säätää perustana mittaustiedot, joita • · · · · ] syötetään ominaisuuden määräävistä laitteista la, Ib.

····· 35 Ominaisuuden määräävä laite la mittaa lietteen kiinte- » : ·*: än jäämätason, so. raakalieteen, selkeytysaltaasta 40, • · · .***. tästä saatujen tietojen syöttämiseksi automaattisena • · · . . -Ίι 14 117908 ohjaustietojen myötäkytkettynä syöttönä kemiallisiin täyttölaitteisiin 45b, 45c (esitetty yhden pisteen nuoliviivoilla kuvassa 6) , kun taas ominaisuuden mää- ί räavä laite Ib mittaa ensimmäiseksi flokkuloidun en- ( 5 simmäisessä flokkulaatioreaktioaltaassa 41 muodostu neen lietteen flokkulaatioasteen, tästä saatujen tietojen syöttämiseksi automaattisena ohjaustietojen takaisinsyöttönä kemialliseen täyttölaitteeseen 45 (esitetty kaksipistenuoliviivalla kuvassa 6).

10 Ensimmäiseksi flokkuloitu liete, joka on saatu ensimmäisen flokkulaatiokäsittelyn jälkeen flokkulaatioreaktioaltaassa 41, syötetään siirtokanavan 44b läpi toiseen flokkulaatioreaktioaltaaseen 42, jossa liete altistetaan toiselle flokkulaatiokäsitte-15 lylle lisäämällä siihen kemiallisesta täyttölaitteesta 45c anionityyppinen flokkulaatioaine, jonka varaus on vastakkainen ensimmäisessä flokkulaatioreaktioaltaassa 41 olevalle. Kemiallinen täyttölaite 45c samoin kuin kemiallinen täyttölaite 45b altistetaan myötäkytketyl-20 le syöttöohjsukselle, joka perustuu mittaustietoihin, joita syötetään ominaisuuden määräävästä laitteesta la, ja on myös altistettu takaisinkytketylle ohjauk- ♦*·.· selle, joka perustuu lietteen f lokkulointilujuuden • * : mittaustietoihin, joita ominaisuuden määräävä laite le • · ♦ 25 on mitannut (esitetty kaksipisteketjuviivalla kuvassa • · * e).

• « • ♦ **' Toiseksi flokkuloitu liete syötetään toisesta • ♦ · *···* flokkulaatioreaktioaltaasta 42 siirtokanavan 44c läpi • · * ** • * · ’.* * kuivaimeen 43, jossa liete altistetaan vedenpoistokä- 30 sittelylle lietekakun muodostamiseksi.

Seuraavassa tullaan lyhyesti esittämään kuin-ka ominaisuuden määräävät laitteet la, Ib, le määrit- • · * *. tävät lietteen kiinteänjäämätason, lietteen flokkulaa- • · . tiosateen ja vast. lietteen flokkulaatiolujuuden.

35 Kuvassa 7 on esitetty graafisesti käyrä, joka esittää : muutoksia mittausvälineiden 10 ulostuloarvoissa suh- • « » teessä aikaan; jossa A tarkoittaa pitoisuutta, mitä * · · 117908 lb korkeampi indeksi on sitä suurempi on pitoisuus; B tarkoittaa flokkulaatioastetta, ja mitä korkeampi . huippuarvo on sitä suurempi on flokkulaatioaste; ja C tarkoittaa pinta-alaa, joka saadaan integroimalla 5 flokkulaatioasteen arvoja, jotka ovat välitason yläpuolella, ja mitä suurempi pinta-ala on sitä suurempi on flokkulaatiolujuus. Kuten käyrä osoittaa mikä tahansa kiinteästä jäämätasosta, flokkulaatioaste ja flokkulaatiolujuus voidaan saada riippuen mikä arvois-10 ta A, B, C tulee määrittää.

Muita ominaisuuden määräävän laitteen sovellutuksia esillä olevan keksinnön mukaisesti esitetään alla. Ensiksi esitetään toinen sovellutus ominaisuuden määräävästä laitteesta, jonka pääosa on esitetty ku-15 vassa 8, laite on varustettu pidätysvälineillä 55, joihin kuuluu sylinterimäinen jousipidin 52, joka ulottuu taaksepäin takamännän 51 takapinnasta, joka tukee levyä 53, joka on kiinnitetty käyttövarteen 6 ja jousi 54, joka työntää pidätyslevyä 53 jousipitimessä 20 52 takamännän 51 pakottamiseksi läheiseen kosketukseen pidätyslevyn 53 kanssa. Pidätysvälineet 55 esittävät tärkeän osan pitovälineissä 7 ominaisuuden määräävässä laitteessa ensimmäiseksi edellä esitetyssä sovellutuk- • · ·'·.· sessa. Erityisesti kun takamäntä 51 on vedetty takai- • · 25 sin, jolloin edellä määrätty tila yhdessä etumännän 4 ,*··. kanssa muodostuu niin, että saadaan näytteenottotila- • · **! vuuskiintoväli S ja edellä määrätyn lieteainemäärän "* keräämiseksi näytteenottosylinteriin 2, käyttövarren 6 • · · *·* * takaisin vetävä voima siirretään takamäntään 51 jousen 30 54 pakottavien voimien kautta. Lisäksi niin kuin ku- vassa 9 on esitetty, kun takamäntä 51 on vedetty ta- • * · ί<#φϊ kaisin edeltä määrättyyn asemaan jousipidin 52 on ,t)t; tuettu näytteenottosylinterin 2 sisäiseen äärimmäiseen • · . kärkeen, ja tässä asemassa käyttövarsi 6 on lisäksi M#·· , 35 vedetty takaisin puristamaan yhteen jousta 54 näyt- teenottotilavuuskiintovälin S pienentämiseksi.

Seuraavaksi esillä olevan keksinnön mukaisen • · * . . . f i 16 117908 kolmannen sovellutuksen mukaisesti ominaisuuden määräävällä laitteella on rakenne, jossa on pääosa, joka on esitetty kuvassa 10. Erityisesti mittaussäiliöön on järjestetty kiinnitysistukka 63, jossa on väliseinämä 5 62, joka erottaa istukan 63 alla olevasta säiliöstä 61, ja mittausvälineet 10 on asennettu ilmatiiviisti istukan 63 päälle. Ilmansyöttösuutin 64 on kiinnitetty asennusistukkaan 63, ja ilmansyöttösuutinpari 64, 65 on kiinnitetty mittaussäiliöön asennusistukan 63 ala-10 puolelle ja sen viereisesti niin, että korkeapaine!1-maa esim. voidaan suihkuttaa asennusistukkaan 63 ja mittaussäiliöön 61 näiden ilmansyöttösuuttimien 64 ja vast, 65 läpi. Tällainen korkeapaineilma tulee olla yhteenkytketysti injisoitavissa yhdessä mittausväli-15 neiden 10 käytön kanssa. Näin injisoitu paineilma estää lietteen, jota roottori 12 pyöriessään sekoittaa roiskumasta käyttömekanismin mittausvälineiden sivuja vastaan. Toisin sanoen jos lieteainetta roiskuu ylöspäin kiinnittyäkseen mittausvälineiden käyttömekanis-20 miin ja sen tapaiseen, mittausvälineiden 10 toimintakyky on altis tulla huononnetuksi niin, että korkea-paineilma injisoidaan, jotta estetään lieteaineen • « ϊ,*·ϊ ylöspäin roiskuminen.

:**.· Tässä sovellutuksessa männän 3 takapään osa , • · ;V. 25 ja pitovälineet 7, joilla on sama rakenne kuin ensim- .···. mäisessä sovellutuksessa, on peitetty peitesylinteril- * * , ”, lä 66. Tämä peitesylinteri 66 toimii myös niin, että • · · näytteenottosylinteriin 2 kerätyn lieteaineen tarttu- * · · • * minen taka-männän 3 takapinnalle ja pitovälineille 7 30 estetään ja annetaan vakaampi käyttö.

* * ·

Niin kuin edellä on esitetty, esillä oleva • · · keksintö tekee mahdolliseksi lieteaineen ominaisuuksi- en tosia jän määrityksen ottamalla näytteen suoraan lietteensiirtokanavasta ja sen tapaisesta aina kun se . 35 on tarpeellista, ja esillä oleva keksintö esim. suu- *.·.· resti edistää taloudellisten ja energiasäästävien * * · lietekäsittelyjen toteuttamista tai massan pitoisuuden 1 . : .

117908 17 säätöjärjestelmän toiminnan parannuksen massakäsitte-lylinjalla. Esillä olevassa keksinnössä flokkulaatio-ainetta lisätään säädetyllä tavalla optimiolosuhteissa riippuen lieteaineen ominaisuuksista, jotka perustuvat 5 ominaisuuden määräävän laitteen kautta saatavissa oleviin tietoihin, joka laite pystyy määrittämään lietteen ominaisuudet tosiajassa, mikä voi antaa ta-loudellisia ja energiaa säästäviä lietekäsittelyjä.

Vaikka tässä on esitetty vain kolme esillä 10 olevan keksinnön mukaista sovellutusta, on alan ammattimiehelle selvä, että monia muita muunnoksia voidaan saada aikaan ilman, että poiketaan esillä olevan keksinnön mukaisesta ajatuksesta. Siksi esillä olevat esimerkit ja sovellutukset tulee pitää valaisevina 15 eikä rajaavina ja keksintöä ei tule rajata pelkästään edellä esitettyjä seikkoja koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia pysyttäessä patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

• · • · 1 « 2 3 • · t 1 # · · • · · • · • · • · « • · ··· • · • · • 1 · • ♦ 1 • · · ·♦· ··· • ♦ · • ♦ · ··· • » · ··« • · · · • · • · • · : i • · · ·· • · · · 2 * · 1 3 * · « • 1 • · • ♦ ·

Claims (7)

18 117908

1. Ominaisuuden määräävä laite (1) suodatta-mattoman lieteaineen, kuten lietteen ja massalietteen, jossa näyte otetaan suoraan lietteen siirtokanavasta 5 tai lietteen syöttösäiliöstä, kiintoaineen pitoisuustason, flokkulaatioasteen ja flokkulaatiolujuuden määräämiseksi, johon laitteeseen kuuluu: kvantitatiiviset näytteenottovälineet (2), joihin kuuluu näytteenottosylinteri (2) ja näytteenottosylin-10 teriin sovitettu kvantitatiivinen näytteenottomäntäpa-ri, jossa on etumäntä (4) ja takamäntä (3), ja näyt-teenottosylinterin (2) toiseen päähän on järjestetty liitäntäaukko (2w) - toimivälineet kvantitatiivisten näytteenottovälinei-15 den käyttämiseksi; näytteenottovälineisiin yhdistetty mittaussäiliö (8) ; ja - mittaussäiliöön yhdeksi kokonaisuudeksi yhdistetyt mittausvälineet (10); 20 tunnettu siitä, että mittaussäiliö (8) on asennettu näytteenottosylinterin (2) päälle sen ylempään . . osaan ja on yhdistetty mainitun sylinterin kanssa • · · II yhteysaukkojen (2h, 8h) avulla; laite (1) on sovitettu * * * *· ’* liitettäväksi näytteenottosylinterin (2) liitäntäaukon • · · *.*.* 25 (2w) kanssa mainittuun siirtokanavaan tai syöttösäili- • · ♦ ·„.* öön; välineet on järjestetty kvantitatiivisen näyt- S.·,: teenottomäntäparin asettamiseksi alkuasentoon, jossa etu- ja takamäntien (4, 3) väliin on muodostunut näyt- teenottotilavuuskiintoväli, ja mäntäparin, joka on . .·. 30 edellytetyssä sijainnissa, vetämiseksi sisään lieteai- • * * * · t...# neen keräämiseksi siirtokanavasta tai syöttösäiliöstä • * *** tilavuudella, joka vastaa näytteenottot ilavuuskiinto- *·*" väliä näytteenottosylinterissä; etu- ja takamäntiä on "**: sovitettu kaventamaan niiden välistä tilaa näytteenot- |·# 35 tosylinterissä (2) olevan lieteaineen pakottamiseksi • · · Hl syötettäväksi suodattamattomana yhteysaukkojen (2h, "** 8h) läpi ylempään mittaussäiliöön (8) lieteaineen 19 117908 kiintoaineen pitoisuustason, flokkulaatioasteen ja flokkulaatiolujuuden mittaamiseksi mittausvälineillä (10) , ja laajentamaan etu- ja takamäntien välistä tilaa alkuperäiseen leveyteensä takaisin sen jälkeen, 5 kun mittaus on saatu valmiiksi palauttaen lieteaine takaisin mittaussäiliöstä (8) näytteenottosylinteriin (2) ; ja kvantitatiivinen näytteenottomäntäpari (4, 3) on sovitettu alkuasentoonsa palauttamalla lieteaine takaisin näytteenottosylinteristä siirtokanavaan tai 10 syöttösäiliöön.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ominaisuuden määräävä laite, tunnettu siitä, että mittausvälineisiin (10) kuuluu roottori (12), joka sitä pyöritettäessä määrää lieteaineen yhden ominaisuuden 15 mittaamalla roottorissa käytettyä viskositeetin vastusta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen omi naisuuden määräävä laite, tunnettu siitä, että kvantitatiivisen näytteenottomäntäparin (3, 4) toimi- 20 välineet on koottu toimivasta elimestä, jossa on käyttövara! (6) , joka etenee ja vedetään takaisin pitkin , näytteenottosylinterin (2) akselia, takamäntä (3) on • · * *· ” läpäisty käyttövarrella ja pidetty, jos on tarvetta, *. *: pitovälineillä (7) kiinnitettynä käyttövarteen, kun • « V.* 25 taas etumäntä (4) on liikkumattomasti yhdistetty käyt- tövarteen; kvantitatiivisen näytteenottomäntäparin : :*· takamäntä (3) on sovitettu pidettäväksi pitovälineillä • · · · (7) iskun aikana, jolloin lieteaine on kerättävissä, ja vapautettavaksi, kun mäntäpari (3, 4) vedetään # β·# 3 0 takaisin edeltä määrättyyn asentoon, jossa takamäntää • · · (3) tuetaan näytteenottosylinteriin (2) muodostettua • Φ • · *;* pidätysosaa vasten samalla, kun etumäntä (4) , joka *ϊ**ϊ ottaa tällaisen asennon, vedetään vielä takaisin etu- ;·*: ja takamännän välillä olevan tilan (S) kaventamiseksi.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen ominaisuu- • · · ‘m“ den määräävä laite, tunnettu siitä, että pito- • · *···* välineisiin (7) kuuluu kestomagneetti (7m) , joka on 117908 : yhdistetty pitovälineiden osaan (7) , joka on kiinnitetty käyttövarteen (6), ja toinen kestomagneetti (3m) on yhdistetty mäntäparin takamäntään (3) .

5. Lietteen käsittelymenetelmä, johon kuuluu: 5. flokkulaatioaineen lisääminen raakaan lietteeseen, joka on kerätty raakalietteen syöttösäiliöstä (40) lietteen säätämiseksi edeltä mainittuun flokkulaatio-asteeseen lietteen flokkulaatioreaktorisäiliössä (41) ; ja 10. tuloksena saatu liete altistetaan vedenpoistolle vedenpoistimessa (43) lietekakun, josta vesi on pois- : tettu, muodostamiseksi; jossa raa'an lietteen kiintoaineiden pitoisuustaso määrätään patenttivaatimuksen 1 mukaisella ominaisuu-15 den määrittävällä laitteella (1) ; ja jossa lisättävän flokkuloivan aineen laatu ja määrä lietteen flokkulaatioreaktorisäiliössä (41) säädetään mittaustulosten perusteella myötäkytketyn säädön avulla.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen lietteen 20 käsittelymenetelmä, tunnettu siitä, että lietteen flokkulaatioaste lieteflokkulaatioreaktiosäiliös- , sä (41) mitataan patenttivaatimuksen 1 mukaisen omi- • a · *· *· naisuuden määräävällä laitteella (1) , ja lietteen *. " flokkulaatioreaktorisäiliöön (41) lisättävän flokku- • · V.: 25 loivan aineen laatu ja määrä on säädetään perustuen • * · mittaustuloksiin takaisinkytketyn säädön avulla.

: :*· 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen lietteen • · * ;*j*. käsittelymenetelmä, tunnettu siitä, että suuri * määrä lietteen flokkulaatioreaktiosäiliöitä (41, 42) 30 on järjestetty, ja myötäkytketty säätö, joka perustuu • · · "* raa'an lietteen kiintoaineen pitoisuustason mittaustu- • · *;** loksiin, yhdistetään takaisinkytkettyyn säätöön, joka *"*: perustuu lietteen flokkulaatioasteen, kiintoaineen ·;··· pitoisuustason ja f lokkulaatiolujuuden mittaustulok- *. 35 siin, jokaisessa lietteen flokkulaatioreaktiosäiliössä • · a (41, 42). • · a * ··* 21 1 1 7908