FI122641B

FI122641B - Menetelmä ja laite pumpun huuhtelemiseksi

Info

Publication number: FI122641B
Application number: FI20085028A
Authority: FI
Inventors: Jan Haegg; Teemu Jutila; Ari Sillanpaeae
Original assignee: Kwh Pipe Ab Oy
Priority date: 2008-01-14
Filing date: 2008-01-14
Publication date: 2012-04-30
Also published as: FI20085028A; RU2009100408A; RU2506453C2; DK2078792T3; EP2078792A1; FI20085028A0; EP2078792B1

Description

Menetelmä ja laite pumpun huuhtelemiseksi

Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista menetelmää pumpun, etenkin talousveden panospuhdistamon poistopumpun, pesän puhdistamiseksi.

5 Tällaisen menetelmän mukaan pumpun pesän läpi johdetaan nestettä siihen kerääntyneen kiintoaineen poistamiseksi.

Keksintö koskee myös patenttivaatimuksen 9 johdannon mukaista pumppusovitelmaa.

10

Panospuhdistamoissa käytetään pumppuja, jotka toimivat nestettä ja kiintoainetta sisältävässä ympäristössä. Etenkin pumpun pesään kerääntyy helposti kiintoainetta, mikä voi olla haitaksi laitteen toimivuudelle, eikä kiintoainetta yleensä haluta viedä pumpusta eteenpäin. Näin on esimerkiksi, kun panospuhdistamosta poistetaan puhdistamossa 15 puhdistettua vettä. Pumppu, johon on kerääntynyt kiintoainetta, pumppaa kiintoaineenkin pois, kun se käynnistetään. Varsinkin pienissä ulospumppausmäärissä tämä pumpun sisäpuolelle jäävä kiintoaine nostaa epäpuhtauksien määrää merkittävästi.

Ongelmien välttämiseksi on kehitetty paineilman käyttöön perustuvia pumppuratkaisuja. 20 Näitä on kuvattu esimerkiksi EP-patenttijulkaisussa 1 566 498 ja DE-hyödyllisyysmallissa 20 105 661. EP-patenttijulkaisussa 1 566 598 putkilinjaan kerääntynyt kiintoaine poistetaan putkistosta pumppaamalla se paineilmalla takaisin jäteveden erotuskammioon.

Julkaisuissa JP 2004351400 ja JP 20001271782 on esitetty pumppuja, joilla voidaan o 25 erottaa jatkuvatoimisesti vettä kiintoainetta sisältävästä lietteestä. Nämä ratkaisut ovat cm kuitenkin kalliita, monimutkaisia ja vaikeasti panospuhdistamoon sovellettavissa.

i

CO

x Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa tekniikan tasoon liittyviä ongelmia j a

CL

saada aikaan aivan uudenlainen ratkaisu etenkin panospuhdistamon tyhjennyspumpun o 30 puhdistamiseksi kiintoaineesta käytön aikana.

oo o o

CM

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että tyhjennyspumpun pesä huuhdellaan sen läpi johdettavalla vesisuspensiolla, joka saadaan puskurina toimivasta huuhtelusäiliöstä.

2

Ennen huuhtelua huuhtelusäiliö täytetään tällöin pumppaamalla siihen tyhjennyspumpun avulla vesisuspensiota, jotta pumpun pesästä saataisiin samalla poistetuksi ainakin osa sen sisältämästä kiintoaineesta. Sopivimmin säiliöön pumpattavan vesisuspension tilavuus on ainakin yhtä suuri, edullisesti suurempi, kuin tyhjennyspumpun pesän tilavuus.

5

Keksintö saa myös aikaan panospuhdistamon tyhjennyspumppusovitelman, joka käsittää pumpun, jossa on poistoputki ja joka on yhdistetty panospuhdistamon prosessisäiliöön, jolloin prosessisäiliöstä saatava vesisuspensio on poistettavissa panospuhdistamosta pumpun poistoputken kautta. Keksinnön mukaan huuhtelusäiliö on järjestetty pumpun 10 yläpuolelle ja siinä on poistoputki ja tuloputki, joista jälkimmäinen on yhdistetty pumpun poistoputkeen. Säiliö toimii tyhjennyksen puskurina ja sen tilavuus on ainakin yhtä suuri kuin tyhjennyspumpun tilavuus, jolloin säiliöön voidaan pumpun poistoputken ja säiliön syöttöputken kautta pumpata koko pumpun pesän tilavuutta vastaava nestemäärä.

15 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön mukaiselle pumppusovitelmalle on puolestaan tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 9 tunnusmerkkiosassa.

20

Keksinnöllä saavutetaan huomattavia etuja. Niinpä esitetyllä ratkaisulla pumppu voidaan huuhdella tarpeellisin välein. Pumpun sisälle jäänyt kiintoaine saadaan tehokkaasti poistetuksi, jolloin voidaan välttää kiintoaineen kulkeutuminen puhdistettuun veteen.

C\J

o 25 Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan yksityiskohtaisen selityksen cm avulla oheisiin piirustuksiin viitaten.

co Kuviossa 1 on esitetty panosperiaatteella toimivan jätevesipuhdistamon periaatteellinen x rakenne sivukuvantona;

X

CL

kuvioissa 2a ja 2b on esitetty huuhtelusäiliöllä varustetun pumppusovitelman rakenne, o 30 jolloin kuviossa 2a on esitetty ratkaisun perspektiivikuvanto ja kuviossa 2b sivukuvanto o osittain halkileikattuna.

o

CM

Kuten edellisestä on käynyt ilmi, keksinnön mukaisessa ratkaisussa panospuhdistamon tyhjennyspumpun pesä puhdistetaan säännöllisellä takaisinhuuhtelulla. Huuhtelulla 3 voidaan varmistaa, ettei pumppuun keräänny haitallisia määriä kiintoainetta, joka poistuisi nesteen kanssa, kun pumppu käynnistetään.

Edellä esitetty toimenpide voidaan suorittaa kerran tai se voidaan toistaa useamman kerran, 5 kunnes pumpun pesä on oleellisesti puhdas kiintoaineesta. Tämän jälkeen panospuhdistamosta voidaan poistaa vettä huuhtelusäiliön kautta ilman, että poisteen mukana kulkeutuisi pumpun pesästä peräisin olevaa kiintoainetta.

Pumppu voidaan huuhdella säännöllisin välein käytön aikana, jolloin sopiva huuhteluväli 10 vaihtelee käyttöasteen mukaan. Käytännössä panospuhdistamon pumpun huuhtelu 1 - 5 kertaa vuorokaudessa tai harvemmin riittää.

Huuhtelusäiliö, joka sopivimmin on sijoitettu pumpun yläpuolelle, pumpataan sykäyksittäin lähes täyteen, niin että huuhteluastiaan tulee myös pumpun pesässä olevaa 15 kiintoainetta, minkä j älkeen neste/kiintoaineseoksen annetaan astiasta valua painovoimaisesti takaisin pumpun läpi, huuhdellen näin pumpun pesän.

Huuhtelutoiminto suoritetaan tarpeen mukaan. Yleensä pumppaussykäysten pituus on noin 0,1 - 20 sekuntia, edullisesti noin 0,5-10 sekuntia, erityisen edullisesti noin 1 - 3 20 sekuntia. Sykäyksen pituus riippuu pumpun tuotosta ja astian tilavuudesta! Huuhtelujakson pituus pumppaussykäysten välissä on ainakin 10 sekuntia, edullisesti noin 15 sekuntia - 5 minuuttia ja erityisen sopivasti vähintään minuutti. On tärkeää, että huuhtelujakso on riittävän pitkä, että kiintoaine ehtii pois pumpusta.

c\j o 25 Huuhtelusäiliö on kartiomainen tai muuten viettäväpintainen pohja, joka liittyy pumpun cm poistoon. Sopivimmin kartiomaisen pohjan kärki on yhdistetty tyhjennyspumpun i co poistoputkeen, jolloin huuhtelusäiliöön pumpattu vesisuspensio helposti painovoiman x vaikutuksesta valuu takaisin pumppuun ja pääsee huuhtelemaan pesän.

□_ 00 o 30 Huuhtelusäiliö mitoitetaan esim. siten, että siihen mahtuu pumpun tilavuus 1 - 3 - o kertaisena, jolloin sillä saadaan tehokkaasti huuhdeltua pumpun sisältä kiintoaine pois.

CM

Toisaalta on edullista, ettei säiliö ole niin suuri tilavuudeltaan, että sen täyttäminen ja takaisinhuuhtelu sekoita selkeytynyttä lietettä prosessisäiliössä. Niinpä yleisesti huuhtelusäiliön tilavuus on noin 1-10 kertaa, etenkin noin 1-5 kertaa pumpun tilavuus.

4

Puhdistamon käytön yhteydessä huuhtelusäiliöstä poistetaan prosessisäiliöstä saatavaa puhdistettua vettä säännöllisesti poistoputken kautta. Jotta edellä esitetty huuhtelufunktio olisi mahdollinen, huuhtelusäiliön vesijuoksu eli poistoputki sijaitsee sopivimmin säiliön 5 yläreunassa, alla sen tason, jolle pumpun huuhtelemiseksi pumpattava vesisuspensio nousee pumppaussykäysten aikana.

Kartiopohja voi olla samaa materiaalia kuin huuhtelusäiliö muutenkin. Mielellään materiaali on sellainen, ettei kiintoaine tartu sen pinnalle. Soveltuvia materiaaleja ovat 10 erilaiset kestomuovit ja näillä päällystetyt rakennemateriaalit. Niiden pintaa voidaan vielä erikseen käsitellä tarttumattomuuden parantamiseksi. Esimerkkeinä sopivista muovista mainittakoon polyeteeni ja polypropeeni sekä muut polyolefiinit.

Oheen liitetyt piirustukset kuvaavat keksinnön edullisen sovelluksen. Kuviossa 1 on 15 esitetty panospuhdistamon periaaterakenne. Kuviossa käytetään seuraavia viitenumerolta: 1. varastosäiliö la. konehuone 2. prosessisäiliö 20 3. säiliöiden liitos 4. tulo 5. siirtopumppu 6. siirtopumpun putki 7. ohjauskeskus 25 8. siirtopumpun pintakytkin 9. ilmasiinlautaset c\j 10. ilmasiinlautasten putki δ 11. kompressori ^ 12. prosessianturi o 30 13. kemikaalipumpun säätö 14. kemikaalipumppu 15. kemikaaliletku £ 16. ulospumppauspumppu 03 17. ulostulo o 35 18. lietepumppu S 19. lietepumpun putki o 20. ylijäämälietteen kori 21. konehuoneen pohja 22. huuhtelusäiliö 40 5

Kuviossa esitetty puhdistamo on tarkoitettu asumisjäteveden puhdistukseen. Se käsittää kaksi perusosaa, nimittäin varastosäiliön 1, johon puhdistettava jätevesi on syötettävissä tuloputken 4 kautta, ja prosessisäiliön 2, jossa tapahtuu varsinainen puhdistus aktiivi-lietteen avulla. Säiliöt 1 ja 2 ovat periaatteessa erillisiä yksiköitä, jotka on yhdistetty 5 toisiinsa liitoksen 3 avulla. Jätevesi pumpataan varastosäiliöstä 1 prosessisäiliöön 2 siirto-pumpulla 5, jonka toimintaa ohjataan pintakytkimen 8 avulla. Pintakytkin kytkee siirto-pumpun päälle, kun varastosäiliöön syötetyn jäteveden pinta ylittää ennalta asetetun rajan, jolloin jätevesi pumpataan liitoksen 3 kautta prosessisäiliöön 2 viedyllä siirtoputkella 6.

10 Esillä olevassa sovelluksessa varastosäiliöön on muodostettu konehuone la, johon on sijoitettu laitteiston ohjauskeskus 7, jonka avulla ohjataan koko yksikön toimintaa. Viitenumerolla 21 tarkoitetaan konehuoneen pohjaa, joka jakaa varastosäiliöyksikön kahteen osaan. Sijoittamalla ohjauskeskus 7 konehuoneineen la varastosäiliön 1 sisään, ohjauskeskus saadaan tehokkaasti erotetuksi ja eristetyksi ympäristöstä. Konehuoneeseen 15 on edelleen sovitettu kompressori 11, joka tuottaa paineilmaa, joka voidaan pumpata prosessisäiliössä käsiteltävään jäteveteen ilmastinputken 10 ja tämän päähän, nestepinnan alapuolelle sijoitettujen ilmastinlautasten 9 avulla. Edellisten lisäksi konehuoneeseen on järjestetty kemikaalipumppu 14, ohjausyksiköineen 13 ja kemikaaliletkuineen 15. Pumpulla 14 syötetään kemikaalia prosessisäiliöön 2.

20

On selvää, että konehuone voidaan sijoittaa muuallekin kuin varastosäiliön sisälle ja edellä on vain kuvattu yksi mahdollinen sovellus.

Laitteiston prosessisäiliössä on ilmastinlautasten/putken lisäksi lietepumppu 18, jolla

CM

o 25 voidaan poistaa säiliön pohjaosaan kerääntyvää lietettä. Varastosäiliöön on lietteen cm keräämiseksi järjestetty ylijäämälietteen säiliö, eli kori, 20, joka on yhdistetty co lietepumppuun lieteputken 19 avulla.

X

en

CL

Prosessisäiliöön pumpattavaa jätevettä ilmastetaan ilmastinlautasten kautta veteen o 30 johdettavan tai kuplitettavan ilman avulla, jolloin säiliöön alkaa muodostua mikro- o organismeja käsittävä liete, eli aktiiviliete. Tämän mikro-organismien/mikrobien

C\J

vaikutuksesta jäteveden ravinteet hajoavat muodostaen kaasua ja nesteeseen liukenevia hajoamistuotteita. Jälkimmäiset laskeutuvat lietteeseen, jolloin muodostuu aktiivilietekerros, kun taas puhdas vesi jää aktiivilietekerroksen päälle. Tämä vesi 6 poistetaan säännöllisesti säiliöstä ulospumppauspumpun 16 avulla. Kyseisen pumpun toimintaa ohjataan prosessianturin 12 avulla. Pumppu on yhdistetty huuhtelusäiliöön 22, joka on yhdistetty prosessisäiliön ulostuloon 17.

5 Kuviossa 1 esitetty pumppurakenne on keksinnön mukaan toteutettu kuviossa 2a ja 2b tarkemmin esitettynä pumppusovitelmana. Kuvioissa 2a ja 2b viitenumerolla 30 on merkitty pumppu, numerolla 31 pumpun yläpuolelle järjestetty huuhtelusäiliö, jonka alaosa 32 on kartiomainen ja tuloputki laippoineen 33 yhdistetty pumpun 30 poistoputkeen 34. Pumpun ohjausyksikkö on merkitty viitenumerolla 35 ja prosessisäiliöön yhdistetty 10 tuloputki 40. Huuhtelusäiliön poistoputki 36 on jäljestetty säiliön lieriömäisen yläosan 37 yläreunaan välittömästi päädyn 38 alapuolelle kuvion esittämällä tavalla. Säiliön yläkannessa on ilmanpoistoventtiili 39, jolla voidaan poistaa säiliöön pumpattavan veden säiliöstä syrjäyttämä ilma (ks. nuolet). Vastaavasti ilmanpoistoventtiilin avulla voidaan säiliöön tuoda korvausilmaa, kun säiliö tyhjennetään kartiomaisen alaosansa kautta.

15

Kuten edellä esitetystä käy ilmi, keksinnön edullisessa sovelluksessa huuhtelusäiliö 31 on suorassa nesteyhteydessä pumppuun 30, koska huuhtelusäiliön tuloputken 33 ja pumpun poistoputken 34 väliin ei ole sovitettu venttiiliä. Ratkaisun ansiosta huuhtelusäiliö tyhjenee automaattisesti painovoiman vaikutuksesta, kun pumppu pysäytetään. Säiliöstä poistuva 20 nestevirta huuhtelee tällöin pumpun pesän.

C\J

δ

(M

i

(M

O

CO

X

en

CL

00

(M

O

m oo o o

(M

Claims

1. Menetelmä panospuhdistamon prosessisäiliöön yhdistetyn tyhjennyspumpun (30) pesän huuhtelemiseksi, jonka menetelmän mukaan 5. pumpun pesän läpi johdetaan nestettä siihen kerääntyneen kiintoaineen poistamiseksi, tunnettu siitä, että - tyhj ennyspumpulla (3 0) pumpataan vesisuspensiota huuhtelusäiliöön (31) j a - huuhtelusäiliöön pumpattu vesisuspensiota käytetään tyhjennyspumpun pesän 10 huuhtelemiseen, jolloin säiliöön pumpattavan vesisuspension tilavuus on ainakin yhtä suuri kuin tyhjennyspumpun pesän tilavuus.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tyhjennyspumpusta 15 (30) pumpataan vesisuspensiota pumpun yläpuolelle sijoitettuun huuhtelusäiliöön (31), josta vesisuspensio on palautettavissa pumpun pesään painovoiman avulla.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että huuhtelusäiliö (31) toimii puskurina, joka estää kiintoaineen poistumisen panospuhdistamosta (1). 20

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tyhj ennyspumpulla (30) pumpataan sykäyksittäin vesisuspensiota huuhtelusäiliöön (31).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yksittäisten o 25 sykäysten kesto on noin 0,1-20 sekuntia, edullisesti noin 0,1-5 sekuntia. cm o i £2

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että g huuhtelujakson pituus on ainakin 10 sekuntia, edullisesti noin 15 sekuntia - 5 minuuttia, sopivimmin noin 1 minuutti. CM o 30 to oo

§ 7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että CM huuhtelujakson jälkeen nestettä poistetaan panospuhdistamosta huuhtelusäiliön poistoputken (36) kautta.

8. Panospuhdistamon tyhjennyspumppusovitelma, joka käsittää - pumpun (30), jossa on poistoputki (34) ja tuloputki (40), joka on yhdistetty panospuhdistamon prosessisäiliöön, jolloin prosessisäiliöstä saatava vesisuspensio on poistettavissa panospuhdistamosta pumpun poistoputken (34) kautta, 5 tunnettu siitä, että - pumpun yläpuolelle on sovitettu huuhtelusäiliö (31), jossa on pumpun poistoputkeen (34) yhdistetty tuloputki (33) sekä poistoputki (36) panospuhdistamon poistovedelle, jolloin säiliön (31) tilavuus on ainakin yhtä suuri kuin pumpun pesä jotta siihen voitaisiin pumpata koko pumpun tilavuus yhdellä 10 kertaa.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että huuhtelusäiliön (31) tilavuus on noin 1-10, edullisesti noin 1-5 kertaa niin suuri kuin pumpun tilavuus.

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että huuhtelusäiliön (31) alaosa on muotoiltu kartio maiseksi ja yhdistetty pumpun poistoputkeen (34).

11. Jonkin patenttivaatimuksen 8-10 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että 20 huuhtelusäiliö (31) on valmistettu materiaalista, johon kiintoaine oleellisesti ei tartu kiinni.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että huuhtelusäiliö (31) on valmistettu muovista, etenkin polyolefiinistä, kuten poly eteenistä tai polypropeenista, tai muovilla pinnoitetusta rakennemateriaalista. I 25

13. Jonkin patenttivaatimuksen 8-12 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että co huuhtelusäiliöön (31) on järjestetty ilmanpoistoventtiili (39). X cc CL

14. Jonkin patenttivaatimuksen 8-13 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että c\i g 30 huuhtelusäiliön poistoputki (3 6) on j ärj estetty huuhtelusäiliön yläreunaan. oo o o c\j

15. Jonkin patenttivaatimuksen 8-14 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että huuhtelusäiliö on suorassa nesteyhteydessä pumppuun, jolloin siihen syötettävä neste on automaattisesti tyhjennettävissä painovoiman vaikutuksesta, kun pumppu pysäytetään.