FI62274B - Fyllkropp foer biofilter eller foer anvaendning vid aemnesoeverfoering - Google Patents

Description

! 62274

Biosuodattimen tai aineensiirrossa käytetty täytekappale.

- Fyllkropp för biofilter eller för användning vid ämnes-överföring.

Esillä oleva keksintö kohdistuu biosuodattimen tai aineensiirrossa käytettyyn täytekappaleeseen, jonka valutuspintoja pitkin puhdistettava neste tai kaasu saatetaan kulkemaan kosketuksessa toisen väliaineen, esim. hapettavan ilman kanssa, jotka valu-tuspinnat ovat noin 3 - 40°, edullisesti 5 - 15° kulmassa täyte-kappaleen pystyakselin kanssa muodostaen suuria märkäpintoja.

Biosuodattimen toiminta perustuu mikro-organismien toimintaan, joka tapahtuu täytekappaleen pinnalla suodattimessa. Puhdistettava jätevesi jaetaan biosuodattimen päällä tasaisesti täytekappaleil-le. Jätevesi valuu pintaa pitkin alaspäin joutuen tehokkaaseen kosketukseen ylöspäin virtaavan ilman kanssa.

Biosuodatinta voidaan käyttää esikäsittelyvaiheena tai varsinaisena biologisena käsittelynä riippuen kuormituksesta. Riosuoda-tinjärjestelmää voidaan täydentää kemiallisella käsittelyllä.

Aikaisemmin käytettiin pääasiassa sepelitäytteisiä suodattimia, mutta ne ovat jääneet pois käytöstä lähinnä heikon tehonsa, tuk-keutumisvaaran ja suuren painonsa vuoksi.

Biosuodattimien laajemman käytön esteenä on tähän saakka ollut suodatinmateriaalin korkea hinta. Muoviset täytekappaleet ovat kuitenkin muuttaneet tätä tilannetta ja tehneet biosuodattimien käytön edullisemmaksi.

Brittiläisessä patenttijulkaisussa 1 498 360 on kuvattu muovista täytekappaletta, joka muodostuu sylinterimäisestä rungosta, joka on varustettu useammalla sisäkkäisellä vinosti asennetulla ren-gaselementillä. Koska nämä täytekappaleet on tarkoitettu lisättä- 2 62274 vaksi suodatinsäiliöön täysin sattumanvaraisesti on rengaselemen-tit varustettu suhteellisen suurilla rei'illa ja lovituksilla niin, että neste pääsee mahdollisimman vapaasti valumaan täyte-kappaleiden muodostaman kerroksen läpi. Tämä tarkoittaa kuitenkin sitä, että kussakin täytekappaleessa ei muodostu kovinkaan suuria yhtenäisiä pintoja, joita pitkin neste pääsisi valumaan kosketuksessa hapettavan ilman kanssa.

Brittiläisessä patenttijulkaisussa 1 439 745 on myöskin esitetty suodattimen täytekappale, joka muodostuu erilaisilla väli- ja täyte-elimillä varustetusta putki kappaleesta, jonka seinämä voi olla rei'itetty. Putken pituus on suhteellisen suuri, joten sen asettuminen suodattimeen saattaa aiheuttaa virtauksen tukkeutumisia.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada suodattimen tai aineensiirron täytekappale, jonka märkäpinnat ovat suhteellisen suuret edistäen näin puhdistettavan nesteen tai kaasun kosketusta toisen aineen kanssa. Keksinnön mukaiselle täytekappa-leelle on tunnusomaista se, että täytekappaleen korkeus, jonka korkeus keskiosasta ulkokehää kohti pienenee, on 20 - 60 % halkaisijasta täytekappaleen pystyakselin kanssa. Tällaisessa täytekappaleessa neste tai kaasu virtaa hyvin pinnan yläpintaa myöten mutta pystyy myöskin virtaamaan pinnan alapintaa myöten kostuttaen näin valutuspinnan molemmat puoliskot. Tällälailla voidaan pintaa käyttää mahdollisimman tehokkaasti hyväksi.

Täytekappaleen valutuspinnat muodostuvat edullisesti useasta sa-mankeskeisestä ympyrä-, soikio-, kolmio-, neliö-, monikulmioke-hästä, joita välirivat yhdistävät. Tällaisella järjestelyllä saadaan mahdollisimman suuri yhtenäinen valutuspinta-ala ja kappaleen märkäpinta muodostuu huomattavan suureksi.

Keksinnön edullisessa sovellutusmuodossa kehiä on 1 - 5.

3 62274 Täytekappaleen tehoa voidaan vielä lisätä käsittelemällä valutus-pintoja erilailla. Pinnat voidaan karhentaa, kuvioida, urittaa, varustaa kohokkeilla, ulokkeilla tai rivoilla. Ne voidaan myös rei’ittää tai lovittaa tai varustaa erilaisilla aukoilla. On luonnollisesti myöskin mahdollista yhdistää kaksi tai useampi edellä mainittu pintakuviointi.

Täytekappaleen vaakasuoran asettumisen helpottamiseksi täytekappaleen korkeus keskiosasta ulkokehää kohti pienenee, kappaleen harjakulma on edullisesti noin 140 ja alle 180° välillä.

Keksintöä selostetaan tarkemmin viittaamalla oheistettuihin piirustuksiin, joista kuva 1 esittää keksinnön mukaista täytekappaletta poikittaisleik-kauksena, kuva 2 esittää kuvan 1 täytekappaletta ylhäältäpäin katsottuna, kuva 3 esittää keksinnön mukaista sovellutusta poikittaisleikka-uksena, kuva 4 esittää erästä keksinnön mukaista sovellutusta ylhäältäpäin katsottuna,

Kuvissa 1 ja 2 on esitetty keksinnön mukaisen täytekappaleen pääperiaatteet. Täytekappale muodostuu ylhäältäpäin katsottuna kiekkomaisesta kappaleesta, jossa on ulompi kehä 1 ja sisempi kehä 2, joita yhdistää säteen suuntaiset yhdysrivat 4. Ulkokehä 1 on lisäksi varustettu säteen suuntaisilla tukirivoilla 3, jotka sijoittuvat yhdysripojen 4 väliin. Rivat 3 ja 4 ulottuvat kehän 1 ulkopuolelle ja niiden ulkoneva osa 5 on pyöristetty. Rivat 3 ja 4 muodostavat myöskin samalla kappaleen ääriviivat poikkileikkauksessa nähtynä. Kuvan 1 mukaisessa sovellutuksessa kappaleen korkeus keskikohdassa on suurin ja pienenee ulkokehää kohti.

4 62274

Kehät 1 ja 2 ovat asennetut pystyakseliin nähden kaltevaan kulmaan niin, että puhdistettava neste pääsee virtaamaan pintojen 1 ja 2 sekä ylä- että alapuolta, jolloin voidaan mahdollisimman tehokkaasti käyttää hyväksi kehien koko pintaa. Kaltevuuskulma on 3 - 40° edullisesti 5 - 15°, joka on voitu todeta suoritetuissa kokeissa. Jos kaltevuuskulma on huomattavasti suurempi nestevirtaus irtoaa pinnan alapuolelta, varsinkin suurilla virtauksilla, jolloin märkäpinta luonnollisesti pienenee.

Kuvassa 3 on esitetty poikkileikkauksena eräs toinen keksinnön mukainen sovellutus, jossa kiekkomainen täytekappale on varustettu uiko- ja sisäkehän 1, 2 lisäksi kahdella lisäkehällä 6 ja 7. Kehiä yhdistävät yhdysrivat 4 sekä tukirivat 3 ulkonevat ulkokehästä 1 pyöristetyllä osalla 5.

Kuvassa 4 on esitetty täytekappale, jonka kehän muodot ovat neliskulmaiset. Uiko ja sisäkehän 1 ja 2 yhdistävät tässäkin tapauksessa yhdysrivat 4, joiden päässä on ulkokehästä 1 ulkonevat pyöristetyt osat 5.

Esitetyissä ratkaisuissa on siis esitetty ainoastaan joitakin keksinnön mukaisia sovellutuksia. Täytekappaleen muoto voi kuitenkin poiketa esitetystä esimerkiksi sen muodon ja kehien sekä yhdys- ja tukiripojen lukumäärän suhteen. Edullisesti kehiä on 1 - 5 mutta niitä voi luonnollisesti olla enemmän. Esitetyissä sovellutuksissa kehien kaltevuus on vierekkäisissä kehissä vastakkainen. On luonnollisesti mahdollista järjestää niin, että kehät ovat yhdensuuntaisia.

Suoritetut kokeet ovat osoittaneet, että keksinnön mukaan muotoillut täytekappaleet, eli täytekappale on halkaisijaltaan suurempi kuin kappaleen korkeus ja että kappaleen korkeus keskiosalla on suurempi kuin reuna-alueilla johtaa siihen, että kappaleita vapaasti kaadettaessa suuri osa niistä asettuu harjakulmasta ioh- 5 62274 tuen lähes vaakatasoon. Tällä geometrisella muodolla saadaan aikaan se, että nestevirtausta varten tarkoitetut valutuspinnat asettuvat noin 4 - 40°:een kulmaan nesteen päävirtaussuuntaan nähden, joka on pääasiassa yhdensuuntainen täytekappaleen pystyakselin kanssa. Tällä sovellutuksella saadaan siis mahdollisimman suuri märkäpinta-ala.

Keksinnön mukaista täytekappaletta on tarkoitus käyttää biosuo-dattimissa mutta täytekappaleita voidaan luonnollisesti käyttää aineensiirtoon yleensä, esim. erilaisissa kaasunpesutorneissa.

»