FI71294B - Flockningsbassaengkonstruktion - Google Patents

Description

71 294 1 Flokkausallasrakenne

Flockningsbassängkonstruktion 5

Keksinnön kohteena on flokkausallasrakenne, johon kuuluu lukuisia flok-kausallasosastoja, tuloyhde puhdistettavan nesteen, johon flokkauskemi-kaalit on lisätty, johtamiseksi flokkausallasrakenteeseen, ja lähtöyhde puhdistettavan nesteen johtamiseksi flokkausallasrakenteesta selkeytys-10 tilaan.

Suomalaisessa patenttihakemuksessa n:o 860/72 on esitetty yhdessä altaassa tapahtuva selkeytysprosessi, jossa puhdistettava neste nousee aina alhaalta ylöspäin tietyllä nousunopeudella ja virtaa vanhan flokkikerroksen 15 läpi. Prosessilla edistetään koagulaation alkuunpääsyä ja flokkikerros kerää itseensä muodostuneen sakan. Tässä tunnetussa ratkaisussa virtaus on tykyttävä. Tälle tunnetulle menetelmälle on ominaista se, että puhdistettava neste johdetaan aina laitteen pohjaan yhdenmukaisesti koko pohjan alueelle jakoputkiston avulla, jotta virtaus olisi mahdollisimman 20 laminaarista ja aina ylöspäin suunnattua.

Suomalaisessa kuulutusjulkaisussa n:o 61 276 on esitetty menetelmä etenkin veden käsittelemiseksi dekantoimalla eli kirkastamalla eli selkeyttämällä sykkivässä lietekerroksessa, jolloin käsiteltävä neste virtaa 25 alhaalta lietekerroksen läpi ylöspäin. Myös tässä ratkaisussa puhdistettava neste jaetaan pohjan koko alalta putkiverkon kautta tasaisesti ja saadaan liete suspendoitumaan yhdenmukaisesti. Kysymyksessä on siten veden selkeytyksestä eli lietteen erottamisesta vedestä eikä ainoastaan flokin synnyttäminen.

30

Suomalaisen patenttihakemuksen n:o 1290/73 mukaisessa ratkaisussa neste saatetaan virtaamaan pystysuorassa suunnassa ylös ja alas. Ratkaisussa käsitellään yksinomaan pystyvirtauksia ohjaamatta niitä oikein, jolloin liete pääsee laskeutumaan nurkkiin.

35

Englantilainen patentti n:o 1 108 493 esittää ratkaisua, jossa flokkaus pienisameuksisia vesiä käsiteltäessä saadaan optimiksi lisäämällä katio- 2 71294 1 nisiä kemikaaleja ja ajamalla vettä tällöin turbulenssivirtauksella ja lisäämällä sitten anionisia kemikaaleja ja ajamalla vettä tällöin lami-naarivirtauksella ja käyttämällä hyväksi Reunolds'in lukua.

5 Inskon julkaisussa 23-70 vuodelta 1970 Matti Tikka on esittänyt joukon vanhoja ulkomaisia flokkausallas- ja hämmennysratkaisuja, jotka eivät kuitenkaan ole osoittautuneet Suomessa soveltuviksi. Eri asiantuntijoiden mukaan vain n. 10 % laitoksista on niiden käytössä onnistunut jollakin tavalla. Kyseisiä laitoksia on jatkuvasti korjattu, mutta 10 silläkään tavalla asiassa ei ole onnistuttu tyydyttävällä tavalla.

Matti Tikka mainitsee, että veden liikkeen pitää hidastua flokkauksen edistymisen ja flokin kasvun mukaan. Lisäksi hän mainitsee, että hiu-taloitus voidaan järjestää ilman mekaanisia hämmentimiäkin ilmalla tai 15 veden virtausenergiaa ja sillä aikaansaatuja pyörteitä hyväksikäyttäen. Kuitenkin Matti Tikka on viimeiseen asti vastustanut tällaisen hämmennyksen käyttöä ja esittänyt tässäkin kirjoitusviitteessä mekaanisten hämmentimien paremmuutta seuraavasti: "Mekaanisten hämmentimien tehokkuus ja nopeuden säätömahdolllsuus on tehnyt mekaaniset hämmentäjät 20 suosituimmiksi".

Lisäksi Matti Tikka esittää liikkeen hidastamisesta flokkauksen tapahtuessa ilman hämmentimiä, että sopiva nopeus on alkupäässä 0,5-0,6 m/s, joka hidastetaan vähitellen allaslokeroita tai solia väljentäen siten, 25 että hiutaloituksen loppuvaiheessa veden nopeus on 0,2-0,3 m/s.

Vedenpuhdistuslaltoksessa on saatava puhdistettavaan veteen liuenneet lika-aineet, kuten esim. luonnosta peräisin olevat humuspitoiset aineet tai jäteveden puhdistuksen kyseessä ollessa jäteveteen liuenneet aineet, 30 hiutalemuotoon eli ns. flokeiksi ennen kuin ne saadaan erotetuksi vedestä, ts. vesi saadaan puhdistetuksi.

Yleisesti kyseinen hiutalointi eli flokkaus on suoritettu flokkausal-taissa tai selkeytykseen liittyvissä flokkaustiloissa. Flokkausaltaat 35 ovat tavallisesti varustettu koneellisilla pyörivillä hämmentimillä veden saamiseksi pyörteiseen liikkeeseen flokkauksen nopeuttamiseksi. Häm-mennystiloissa flokkaus saadaan aikaan virtauksen vaikutuksesta virta- 3 71294 1 uksen tapahtuessa joko vaaka- tai pystysuunnassa tai väliseinien avulla jaetuissa flokkaustiloissa virtauksen tapahtuessa sekä vaaka- että pystysuunnissa.

5 Koneellisissa hämmennysaltaissa on epäkohtana oikovirtaukset, ts. koko allastilavuutta ei saada käytetyksi hyväksi, vaan nurkkakohdat jäävät vaille merkitystä. Lisäksi koneistoilla varustetut hämmentimet maksavat huomattavia summia ja vaativat jatkuvaa huoltoa ja kuluttavat jatkuvasti energiaa.

10

Virtauksen vaikutuksesta tapahtuvassa flokkauksessa on tarvittava flok-kausaika pitkä, sillä flokkaus tapahtuu hyvin hitaasti ja lisäksi allas-tilavuudesta jää aina osa tehottomaksi oikovirtauksen vuoksi samoin kuin jos flokkaustila jaetaan väliseinillä eri osastoiksi. Mikäli väli-15 seiniä taas tehdään hyvin monta, tulevat ne kalliiksi ja vaikeuttavat huoltoa, eikä oikovirtauksilta sittenkään voida kokonaisuudessaan välttyä.

Koneistolla varustettujen hämmentimien sijoittaminen tulee usein myös 20 hankalaksi ja kalliiksi ja varsinkin vanhoihin kaksinkertaisiin altaisiin sijoittaminen on epäedullista ja kallista ja huolto hankalaa.

Keksinnön päämääränä on aikaansaada parannus nykyisin tunnettuihin flokkausallasrakenteisiin. Keksinnön yksityiskohtaisempana päämääränä 25 on aikaansaada flokkausallasrakenne, joka mahdollistaa koko allastila-vuuden hyväksikäytön mahdollisimman tehokkaalla tavalla. Vielä eräänä keksinnön päämääränä on aikaansaada flokkausallasrakenne, joka aiheuttaa puhdistettavan veden virtaukseen sopivan hiljaisia pyörteitä mahdollisimman hyvän flokin muodostuksen aikaansaamiseksi. Keksinnön muut 30 tavoitteet ja sillä saavutettavat edut käyvät ilmi keksinnön selityksestä.

Keksinnön päämäärät saavutetaan flokkausallasrakenteella, jolle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että flokkausallasrakenteen ainakin jokin 35 allasosasto on varustettu nestevirtauksen ohjauselimillä, jotka on sijoitettu nestevirtaukseen ja siten suunnatut, että ohjauselimet on sovitettu päästämään nestevirtauksen läpi ja ohjaamaan virtaavan puhdistettavan 4 71294 1 nesteen koko allasosaston poikkileikkausalueelle ja aiheuttamaan samalla virtaavaan puhdistettavaan nesteeseen pyörteitä flokkien muodostuksen aikaansaamiseksi.

5 Keksinnön mukaisen flokkausallasrakenteen muut tunnuspiirteet on esitetty patenttivaatimuksissa 2-5.

Keksinnön mukaisessa flokkausallasrakenteessa on edellä mainitut epäkohdat poistettu kokonaan ja se soveltuu yhtä hyvin sekä vanhoihin että 10 uusiin altaisiin kuten myöskin vaaka- ja pystyvirtausaltaisiin.

Flokkausallastilavuus saadaan käytetyksi kokonaisuudessaan hyväksi ohjaamalla nesteen virtaus tehokkaasti koko allastilavuudelle virtauksen ohjauslevyillä kuten laudoilla. Samalla nämä aiheuttavat veden virtauk-15 seen sopivasti hiljaisia pyörteitä, jolloin flokin muodostus on myös paras mahdollinen.

Kyseiselle flokkausratkaisulle altaan muoto ei aiheuta mitään esteitä tai haittoja. Allas voi olla yhtä hyvin pyöreä, neliskulmainen, suora-20 kaiteenmuotoinen tai minkä muun muotoinen tahansa. Myöskin virtaus voi olla vaakasuora tai pystysuora ylhäältä alaspäin tai alhaalta ylöspäin tai kaksi tai kolme näistä yhdessä.

Keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirus-25 tuksen kuvioissa esitettyyn keksinnön erääseen edulliseen suoritusmuotoon, johon keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus yksinomaan rajoittaa.

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen flokkausrakenteen erästä edullista suoritusmuotoa pystyleikkauksena.

30

Kuvio 2 esittää leikkausta pitkin kuvion 1 viivaa II-II.

Kuvioiden 1 ja 2 mukaisessa suoritusmuodossa keksinnön mukaista flok-kausallasrakennetta on merkitty yleisesti viitenumerolla 10. Tässä suo-35 ritusmuodossa flokkausallasrakenne 10 käsittää peräkkäiset allasosastot 12,14,16,18,21 ja 24.

71294 5 1 Puhdistettava vesi, johon flokkauskemikaalit on lisätty, johdetaan ensimmäiseen flokkausallasosastoon 12 tuloyhteen 11 kautta koko flokkaus-altaan 12 leveydeltä- Virtauksen ohjauslevyt 13 on siten suunnatut, että ne ohjaavat virtaavan nesteen koko altaan 12 poikkileikkausalueelle ai-5 heuttaen samalla pyörteitä, jolloin flokkien muodostus alkaa. Nesteen virratessa allasosaston 12 alueella se on edelleen hiljaisessa pyörtei-sessä liikkeessä, joka el pääse loppumaan ohjauslevyjen 15 aiheuttaessa edelleen nesteeseen pyörteistä liikettä ja ohjatessa virtauksen samalla edelleen koko altaan poikkipinnan alueella tapahtuvaksi. Sama toistuu 10 seuraavien altaiden IA ja 16 ja ohjauslevyjen 17 ja 19 kohdalla. Allas-osastossa 18 on ohjauslevyillä 20 nesteen virtaus ohjattu kulkemaan myöskin perimmäiseen nurkkaan ja sieltä edelleen ylös seuraavaan allas-osastoon 21. Allasosastossa 21 on ohjauslevyt 22 ja 23 ja allasosastos-sa 2A, jossa neste virtaa alaspäin, ohjauslevyt 25 ja 26 siten suunna-15 tut, että virtaus tapahtuu koko allasalueella tasaisesti, mutta ohjaus-levyjen harvempaan asettelulla on pyörteisyyttä vähennetty, joka rauhoitus on tarpeen flokkien parempaa lopullista kehittymistä varten.

Allastilasta 2A poistettava neste, jossa likahiukkaset ovat kiinteäs-20 sä flokkimuodossa, johdetaan lähtöyhteen 27 kautta selkeytystilaan 28, jossa puhdas neste, esim. vesi ja likahiukkaset, flokit, erotetaan toisistaan ja puhdistettu neste johdetaan edelleen.

Edellä esitetyssä flokkausratkaisussa on sekä vaakasuorassa että pys-25 tysuorassa tilassa tapahtuva flokkaus jatkuvana tapahtumana. Ratkaisu on kuitenkin käytettävissä myöskin yhtä hyvin yksinään vaakasuorassa tai yksinään pystysuorassa virtauksessa, kuten aikaisemmin on jo mainittukin. Eri flokkausosastojen lukumäärä ei myöskään ole millään ta-voi rajattu.

30

Ohjauslevyjen tai -lautojen asettelukulmat ovat myöskin valittavissa sopiviksi kutakin allasmuotoa ja tapausta varten parhaan tuloksen saavuttamiseksi.

35

Claims (4)

71294

1. Flokkausallasrakenne, johon kuuluu lukuisia flokkausallasosastoja (12,14,16,18,21,24), tuloyhde (11) puhdistettavan nesteen, johon flok- 5 kauskemikaalit on lisätty, johtamiseksi flokkausallasrakenteeseen (10), ja lähtöyhde (27) puhdistettavan nesteen johtamiseksi flokkausallas-rakenteesta (10) selkeytystilaan (28), tunnettu siitä, että flokkausallasrakenteen (10) ainakin jokin allasosasto (12,14,16,18, 21,24) on varustettu nestevirtauksen ohjauselimillä (13,15,17,19,20, 10 22,23,25,26), jotka on sijoitettu nestevirtaukseen ja siten suunnatut, että ohjauselimet on sovitettu päästämään nestevirtauksen läpi ja ohjaamaan virtaavan puhdistettavan nesteen koko allasosaston poikkileik-kausalueelle ja aiheuttamaan samalla virtaavaan puhdistettavaan nesteeseen pyörteitä flokkien muodostuksen aikaansaamiseksi. 15

1. Patenttivaatimukset

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen flokkausallasrakenne, tunnet-t u siitä, että jokainen allasosasto (12-24) on varustettu ohjauselimillä (13-26).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen flokkausallasrakenne, tun nettu siitä, että flokkausallasrakenteen (10) nurkassa sijaitseva allasosasto (18) on varustettu toisilla ohjauselimillä (20), jotka on sovitettu ohjaamaan puhdistettavan nesteen virtauksen kulkemaan mainitun allasosaston (18) nurkkaan ja sieltä edelleen seuraavaan allas-25 osastoon (21).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen flokkausallasrakenne, tunnet-t u siitä, että mainittu seuraava allasosasto (21) on sijoitettu mainitun nurkassa sijaitsevan allasosaston (18) yläpuolelle ja varustet- 30 tu ensimmäisillä ohjauselimillä (22) ja toisilla ohjauselimillä (23). 1 Jonkin patenttivaatimuksien 1-4 mukainen flokkausallasrakenne, tunnettu siitä, että viimeinen allasosasto (24) on varustettu ensimmäisillä ohjauselimillä (25) ja toisilla ohjauselimillä (26), jot- 35 ka on sovitettu harvemmalle välille pyörteisyyden vähentämiseksi. 7 71294