FI72054B - Styv filterplatta foer avvattning av slam - Google Patents

Description

72054 i Jäykkä suodatinlevy veden poistamiseksi lietteestä

Esillä oleva keksintö koskee jäykkää suodatinlevyä veden poistamiseksi lietteestä ja parannettua menetelmää tällaisen jäykän suodatinlevyn valmistamiseksi.

Lietteen käsittelyprosessit muodostavat keinon vähentää jätevesilietteen kosteuspitoisuutta jotta saataisiin helposti käsiteltävä, suhteellisen kuiva lietekakku. Pyrkimykset, jotka on suunnattu olemassa olevan lietteen vedenpoistotekniikan parantamiseksi, eivät ole täysin onnistuneet poistamaan nykyisten suodatuskeinojen luontaisia epäkohtia. Monissa nykyisissä suodatusjärjestelmissä käytetään irtohiekkaa tai jotakin muuta ei-sidottua osasmaista ainetta suodatuselementtinä. Irtohiekkaa olevalla suodatuskerroksella ei ole tartuntaisesti sidotun suodatuselementin lujuutta tai kestävyyttä. Myöskään ne suoda-tinlevyt, joissa on jäykät pinnat, eivät yleensä pysty kestämään mekanisoitua lietekakun poistamista raskaalla laitteella, joka kulkee poikki suodatuselementin, ilman että nämä suoda-tinlevyt suomuilevat, lohkeilevat tai murtuvat. Lisäksi useimmat suodatinlevyt, joita voidaan käyttää tyhjösuodatuksessa, tarvitsevat toistuvaa vastavirtahuuhtelua niiden tehokkuuden säilyttämiseksi.

Lietteen käsittelyprosessin tehokkuus riippuu suuresti suoda-tusaineen tehokkuudesta. Tehokkuuteen kuuluu suodatusaineen kaksi erillistä, mutta toisistaan riippuvaa funktiota. Ensiksikin suodatusaineen tulisi sallia vedenpoistoprosessin maksiminopeus ·, so. sallia lietteen nopea tilavuuden ja kosteuspitoisuuden alentaminen, jotta saataisiin käsiteltävä, suhteellisen kuiva lietekakku. Toiseksi suodatusaineen tulisi tuottaa kirkas, puhdas, kiinteästä aineksesta suhteellisen vapaa poistovirtaus nopean vedenpoistoprosessin aikana.

On selvää, että suodatusaineen ominaisuudet syvällisesti vaikuttavat lietteen käsittelymahdollisuuksien kokonaistehokkuuteen ja kustannuksiin. Lietteen käsittelyteollisuudessa on 72054 2 tarve pysyvästä suodatusaineesta, jolla saadaan aikaan nopea, tehokas veden poisto ja joka yhä säilyttää rakenteellisen yhtenäisyytensä lietekakun toistuvien, mekanisoitujen poistamisten aikana. Monien tunnettujen suodatusaineiden epäkohtana on se, että ne toteuttavat yhden näistä vaatimuksista, mutta eivät kaikkia taikka ne ovat tehokkaita yhden lietetyypin yhteydessä, mutta eivät useiden erityyppisten lietteiden yhteydessä.

Mitä tulee tekniikan tasoon, US-patentissa 4 190 534 käsitellään monikerrossuodatinpetin käyttämistä sen lietemateriaalin suodattamiseen ja poistamiseen, joka on suspendoituneena jäte-vesisivutuotteeseen teräksen peittaustoiminnoista (pickling).

Tämä patenttijulkaisu kuvaa teräväkärkisten osasten käyttämistä muodostamaan suodattimen avoimet pinnat. Nämä teräväkärkiset osaset keihästävät suuremmat lietemassat suodatuksen aikana. Kuitenkaan ei osasmainen aine, joka muodostaa tämän suodattimen kunkin kerroksen eivätkä itse kerrokset ole sidotut liimai-sella sideaineella. Tällaisella suodattimena ei sen vuoksi ole riittävää jäykkyyttä, lujuutta tai kestävyyttä sallimaan lietekakun mekanisoitua poistamista raskaalla laitteistolla kuten etukuormaajilla. Tällaisen suodatuselementin puhdistaminen käsittää myös sen paljaana olevan pinnan poistamisen. Sitaatti ei anna mitään tietoa suodatusaineen sopivuudesta niihin nopeisiin vedenpoistojärjestelmiin, joissa käytetään tyhjösuodatus-välineitä.

US-patentissa 3 Oli 643 käsitellään hiekkasuodatuslaitteistoa uima-allassovellutuksiin käyttämällä sidottua alempaa tukirakennetta yhdelle kerrokselle suodatushiekkaa. Tätä suodatinta ei käytetä veden poistamiseen lietteestä. Siinä käytetään irtohiekasta koostuvaa yksikerroksista suodatusainetta. Julkaisussa ei käsitellä eikä ehdoteta tyhjösuodatusta, joka olisi yhteensopiva kysymyksessä olevan suodattimen kanssa. Yksikerroksinen suodatusaine ei ole sidottu liimasideaineella eikä siinä ole teräväkärkisten osasten muodostamaa paljasta pintaa. US-patentit 3 847 808, 3 771 655 ja 3 615 019 käsittelevät samanlaisia asioita ja ne on tässä mainittu keksinnön tasoon

II

3 72054 liittyvinä, mutta ovat vielä vähemmän keksintöä koskevia.

US-patentissa 3 166 615 käsitellään menetelmää valmistaa sidottu monikerroksinen huokoinen rakenne, jota voidaan käyttää muottina puumassatuotteiden tyhjömuodostamisessa. Tämä menetelmä ei kuitenkaan liity veden poistamiseen lietteestä. Sitaatissa ei käsitellä teräväkärkisten osasten käyttämistä suo-datusaineen paljaalla pinnalla tai alla olevaa tukirakennetta, joka on sidottu liima-aineella. US-patentit 2 293 099, 3 056 704, 2 155 016 ja 1 844 528 mainitaan hiukkasmaisten aineiden si-dontaprosesseihin liittyvinä, mutta ne ovat vielä vähemmän keksintöä koskevia.

Tähän asti ei mikään monoliittinen monikerroksinen suodatus-aine lietteen käsittelyyn, joka pystyisi kestämään kuivatun lietteen toistetun mekaanisen poistamisen rasituksia ja kaapi-misvaikutusta, ole muodostanut tehokasta välinettä käsiteltävien, suhteellisen kuivien lietekakkujen tuottamiseksi eri tyyppisistä lietteistä samalla kun se säilyttäisi suodatus-vaikutuksen, joka tuottaa kirkkaan, puhtaan (suhteellisen vapaan kiinteistä aineksista) poistovirtauksen. Termiä monoliittinen on tässä käytetty tarkoittamaan jäykkää yhtenäistä rakennetta.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti saadaan aikaan jäykkä suoda-tinlevy veden poistamiseksi lietteestä,johon levyyn kuuluu ainakin ensimmäinen kerros ja toinen kerros, jolloin ensimmäinen kerros käsittää laakean suodatuselementin, joka sisältää olennaisesti hammastettuja epäsäännöllisiä osasia ja toinen kerros muodostaa osasista koostuvan tuen ensimmäiselle kerrokselle. Keksinnölle on tunnusomaista, että ensimmäisen kerroksen osaset ovat materiaalia tai materiaaleja, joiden kovuus Moh-asteikossa on vähintään 7 ja jotka on sidottu yhteen liimaside-aineella, ainakin suurin osa osasista on vähintään kahta kokoa, joiden keskimääräinen lävistäjä on olennaisesti alueella 0,01-0,23 cm ja jotka on järjestetty siten, että keskimääräinen osaskoko kasvaa ensimmäisen kerroksen paljaasta yläpinnasta tämän kerroksen alapintaan, toisen kerroksen osaskoko on suu- 4 72054 rempi kuin suurimmat osaset ensimmäisessä kerroksessa ja toisen kerroksen osaset on sidottu toisiinsa ja ensimmäisen kerroksen alapintaan liimasideaineella.

Esillä olevan keksinnön mukainen suodatinlevy pystytään olennaisesti pysyvästi asentamaan nopeaan lietteen vedenpoisto-järjestelmään, jossa käytetään mekaanisia keinoja lietekakun poistamiseen.

Ensimmäisen kerroksen hammastetut epäsäännölliset osaset voivat olla yhtä tai useampaa seuraavista materiaaleista: alumiini-oksidi, korundi, smirkeli, granaatti (garnet), piikarbidi, boorikarbidi ja valmistetut kiteiset alumiinioksidituotteet.

On edullista, että hammastettuina, epäsäännöllisinä osasina on ainakin kolmen kokoisia osasia.

Ensimmäisen kerroksen paksuus voi olla alueella 0,32-5,08 cm ja toisen kerroksen paksuus voi olla alueella 0,64-9,53 cm.

Toisen kerroksen osasten lävistäjät voivat olla alueella 0,32-3,81 cm.

Toinen kerros voi olla lujitettu lujitusvälineillä.

Liimasideaineena on edullisesti seos matalaviskoosisesta epoksihartsista ja kovettimesta.

On edullista, että ensimmäisessä kerroksessa liimasideaineen painosuhde osasiin olennaisesti on välillä 1:8-1:20 ja toisessa kerroksessa liimasideaineen painosuhde osasiin on olennaisesti välillä 1:6-1:15.

Keksintöön kuuluu myös menetelmä tällaisen jäykän suodatinle-vyn valmistamiseksi veden poistoon lietteestä. Menetelmään kuuluu seuraavat vaiheet: (a) sekoitetaan liimasideaine inertti-siin osasiin, joiden lävistäjä on yli 0,23 cm, tukielementti-rakenteen muodostamiseksi; (b) viedään tukielementtiseosta 11 5 72054 ennaltamäärätyltä etäisyydeltä suodatinlevymuottiin; (c) sullotaan tukielementtiseos muottiin? (d) sekoitetaan liimasi-deaine hammastettuihin, epäsäännöllisiin ainakin kahta kokoa oleviin osasiin, joiden halkaisija on olennaisesti alueella 0,01-0,23 cm, jolloin osaset ovat yhtä tai useampaa materiaalia, jonka kovuus Moh-asteikolla on vähintään 7, muodostamaan suodatinelementtiseos; (e) viedään suodatinelementtiseos suoda-tinlevymuottiin sullotun tukielementtiseoksen päälle, hammastettujen epäsäännöllisten osasten lävistäjien kasvaessa suoda-tinelementtiseoksen yläpinnasta tämän alapintaan; (f) silitetään suodatinelementtiseoksen yläpinta silittämisvälineillä; (g) sullotaan suodatinelementtiseos muottiin ja (h) kovetetaan tuloksena oleva suodatinlevy.

Esillä olevan keksinnön mukaisella jäykällä suodatinlevyllä on lujuus ja kestävyys kestämään toistuva lietekakkujen poistamisia raskaita mekaanisia laitteita ja muita fysikaalisesti hankaavia välineitä käyttämällä, jotka kulkevat suodatinlevyn pinnan poikki. Täten on vältetty suodatinpinnan rakenteellisen yhtenäisyyden huonontuminen lietekakun poistamisen aikana.

Esillä olevan keksinnön mukainen jäykkä suodatinlevy sallii nopean ja tehokkaan veden poiston lietteestä samalla kun se vaatii olennaisesti pienempien polymeeriainemäärien käyttämistä koaguloimaan ja sakkaannuttamaan suodatettavaa lietettä.

Esillä olevan keksinnön mukaista jäykkää suodatinlevyä voidaan lisäksi käyttää tyhjösuodatuksessa, jossa voitetaan pulmat, jotka johtuvat siitä, että lietemassat tulevat vedetyiksi suurempiin onteloihin, mikä tukkisi tai täyttäisi suodattimen.

Esillä olevan keksinnön mukaisessa jäykässä suodatinlevyssä voidaan käyttää suodatinelementtiä, joka sallii sellaisen jäteveden nopean suodatuksen, jonka lietepitoisuus on 0,1-10 % kiinteitä aineksia.

72054 6

Esillä olevan keksinnön mukainen jäykkä suodatinlevy voidaan järjestää tuottamaan puhdas, kirkas poistovirtaus, jossa sus-pendoituneiden kiinteiden ainesten määrä on 2-175 osaa miljoonasta, edullisesti 2-10 osaa miljoonasta (sieppausprosentti 99,99), lietteiden laajalti vaihdellessa.

Esillä olevan keksinnön mukaisessa jäykässä suodatinlevyssä hammastetut, epäsäännölliset, kovat osaset keihästävät suurehkot lietemassat painovoimaan perustuvassa suodatuksessa täten muodostaen sekundäärisen kemiallisen suodattimen samalla kun levy muodostaa pinnan, joka voidaan entistä helpommin asentaa ja täydellisesti puhdistaa lietteen poistamisen aikana.

Keksintö on, vain esimerkkinä, kuvattu oheisissa piirustuksissa.

Kuvio 1 esittää perspektiivikuvana esillä olevan keksinnön mukaisesti tehtyä jäykkää suodatinlevyä.

Kuviot 2a, 2b ja 2c ovat osittaisia pystyleikkauksia kuvion 1 mukaisen jäykän suodatinlevyn suodatuselementistä ja tukiele-mentistä.

Kuvio 3 esittää vaakaleikkausta mainitusta tukielementistä lujitettuna tangoilla.

Kuvio 4 on pystyleikkaus samasta, tangoilla lujitetusta tukielementistä.

Kuvio 5 on vaakaleikkaus esillä olevan keksinnön mukaisen suodatinlevyn tukielementistä lujitettuna metallilankaverkolla.

Seuraavassa selityksessä käytetyt sanat yläosa, pohja on ymmärrettävä tarkoittavan oheisissa piirustuksissa nähtäviä suuntia.

Kuvioissa 1 ja 2 on kuvattu esillä olevan keksinnön mukainen jäykkä suodatinlevy veden poistamiseksi lietteestä. Suodatinlevy 1 on monoliittinen rakenne, johon kuuluu ainakin kaksi kerrosta, suodatinlevyn yläkerroksena on suhteellisen ohut suoda-tuselementti 2 ja pohjakerroksena suhteellisen paksu, osasmais-ta ainetta oleva tukielementti 3. Vaikka levyyn haluttaessa voidaan lisätä lisäkerroksia tukemiseksi, tasaamiseksi tai muista syistä, tämä ei ole välttämätöntä.

72054 7

Suodatuselementti 2 on laakea, suhteellisen ohut kerros, joka koostuu ainakin kahden kokoisista hammastetuista, epäsäännöllisistä, kovista, inerttisistä osasista 4, jotka on sidottu yhteen liimasideaineella 18, keskimääräisen hiukkaskoon kasvaessa progressiivisesti suodatuselementin 2 paljaalta tiheältä yläpinnalta 15 suodatuselementin 2 alapintaa 19 kohti. Osaset 4 ovat materiaalia tai materiaaleja, joiden kovuus Moh-astei-kossa on vähintään 7. Tukielementissä 3 ovat osaset 5 sopivasti samankokoisia keskenään ja suurempia kuin suodatuselemen-tissä 2 sekä sidotut yhteen ja suodatuselementin 2 alapintaan liimasideaineella 18.

Suodatuselementin 2 paksuus voi vaihdella alueella noin 0,32 an: stä noin 5,08 cm:iin ja edullisesti sen paksuus on 0,64 cm. Suodatuselementin 2 hammastetut, epäsäännölliset, kovat osaset 4 ovat ainakin kahta kokoa, joiden keskimääräinen lävistäjä on olennaisesti alueella 0,01-0,221 cm (so. noin 8-100 "grid"). Vaikka pieniä määriä osasia tämän kokoalueen ulkopuolelta voi sisältyä elementtiin ilman haitallista vaikutusta, niillä ei saada aikaan mitään erityistä etua.

Kuvion 2a mukaisesti suodatuselementti voi sisältää vain kahta eri hiukkaskokoa 6, 7 ja kuvion 2c mukaisesti jopa neljää tai useampaa eri kokoa 8, 9, 10, 11. Kolme kokoa on edullinen, kuvio 2b, koska tällöin samanaikaisesti saadaan aikaan hyvä suodatinelementin yhtenäisyys ja tyydyttävä vedenpoisto-nopeus lietteestä. Neljä osaskokoa tarvitaan vain veden poistamiseksi hyvin hienoista lietteistä. Jos käytetään liian suuria määriä pieniä osasia suodatuselementissä, rajoittaa tämä suodoksen virtausta ja pidentää vedenpoistoaikaa. Edustaviin osaskokoihin, joita voidaan mukavasti käyttää vaihtele-vin määrin suodatuselementeissä, jotka ovat tarkoitetut käytettäviksi erilaisten lietteiden yhteydessä, sisältyvät 8, 10, 12, 16, 54 ja 100 "grid":in kokoiset. "Grid" tarkoittaa tässä American National Standard Instituten (ANSI) verkkokokoa, jossa esim. 8 "grid":in osasilla on keskimääräinen lävistäjä 0,221 cm; 10 "grid" 0,1854 cm; 12 "grid" 0,16 cm; 16 "grid" 0,11 cm; 54 "grid" 0,03 cm; 100 "grid" 0,01 cm jne.

8 72054

Kun suodatuselementissä on kaksi tai useampia, edullisesti kolme osaskokoa, voidaan vesi poistaa laajemmasta erilaisten lietteiden alueesta käyttämällä esillä olevan keksinnön mukaista jäykkää suodatinlevyä kuin mihin voitaisiin päästä käyttämällä suodatinainetta, jonka suodatuspinnassa on yhden kokoista osasmaista ainetta. Lietetyyppeihin, joista vesi voidaan poistaa esillä olevan keksinnön mukaisilla suodatin-levyillä, sisältyvät yhdyskuntajäteveden käsittely ja monet teollisuuslietteet, joiden kiinteäainepitoisuus on alueella 0,1 painoprosenttia - aina 10 painoprosenttiin tai ylikin.

Kuviossa 2b on esitetty osittainen pystyleikkauskuva yhdestä suoritusmuodosta parannettua jäykkää suodatinlevyä 1 veden poistamiseksi lietteestä. Kuten nähdään kuviosta 2b, on suodatuselementissä 2 käytetty kolmen kokoisia osasia 12, 13, 14, joiden koot ovat progressiivisesti pienenevät ja suurempi suhteellinen osuus pienempiä, hammastettuja, epäsäännöllisiä, kovia osasia 14 sijaitsee lähellä elementin paljasta (suodattavaa) yläpintaa. Edettäessä läpi suodatuselementin kohti tukielementtiä kohdataan suurempi määrä suurempikokoisia hammastettuja epäsäännöllisiä osasia 12, 13. Toisin sanoen keskimääräinen osaskoko kasvaa edettäessä yläpinnasta 15 kohti suodatuselementin 2 alapintaa 19. Kuitenkaan ei esiinny mitään selviä kerroksia ja joitakin osasia kutakin kokoa esiintyy jokaisella tasolla. Kuviot 2a ja 2c kuvaavat tätä samaa seikkaa suodatuselementeille, joissa on kahta, 6, 7 ja vastaavasti neljää 8, 9, 10, 11 kokoa olevia osasia.

Suodatinlevyllä 1 on epätavallisen tiheä yläpinta 15, jossa on harvoja, jos lainkaan suurehkoja laaksoja tai rakoja, joihin voisi jäädä kiinni suuria lietemassoja. Tämä yhdenmukaisempi yläpinta 15 ei hävitä suodatuselementin 2 sekundääristä suoda-tuskykyä. Tämä tarkoittaa, että suodatuselementti 2 yhä pystyy vangitsemaan suurehkoja lietemassoja lietteen vedenpoisto-prosessin varhaisessa vaiheessa, jotka lietemassat sitten itse toimivat suodattimen lisätasona, vaikka yläpinnan 15 terävät, ylöspäin suunnatut pisteet silloin ovat vähemmän selviä.

72054 9

Lisäksi on yläpinta 15 kestävä ja vastustaa hilseilyä ja loh-keilua. Vaikka meillä ei ole spesifistä selitystä tälle ilmiölle/ uskotaan, että se voi johtua lisääntyneestä lukumäärästä kosketinpisteitä erikokoisten osasten välillä, mistä on seurauksena niiden välisten sidospisteiden lisääntyminen. Täten siitä huolimatta, että suodatuselementin 2 paksuus voi olla vain 0,64 cm, se pystyy kestämään toistuvaa kaapimista lietteen poistamisen aikana.

Suodatuselementin 2 tiheämpi, täyteisempi yläpinta 15 sallii kuivatetun lietteen helpomman ja täydellisemmän poistamisen suodattimen pinnalta, koska täällä on vähemmän rakoja, joihin liete voisi jäädä upotetuksi poistotoiminnan aikana.

Suodatuselementin 2 osasten, sen lisäksi että niillä on hammastettu epäsäännöllinen ulkoinen muoto, täytyy olla hyvin kovia kestääkseen toistetut lietteen poistamiset ja suodattimen yläpinnan puhdistamiset. Osaset on edullisesti valittu ryhmästä, johon kuuluvat alumiinioksidi, korundi, smirkeli, granaatti, piikarbidi, boorikarbidi ja valmistetut kiteiset alumiinioksi-dituotteet, joita myydään eri kauppanimillä, kuten Borolon (Abrasive Co), Aloxite (Carborundum Co), Lionite (General Abrasive Co) ja Alundum (Norton Co). Jokaisen näistä materiaaleista Moh-kovuus on noin 7,5 tai suurempi. Ilmoitettu Moh-kovuus korundille on 9, smirkelille 9, granaatille 7,5+, pii-karbidille 9,3-9,7, boorikarbidille 9,5-9,8 ja kiteiselle alumiinioksidille 9. Jokaista näistä materiaaleista on kaupallisesti saatavana hiontakäyttöön, koostuneena hammastetuista, epäsäännöllisistä osasista. Vastakohtana on kvartsihiekka hyvin kovaa, mutta se koostuu osasista, jotka ovat liian pyöristettyjä, so. riittämättömästi hammastettuja käytettäviksi esillä olevassa keksinnössä.

Tukielementti 3 on edullisesti 0,64-9,53 cm paksu. Osaset 5, jotka ovat liimasidotut yhteen muodostamaan tukielementin 3, ovat sopivasti olennaisesti tasakokoisia, mutta voivat vaihdella 10 72054 lävistäjältään ja ovat edullisesti kokoalueella noin 0,32 -noin 3,81 cm. Tukielementti 3 voi myös sisältää lujitusväli-neitä, kuten esimerkiksi lujitustankoja tai metalliverkon. Esimerkkejä tukivälineistä, joita on kuvattu kuvioissa 3-5, ovat terästangot 16, joiden halkaisija on vähintään 0,95 cm ja väli 15,24 cm taikka teräsverkko 15,24 cm kertaa 15,24 cm, (kuvioissa 3-5 on piirretty näkyviin vain osa tukielementin 3 osasista selvyyden vuoksi. Todellisuudessa ovat osaset luonnollisesti jakaantuneet kautta koko tukielementin 3).

Lujitusvälineet sijaitsevat edullisesti likimain tukielementin 3 pystydimension (paksuuden) keskellä tai pohjalla. Tukiele-mentissä 3 käytetty osasmainen materiaali on edullisesti pestyä ja uunikuivattua 9-19 mm soraa (pea gravel), kuten Chattahoochie-soraa.

Kunkin kerroksen osaset ja itse kerrokset on sidottu yhteen liimasideaineella 18. Liimasideaineena on edullisesti matala-visko ottiseen epoksihartsi ja kovetintuote, kuten sellainen, jota myydään tavaranimellä Futura Bond, myyjänä Dow Chemical Co. Maantieteellisillä alueilla, joilla suodatinlevyt käytössä tulevat alttiiksi korkeille ympäristölämpötiloille, esim. 32,22°C, mistä on seurauksena niin korkeita levylämpötiloja kuin 60°C, on käytettävä epoksia, joka on tarkoitettu korkea-lämpötilakäyttöön, jotta vältettäisiin suodatinlevyjen taipuminen. Kun suodatinlevyjä on tarkoitus käyttää juomaveden käsittelylaitoksissa, on käytetty epoksi valittava niiden joukosta, jotka on hyväksytty myrkyttömiksi.

Yleisesti sisältyy esillä olevan keksinnön mukaisten jäykkien suodatinlevyjen valmistusmenetelmään se, että aluksi sijoitetaan tukielementtiosaset sekoitettuina liimasideaineeseen suodatinlevymuottiin, mitä seuraa sullominen. Sitten sekoitetaan kahta tai useampaa kokoa olevat hammastetut, epäsäännölliset, kovat osaset liimasideaineeseen ja lisätään suodatinlevymuottiin tukielementtikerroksen päälle ja koko seos tasoitetaan huolellisesti ja sullotaan.

Il 7 2 C 5 4 11

Tukielementtiseos valmistetaan sekoittamalla matalavis-koottinen epoksi ja kovetin, kunnes on saavutettu oikea viskositeetti ja sitten sekoitetaan määrä inerttisiä osasia, edullisesti pestyä ja uunikuivattua soraa tai aggregaattia, sopivasti olennaisesti tasakokoista, halkaisija kokoalueella 0,32- 3,81 cm, yhteen liimasideaineen kanssa. Asianmukainen paino-suhde osasten ja liimasideaineen välillä on alueella 6:1-15:1. Sopiva suhde vaihtelee osasten koon mukana; liian paljon sideainetta täyttää osasten välit antaen kiinteän massan, jonka lävitse suodos ei pääse virtaamaan; liian vähän sideainetta antaa heikon tukikerroksen johtuen sidoksen puuttumisesta joistakin osasten välisistä kosketuskohdista. Tukielementtiseos kaadetaan sitten suodatinlevymuottiin, esimerkiksi raskaaseen työkaluteräsmuottiin, jonka mitat ovat 60,96 cm kertaa 121,92 cm syvyydeltä edullisesti noin 0,64-9,53 cm. Jos halutaan lujitettu suodatinlevy, niin lujitusvälineet, kuten esimerkiksi lujitussauvat tai metalliverkko-osat, jotka on käsitelty hilseen poistamiseksi ja ruostumisen estämiseksi (esim. kastamalla epoksiin) sijoitetaan muottiin, edullisesti sen jälkeen kun on kaadettu noin puolet tukielementtiseoksesta ja loput tukielementtiseoksesta lisätään tämän jälkeen. Sitten seos sullotaan.

Suodatuselementtiseos valmistetaan sekoittamalla epoksi ja kovetin kuten edellä selitettiin ja yhdistämällä se määrään hammastettuja, epäsäännöllisiä, kovia osasia, joita on vähintään kahta kokoa, jotka on valittu kokoalueelta, joka käsittää välin 8-100 "grid” (keskimääräinen halkaisija 0,01-0,221 cm). Osasten koostumus on edellä jo selitetty. Osasten sopiva paino-suhde liimasideaineeseen on alueella 8:1-20:1. Käytetty täsmällinen määrä tiettyä käyttötarkoitusta varten on määrättävä ottamalla huomioon samat seikat kuin mitä esitettiin tukiele-mentille. Tuloksena oleva seos kaadetaan suodatinlevymuottiin, syvyydeltä noin 0,32-5,08 cm, tukielementin päälle. Kun suodatuselementin osasten ja liimasideaineen seos kaadetaan tukielementtikerrokselle, sopivat osaset mahdollisiin väleihin tukielementin suhteellisesti suurempien osasten välillä, mistä on seurauksena jonkinasteinen "lukitus" näiden kahden 72054 12 kerroksen välillä ja tiiviimpi sidos. Katso kuviota 2.

Prosessin viimeiseen vaiheeseen sisältyy suodatinlevyn yläpinnan tasoittaminen huolellisesti tasoitusvälineillä, esimerkiksi vetämällä tasainen metallitanko pinnan poikki, pinnan sullominen huolellisesti osasten samansuuntaamiseksi ja levyn annetaan kovettua.

Useita jäykkiä suodatinlevyjä, jotka valmistettiin edellä kuvatulla prosessilla, voitiin käyttää puolijuoksevan lietteen vedenpoistojärjestelmässä. Vedenpoistojärjestelmään kuuluu nestettä läpäisemätön säiliö, jossa on sivuseinäkonstruk-tio, joka rajoittaa ylöspäin avoimen rasiamaisen alueen. Vaikka suodatinlevyt voidaan sijoittaa suoraan tämän säiliön lattialle ilman mitään muuta tukea, on tyypillisesti 2,54-3,81 cm:n halkaisijaista kiveä sijoitettu tämän säiliön lattialle ja tärytetty tai kiilattu paikalleen. Tämän päälle voi olla sijoitettu 2,54 cm:iinuunikuivattua soraa, jolle on suihkutettu ohennettua epoksia (esim. Futura Bond ohennettuna ksyleenillä) yläpinnan kovettamiseksi ja antamaan kova alusta. Sitten sijoitetaan 2,54 cm lisää tasoitussoraa kompensoimaan mahdolliset epäsäännöllisyydet suodatinlevyjen pohjapinnassa. Suodatinlevyt asennetaan edullisesti sijoittamalla ne reunoittain ja levyjen väliset liitoskohdat täytetään tiivistysaineella (esim. epoksilla yhdessä kvartsihiekkatäytteen kanssa) ja/tai paisunta-aineella. Asennusta helpottaa suodatinlevyjen jäykäksi tasoitettu yläpinta, joka sallii levytason tarkan sovittamisen toisiinsa, kun levyt sijoitetaan reunoittain. Tuloksena on keskeytymätön, tasainen suodatinpinta poikki liete-säiliön.

Siihen prosessiin, jossa vettä poistetaan lietteestä esillä olevan keksinnön mukaisilla suodatinlevyillä, kuuluu tyypillisesti seuraavat vaiheet: (a) tarvittaessa liete esikäsitel-lään sen koaguloimiseksi ja sakkaamiseksi muodostamaan eri kokoisia lietemassoja, joihin sisältyy suurempia ja pienempiä

II

i3 72054 lietemassoja; (b) johdetaan sakkaantunut liete suodatin- levyjen yläpinnalle; (c) annetaan suurempien lietemassojen asettua painovoimalla, niin että ne tulevat seivästetyiksi suodatuselementin yläpinnan osasten hammastetuilla, epäsäännöllisillä ulkonemilla ja muodostavat kerroksen suodatinlevyjen päälle; (d) sen jälkeen muodostetaan tyhjiö, edullisesti 2,54- 68,58 cm elohopeaa ja edullisimmin 25,4-38,1 cm elohopeaa, joka on riittävän voimakas vetämään suodoksen lietteestä läpi suurehkojen lietemassojen kerroksen suodatinlevyjen pinnalla ja läpi suodatinlevyjen, mutta joka tyhjiö ei ole niin voimakas, että se rikkoisi nämä suurehkot lietemassat, niin että pienemmät lietemassat tulevat jo laskeutuneiden suurempien lietemassojen sieppaamiksi, kunnes vesi on poistettu lietteestä siihen määrään, että liete on tullut poistettavaksi liikkuvilla poistamisvälineillä; (e) poistetaan liete suodatinlevyjen pinnoilla liikkuvilla poistamisvälineillä; ja (f) puhdistetaan suodatinlevyjen yläpinnat suihkuttamalla tai muilla tällaisilla keinoilla. Suodatinlevyjen takaisinpäin huuhtelua ei yleensä tarvita.

Tässä esitetyllä jäykällä suodatinlevyllä saadaan aikaan joitakin selviä etuja, kun sitä käytetään edellä kuvatussa järjestelmässä veden poistamiseksi lietteestä. Kova, tiheä, tasaisen kompakti suodatinpinta 15 antaa levylle lujuutta ja kestävyyttä sallien lietteen mekanisoidun poistamisen raskaalla laitteella, joka kulkee suodatinlevyn pinnan poikki, aiheuttamatta lohkeilua tai hilseilyä pinnassa. Esimerkkejä laitteesta, jota voidaan käyttää lietteen poistamiseen, ovat etu-kuormaa jät, imurit, kahmarit ja mekanisoidut kaapimet. Esimerkkeihin laitteista, joita voidaan käyttää levyn yläpinnan puhdistamiseen, kuuluvat letkut ja mekanisoidut suihkuttimet.

Esillä olevan keksinnön mukaisella jäykällä suodatinlevyllä saadaan aikaan tehokas veden poistaminen lietteestä lietteiden laajalla vaihtelualueella samalla kun tarvitaan olennaisesti pienempiä määriä polymeeriainetta, jota käytetään suoda- i4 72054 tettavan lietteen koaguloimiseen ja sakkaannuttamiseen.

Esillä olevan keksinnön mukainen suodatinlevy sallii myös kuivatetun lietekakun helpomman ja täydellisemmän poistamisen suodattimen pinnalta.

Edellä kuvattua jäykkää suodatinlevyä voidaan käyttää lietteen vedenpoisto-operaatioiden laajalla vaihtelualueella. Käytön suuri joustavuus on saavutettu vaihtelemalla hammastettujen, epäsäännöllisten, kovien hiukkasten kokojakaantumaa suodatus-elementissä. Kukin liete, josta vesi on poistettava, on analysoitava tyypin ja osaskoon suhteen. Yleensä mitä hienompaa on liete (mitä pienempiä ovat lieteosaset), sitä pienempiä ovat osaset, joita on käytettävä suodatuselementissä, jotta saataisiin suodoksen tietty puhtaus. Näin on tavallisesti asianlaita myös vähemmän konsentroitujen lietteiden suhteen. Suo-datinlevykoostumusten valintaa erilaisiin lietteen vedenpoisto-sovellutuksiin on kuvattu seuraavilla esimerkeillä.

Esimerkki 1

Osaskoko ja veden pidätys määritetään yhteiskuntalietteelle, so. aerobiselle, anaerobiselle, jäteaktivoidulle tai ravinnon-käsittelylietteelle. Jäykässä suodatinlevyssä veden poistamiseksi tällaisesta lietteestä käytetään suodatuselementtiä, joka koostuu alumiinioksidiosasista, joista 90 % on 16 "grid":in (keskimääräinen halkaisija 0,11 cm) ja 10 % 54 "grid":in (keskimääräinen halkaisija 0,03 cm). Alumiinioksidiosasten toinen jakaantuma, jossa oli 70 % 16 "grid:in (keskimääräinen halkaisija 0,11 cm), 20 % 54 "grid":in (keskimääräinen halkaisija 0,03 cm) ja 10 % 100 "grid":in (keskimääräinen halkaisija (0,01 cm) osasia, on myös menestyksellinen yhdyskuntalietteen vedenpoistojärjestelmissä. Tämän tyyppinen jäykkä suodatinlevy luokitellaan karkeaksi suodattimeksi.

Esimerkki II

Hieno-osaselle lietteelle, kuten vedenkäsittelylietteelle, me-tallilietteille ja galvanointilaitoksen lietteille (esim. kalk-kilietteelle, alunalietteelle ja muille metallihydroksidiliet-teille) voidaan menestyksellisesti käyttää joukkoa suodatus- 15 72054 elementtikoostumuksia lieteosasten eri kokoja ja muotoja varten. Yksi tällainen koostumus on alumiinioksidikerros, jossa 10 % osasista on 16 "grid"in (keskimääräinen halkaisija 0,11 cm), 60 % "grid":in (keskimääräinen halkaisija 0,03 cm) ja 30 % 100 "grid":in (keskimääräinen halkaisija 0,01 cm).

Toisessa jakaantumassa käytetään alumiinioksidiosasia, joista 20 % on 16 "grid":in, 70 % 54 "grid":in ja 10 % 100 "grid":in (keskimääräiset halkaisijat vastaavasti 0,11 cm, 0,03 cm ja 0,01 cm). Kolmas, joka koostui kolmen kokoisista alumiinioksi-diosasista sisälsi 45 % 16 "grid":in osasia, 45 % 54 "grid":in ja 10 % 100 "grid":in (keskimääräiset halkaisijat vastaavasti 0,11 cm, 0,03 cm ja 0,01 cm) ja se luokitellaan hienoksi suodattimeksi .

Esimerkki III

Veden poistamiseksi tina- ja sinkkikaivosjätteistä, hiekka-ja soraliejusta ja rikkidioksidipesurilietteistä koostuu suoda-tuselementti korundista, smirkelistä tai granaattiosasista, jolloin 10 % osasista on 12 "grid":in, 40 % 16 "grid":in, 40 % 54 "grid":in ja 10 % 100 "grid":in (keskimääräiset halkaisijat vastaavasti 0,16 cm, 0,11 cm, 0,03 cm ja 0,01 cm). Tukielementin hiukkasmaisen aineen halkaisijat ovat 0,32 cm:stä 2,54 cm:iin.

Esimerkki IV

Suodatuselementtiä valmistetuista kiteisistä alumiinioksidi-osasista, joista 40 % on 12 "grid":in, 40 % 16 "grid":in, 10 % 54 "grid":in ja 10 % 100 "grid":in (vastaavat keskimääräiset halkaisijat 0,16 cm, 0,11 cm, 0,03 cm ja 0,01 cm), voidaan käyttää veden poistamiseen fosfaattiliemistä. Tukielementin osasmaisen aineen osaskoot ovat 0,32 cm:stä 2,54 cm:iin. Vesi voidaan poistaa fosfaattiliemistä myös käyttämällä esimerkkien III ja V suodatinlevyä.

Esimerkki V

Paperitehtaan lietteistä ja biomassa/alkoholituotannon liet teistä voidaan vesi tehokkaasti poistaa käyttämällä suodatus- 72054 16 elementtiä, joka koostuu piikarbidista tai boorikarbidista, jolloin osaskoot ovat 80 % 12 "grid":in, 10 % 54 "grid":in ja 10 % 1O0 "grid":in (vastaavat keskimääräiset halkaisijat ovat 0,16 cm, 0,03 cm ja 0,01 cm). Tukielementtien osasmaisen aineen osaskoot ovat 0,32 cm:stä 2,54 cm:iin.

Esimerkki VI

Kun käytetään suodatuselementtiä alumiinioksidiosasista, joista 20 % on 16 "grid":in, 70 % 54 "grid":in ja 10 % 100 "grid":in (vastaavat osashalkaisijat 0,11 cm, 0,03 cm ja 0,01 cm) pystyy esillä olevan keksinnön mukainen suodatinlevy poistamaan veden neljää tyyppiä olevista hiililiemistä alkaen möykkyhiilestä hyvin hienoon hiileen, jossa on 70 % suspen-doituneista kiinteistä aineksista alle 60 mikronin halkaisi-jaisia.

Esimerkki VII

Aerobista lietettä, jonka kiinteäainepitoisuus on 1,8 %, käsitellään 50 ml:11a Nalco 7120 polymeeriä 5 % laimennuksena. Höytälöityneestä lietteestä poistetaan vesi esillä olevan keksinnön mukaisen suodatinlevyn päällä, jossa on hammastettuja, epäsäännöllisiä alumiinioksidiosasia, joista 45 % on 16 "grid":in, 45 % 54 "grid":in ja 10 % 100 "grid":in (vastaavat keskimääräiset halkaisijat ovat 0,11 cm, 0,03 cm ja 0,01 cm). Suodos on hyvin kirkas kautta koko vedenpoistoprosessin ja kuivatun lietteen kiinteäainepitoisuus on 16,3 % 24 tunnissa.

Lietteen testiarvot esimerkille VII Suodatetun lietteen tyyppi: Aerobinen Käytetty polymeerikoagulantti: 50 ml Nalco 7120 (5% laimennus)

Kulunut suodatusaika Lietteen vastaava korkeus (cm) 0 min 24,5 5 min 20,8 10 min 19,7 15 min 18,8 20 min 18,0 25 min 17,2 72054 17

Kulunut suodatusaika Lietteen vastaava korkeus _ __(cm)___ 30 min 16,5 tyhjö päälle 35 min 15,5 40 min 14,3 45 min 13,4 1 h 35 min 7,4 1 h 50 min 6,6 2 h 5,9 2 h 15 min 5,4 2 h 25 min 5,1 tyhjö pois 2 h 30 min 5,0 2 h 45 min 5,0 3 h 5,0 23 h 5,0 24 h 5,0

Kiinteäainepitoisuus O min:ssa: 1,8 % 24 h:ssa : 16,3 %.

Vertailuesimerkki VIII

Valetaan suodatinlevy, jossa on ainakin yksi tukikerros ja suodatuskerros 16 "grid":in (keskimääräinen osaskoko 0,11 cm) antrasiitista sidottuna epoksilla. Joukko tällaisia suodatin-levyjä, jotka eivät ole esillä olevan keksinnön mukaisia, asennetaan vedenpoistolaitokseen ja niitä käytetään toistuvasti veden poistamiseen lietteestä. Kuivatun lietteen poistamisesta etukuormaajilla on seurauksena suodatuselementtien yläpintojen lohkeileminen, niin että pian ilmenee paljaita kohtia. Pinnan puhdistaminen suurpaineisella vedellä myös aiheuttaa antrasiittiosasten lohkeilemista.

Vastaavissa olosuhteissa käytettynä pysyy sen sijaan esimerkin VII mukainen suodatinlevy vahingoittumattomana.

Vertailuesimerkki IX

Valetaan suodatinlevy, jossa on ainakin yksi tukikerros ja suodatuskerros, joka koostuu pelkästään 16 "grid":in alumiini- is 72054 oksidiosasista (keskimääräinen osashalkaisija 0,11 cm) sidottuna epoksilla. Joukko tällaisia levyjä, jotka eivät ole esillä olevan keksinnön mukaisia asennetaan vedenpoistolaitok-seen ja käytetään toistuvasti veden poistamiseen lietteestä. Kuivatun lietteen poistamisesta etukuormaajalla on seurauksena suodatuselementtien yläpintojen lohkeileminen, niin että nopeasti ilmaantuu paljaita kohtia. Näiden yläpintojen puhdistaminen suurpaineisella vedellä myös aiheuttaa alumiini-oksidiosasten irtilohkeilemista.

Vastaavissa käyttöolosuhteissa pysyy esimerkin VII mukainen suodatinlevy vahingoittumattomana.

Seuraavat esimerkit kuvaavat esillä olevan keksinnön mukaisten suodatinlevyjen rakenteellista lujuutta.

Esimerkki X

Testit esillä olevan keksinnön mukaisella jäykällä suodatin-levyllä, jonka mitat olivat 121,92 cm kertaa 60,96 cm kertaa 5,08 cm ilman lujitevälineitä taivutustyyppisellä testillä reak-tiolohkoilla 25 cm keskustasta ja pintakuormituslohkolla keskivälissä reaktiolohkoja osoittivat, että suodatinlevy pystyy kestämään 1361 kg:n taivutusrasituksen ennen murtumista. Tukielementin ollessa lujitettu suoritettiin testit 121,92 cm kertaa 60,96 cm kertaa 5,08 cm suuruisella suodatinlevyllä, jonka lujituseliminä oli 1,27 cm:n terässauvat tai 15,24 cm kertaa 15,24 cm teräsverkko, osoittivat lujuutta 1996-6759 kg ennen murtumista. Lisäksi testit, jotka suoritettiin 19,05 cm:n halkaisijaisilla pyöreillä lujittamattoman suodatinlevyn 2 osilla osoittivat puristuslujuutta 116,7-215,96 kg/cm .

On myös osoitettu keksinnön mukaisten jäykkien suodatinlevyjen tyydyttävä yhtenäisyys talvi-ilmastoissa ja levyjen laajenemis-kutistumis-kertoimien yhteensopivuus muiden rakennusmateriaalien, kuten betonin, lasin, teräksen, lasikuidun kanssa.

Claims (14)

19 72054

1. Jäykkä suodatinlevy (1) veden poistamiseksi lietteestä, johon levyyn kuuluu ainakin ensimmäinen kerros (2) ja toinen kerros (3), ensimmäisen kerroksen (2) muodostaessa laakean suodatuselementin, joka olennaisesti koostuu epäsäännöllisistä osasista (4) ja toisen kerroksen (3) muodostaessa osas-maisesta aineesta koostuvan tuen ensimmäistä kerrosta (2) varten, tunnett u siitä, että ensimmäisen kerroksen osaset (4) ovat materiaalia tai materiaaleja, joiden kovuus Moh-asteikossa on vähintään 7 ja jotka on sidottu yhteen lii-masideaineella (18), että suurin osa osasista (4) on ainakin kahta kokoa, joiden keskihalkaisija on olennaisesti alueella 0,01-0,23 cm, että toisen kerroksen (3) osaset (5) ovat suurempia kuin suurimmat ensimmäisen kerroksen (2) osaset ja toisen kerroksen (3) osaset (5) on sidottu yhteen ja ensimmäisen kerroksen (2) alapintaan (19) liimasideaineella (18).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen levy, tunnettu siitä, että ensimmäisen kerroksen (2) epäsäännölliset osaset (4) ovat yhtä tai useampaa seuraavista aineista: alumiini-oksidi, korundi, smirkeli, granaatti, piikarbidi, boorikar-bidi ja valmistetut kiteiset alumiinioksidituotteet.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen levy, tunnet-t u siitä, että epäsäännöllisiin osasiin (4) kuuluu vähintään kolmea eri kokoa olevia osasia.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen levy, tunnettu siitä, että ensimmäisen kerroksen (2) paksuus on olennaisesti alueella 0,32-5,08 cm.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen levy, tunnettu siitä, että toisen kerroksen (3) paksuus on olennaisesti alueella 0,64-9,53 cm. 2» 720 5 4

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen levy, tunnettu siitä, että toisen kerroksen (3) osasten (5) halkaisijat ovat alueella 0,32-3,81 cm.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen levy, tunnettu siitä, että toinen kerros (3) on lujitettu lujitusvälineillä (16).

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen levy, tunnettu siitä, että liimasideaineena on seos mata-laviskoottisesta epoksista ja kovettimesta.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen levy, tunnettu siitä, että liimasideaineen (18) paino-suhde osasiin (4) ensimmäisessä kerroksessa (2) on olennaisesti välillä 1:8-1:20 ja liimasideaineen (18) painosuhde osasiin (5) toisessa kerroksessa (3) on olennaisesti välillä 1:6-1:15.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen levy, tunnettu siitä, että osaset (4) on järjestetty siten, että niiden keskimääräinen koko kasvaa ensimmäisen kerroksen (2) paljaasta tiiviistä yläpinnasta (15) kohti tämän kerroksen alapintaa (19).

11. Menetelmä jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukaisen jäykän suodatinlevyn valmistamiseksi veden poistamiseksi lietteestä, tunnettu siitä, että valmistusmenetelmään kuuluu: (a) sekoitetaan liimasideaine (18) inerttisiin osasiin (5), joiden halkaisija on suurempi kuin 0,23 cm, tuki-elementtiseoksen muodostamiseksi; (b) viedään tukielementti-seosta ennaltamäärätyltä syvyydeltä suodatinlevymuottiin; (c) sullotaan tukielementtiseos muotissa; (d) sekoitetaan liimasideaine (18) epäsäännöllisiin osasiin (4), jotka ovat ainakin kahta kokoa alueella olennaisesti 0,01-0,23 cm, jolloin osaset ovat yhtä tai useampaa materiaalia, joiden kovuus Moh-asteikossa on vähintään 7, muodostamaan suodatuselementti- 21 72054 seos; (e) viedään suodatuselementtiseos suodatinlevymuottiin sullotun tukielementtiseoksen päälle, (f) tasoitetaan suoda-tuselementtiseoksen yläpinta tasoittamisvälineillä; (g) sullotaan suodatuselementtiseos muotissa; ja (h) kovetetaan tuloksena oleva suodatinlevy.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että sekoitetaan matalaviskoottinen epoksihartsi kovettimen kanssa muodostamaan vaiheissa (a) ja (d) käytetty liimasideaine.

13. Patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suodatuselementtiseoksen epäsäännölliset osaset (4) ovat alumiinioksidia.

14. Jonkin patenttivaatimuksista 11-13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että viedään osa tukielementtiseok-sesta suodatinlevymuottiin, viedään lujitusvälineet tämän osan päälle ja sitten viedään loput tukielementtiseoksesta lujitusvälineiden päälle. 22 7 2 0 5 4