HU196042B - Eljárás víz kezelésére, továbbá levegőztető-gáztalanító berendezés, zárt gyorsszűrő és injektáló berendezés - Google Patents

Abstract

Az eljárás során a kezelendő víz által alkotott külső víztérben (33) zárt kezelőteret (30) helyezünk el, melybe a vizet a hidrosztatikus nyomás felhasználásával vezetjük be, célszerűen a levegővel együtt. A kezelőtérben (30) a vizet porlasztjuk és csörgedeztetjük. A kivált gázt és a fölös levegőt a légtérbe kivezetjük, A gáztalanított, levegőztetett vizet a kezelőtérből (30) szivattyúval elvezetjük, és adott esetben kiegészítő kezelésnek, például gyorsszűrésnek vetjük alá. A levegőztető-gáztalanító berendezésnek zárt kezelőteret (30) körülvevő, külső víznyomásnak ellenálló háza (6), a vizet porlasztva bevezető és légjárattal (32) összeköttetésben álló fúvókái (11), csörgedeztető elemei, és a gáznemű anyagokat a légtérbe kivezető szervei vannak, a kezelőtér (30) alján pedig szivattyú szívónyílása (29) van elhelyezve a kezelt víz elvezetésére. A zárt gyorsszűrő domború alsó és felső edényfenékkel rendelkező edényében szűrőréteg (38) foglal helyet, a szűrőgyertyákat (40) pedig az alsó edényfenékből kiemelkedő szűrőfej (39) hordozza, ami szűrlet elvezető csőhöz (45) csatlakoztatható. Az injektáló berendezéssel gáznemű vagy folyékony anyag juttatható nyomócsőben (49) áramló folyadékba. A berendezésnek a nyomóesőbeli (49) nyomás helyi lecsökkentésére szolgáló reduktora (48) van, ami lövőkét (50), ezt körülvevő nyelőteret (51), keverőteret (52), és diffuzort (54) tartalmaz, a lövőké (50) és a keverőtér (52) tengelyében folytonos vezetőelem (55) van rögzítve, a berendezésnek továbbá vivőközeggel működtetett, a gáznemű vagy folyékony anyagot beszívó és a vivőközeggel együtt a reduktor (48) nyelőterébe (51) továbbító sugárszivattyúja (47) van.

Description

A találmány tárgya eljárás víz kezelésére, melynek során a vizet levegővel érintkeztetjiik oly módon, hogy a vizet és a levegőt zárt kezelőtérbe vezetjük, a vizet finom cseppekre bontjuk és/vagy csörgedeztető elemek felhasználásával lefelé csörgedez tétjük, a kivált gáz(oka)t és/vagy a vízzel érintkezőbe hozott levegő legalább egy részét a kezelőtérből a szabad légtérbe kivezetjük, a vizet pedig a levegővel való érintkeztetés után a kezelőtérből elvezetjük, és adott esetben kiegészítő kezelésnek vetjük alá.

Az eljárás különösen előnyösen alkalmazható mélyfúrású kutak vizének metángáztól való mentesí tésére és vastalanítására. Általában előnyösen használ ható számos olyan esetben, amikor megoldandó a víz nek levegővel való intenzív érintkeztetése gázkidzés sel, oxigéntartom növelésével összefüggésben. (Savta tanítás, vastalanítás, mangántalanítás, íz- és szag javí tás stb.) A kezelendő víz nemcsak kutak, hanem pél dául tározók stb. vize is lehet.

A találmány továbbá berendezés víznek levegővel való érintke/tetésére és adott esetben gáztalanítására, amely berendezésnek házzal körülvett zárt kezelőtere, a vizet a kezelőtérbe finom cseppekre bontva bevezető szerkezete(i), továbbá a levegő bevezetésére, a gáznemű anyagoknak a légtérbe való kivezetésére, valamint a víz elvezetésére szolgáló szervei vannak, és a kezelőtérben előnyösen csörgedeztető elemek helyezkednek el.

A berendezés előnyösen alkalmazható a találmány szerinti eljárás foganatosításához, különösen mélyfúrású kutakban történő elhelyezéssel.

További tárgya a találmánynak az eljárás foganatosításához ugyancsak előnyösen alkalmazható zárt gyorssz.űrő, amelynek domború alsó és felső edényfenékkel rendelkező edénye, egy vagy több szűrőrétege, valamint előnyösen fémrétege van, továbbá szűrőgyertyákkal és a sz.űrőtyergyákat hordozó szerkezettel rendelkezik. Végül a találmány tárgya egy injektáló berendezés is gáznemű vagy folyékony anyagnak nyomócsőbe áramló folyadékba való juttatására, amelynek a gáznemű vagy folyékony anyagot beszívó sugárszivattyúja, valamint ahhoz - célszerűen bekötő csövön át — csatlakoztatott, a gáznemű vagy folyékony anyagot a vivőközeggel együtt a nyomócsőbe bejuttató szerve van.

Ez a berendezés a találmány szerinti eljárásban oxidáló levegő bejuttatására használható előnyösen, de a vízkezelésen kívül még számos technikai területen alkalmazható.

A gáztalanítás gyakori feladata a vízkezelésnek. Az, alföldi mélyfúrású kutak vizéből például a robbanásveszélyes metánt kell kiűzni, máshol pedig az agresszív szénsav eltávolítására van szükség. A mechanikai gáztalanítási eljárások lényege az, hogy a vizet finom cseppekre bontják és gondoskodnak a megújuló nagy vízfelület és a levegő közötti állandó érintkezésről. Ezáltal a víz és a levegő között gázátadás jön létre, a gáztartalmú levegőt pedig a szabad légtérbe vezetik.

A gáztalanításon kívül más víztechnológiai műveletek is igényelhetik a levegőztetést. Ezen műveletek szükségessége vagy önállóan jelentkezik, vagy - gyakran - a gáztalanítás igényével együtt. Ilyen például a vastalanítás cs mangántalanítás, amikor a levegőztetés célja a vas- és tnangánpelyhek kicsapatását előkészítő oxidáció. l eiszíni vizek tisztításakor leggyakrabban a víz oldott oxigéntartalmának növelése, a víz szagának és ízének javítása érdekében végeznek levegőztetést, az esetleges agresszív széndioxid eltávolításán kívül.

A levegőztetés - gázeltávolítás gyakorlati megvalósítása többféle lehet. Ismert módszerek - egyebek között — a légbefúvás, a csörgedeztetés, a permetezés és a fúvókás porlasztás.

Légbefúvásos gáztalanítási eljárást és berendezést ismertet például a 1 81.593 lajstromszámú magyar szabadalmi leírás. A megoldás annyiban mutat hasonlóságot találmányunkhoz, hogy mélyfúrású csőkutaknál alkalmazható. ‘

Fúvókás porlasztás és csörgedeztetés kombinációjával történő levegőztetés és gáztalanítás ismerhető meg Benedek-Valló: Víztisztítás-szennyvíztisztítás zsebkönyv (MK, Budapest, 1976, a továbbiakban: Zsebkönyv) 2976. oldali ábrájáról. Az ábra vasbeton építményt mutat be, fölfelé prolasztó fúvókákkal, eltolt helyzetű csörgedeztető tálcákkal, alsó légbevezető nyílásokkal és felső légelszívással, valamint feltehetőleg gravitációs vízelvezetéssel.

A légbefúvással működő berendezések még a legkedvezőbb kialakítás melleit is alacsony hatásfokúak a gázkitűzés szempontjából. Az állandó kompresszorüzemmel együtt járó költségeken és egyéb hátrányokon kívül a feleslegben bevitt nagy levegömennyiség a fertőzés veszélyét is magában rejti. Az utóbbi megállapítás azoknál az ismert megoldásoknál, ahol a levegőszükségletet kompresszor útján elégítik ki, általánosságban is érvényes.

A Zsebkönyvből idézett megoldás költséges építményt feltételez. Hátránya, hogy a kútból kiszivatytyúzott vizet a gáztalanítás után újabb szivattyúzással kell tovább szállítani. Ezek az észrevételek ugyancsak általános érvényűek a legtöbb felszíni telepítésű levegőztető-gáztalanító berendezéssel kapcsolatban. A hivatkozott megoldást egyébként a ventilátor beszerzési és üzemi költsége is terheli.

A víz vas- és mangántartalmának a hatóságilag előírt határérték alá csökkentése érdekében a vízben oldott két vegyértékűvasat és mangánt a levegő oxigénjének hozzáadásával oxidálják, amelynek nyomán pelyhes csapadék képződik. A csapadéknak a vízből való eltávolítására általában szűrést alkalmaznak. Nagyobb mennyiségű mangán esetén ún. bedolgozott kvarc szűrőréteget használnak. A szűrőszemcsék felületére felvitt barnakő-réteg a korábban be fii vott levegő oxigénjével együttesen oxidálja a mangán (Π) ionokat. Külön meg kell említeni az ún. száraz szűrési (Fermasicc) eljárást, amelynél a szűrést zárt, de vízzel el nem árasztott szűrőben végzik. A vizet és a levegőt felülről juttatják a homoktöltet tetejére, és a szűrőréteg pórusaiban megy végbe a vas. illetve a mangán oxidációja. A módszer ismertetése a Zsebkönyv 386. oldalán, illetve a 156.245 lajstromszámú magyar szabadalom leírásában található.

A vas- és mangánpelyltek a vízből való elkülönítésére, de sok más szűrési feladat megoldására is alkalmasak a zárt gyorsszűrők, amelyeknek különböző típusait a Zsebkönyv a 147-151. és 158-163. oldalakon mutatja be. Az ismert megoldásoknak közös jellegzetessége, hogy a szűrőréteg és az esetleges támréteg alatt sík szűrőlap van elhelyezve, ami a szűrőgyertyákat is hordozza. A szűrlet a sík szörőlap alatti térben gyűlik össze, ahonnan levezetik. Az ilyen kialakítás egyrészt jelentősen növeli a szűrő teljes ellenállását a szűrőrétegre számított ellenálláshoz képest,, másrészt a nagy terhelésnek kitett vízszintes szűrőlap statikai méretezési konzekvenciái is kedvezőtlenek.

A levegőn kívül más gáznemű, vagy folyékony anyagok bevitelére is szükség van a különböző célú vízkezelő eljárások során (klórgáz, folyékony oxidálószerek, savak, lúgok, derítőszeroldatok stb.). Ezeknek az anyagoknak, és a már sokszor említett levegőnek a csővezetékben, nyomás alatt áramló folyadékba, például a kezelendő vízbe való bejuttatása megoldott Ugyan, de az ismert megoldások problémákkal terhesek.

Kompresszor alkalmazása esetén a levegőt a nyomócső Venturi-rendszerű részében keverik be. A módszer energiaigénye eleve jelentős, ráadásul a bevitt levegő mennyiségének pontos mérésére nincs lehetőség. Emiatt túlzott légfelesleggel kényszerülnek üzemelni, aminek külön hátrányairól már szót ejtettünk. (Zsebkönyv, 382 oldal)

Ismert az a módszer, amikor gázt (főleg levegőt) vagy folyadékot folyadéksugár-szivattyú segítségéve] kevernek csőben áramló folyadékba. Ilyen megoldásokat mutat be például Varga: Hidraulikus és pneumatikus gépek kézikönyv (MK, Budapest, 1974)a III.3.3 fejezetben, illetve a III.3-18. ábrán. A levegőnek (vagy más gáznak, illetve folyadéknak) kezelendő folyadékot szállító nyomócsőbe történő közvetlen beszívása azonban a hatásfok, illetve az üzem szempontjából kedvezőtlen. Megemlítendő viszont az az eljárás, amikor a kiórgázt víz, mint vivőközeg segítségéveljuttatják be, mikoris a kezelendő víznél nagyobb nyomású vivőközegbe vízsugárszivattyúval keverik be a klórgázt, és a klóros vizet nyomják a nyomócsőben áramló kezelendő vízbe. Ennek a módszernek is nagy a fajlagos energiaigénye, így például nagy mennyiségű levegő bejuttatására — mivel sok tiszta víz és annak energiatartalma veszne kárba, a kezelő műtárgy terhelése pedig nőne — előnytelen lenne használni. (Zyebkönyv, IH.3.6-5. ábra)

A fentiek szem előtt tartásával találmányunk elé a következő célokat tűztük ki.

Az eljárás vonatkozásában olyan megoldást kerestünk, ami alkalmas a víz gázmentesítésére és levegőztetésére, különös tekintettel a gáztalanítást követő vastalanítás és mangántalanítás levegőigényére, mindezt pedig kompresszor nélkül, a bevitt levegőmennyiség mérésének biztosításával és a gázmentesítés előtti szivattyúzási lépcső kiküszöbölésével, egyszersmind szükségtelenné téve költséges felszíni gáztalanító műtárgy kiépítését.

A berendezéssel szemben azt az igényt támasztottuk, hogy alacsony létesítési- és üzemköltség mellett tegye lehetővé a víz gáztartalmának az előírt határérték alá csökkentését és/vagy hatékony levegőbevitelt biztosítson a víz kiegészítő kezeléséhez, például vastalanításához, ne foglaljon el helyet a felszínen, ne igényeljen műtárgyépítési munkát és ne legyen szükséges mesterséges energiaforrásra sem a víz felületnöveléséhez, se a levegő bejuttatásához, csupán a kezelt víz továbbításához.

A zárt gyorsszűrő tekintetében célunk a szűrőellenállás csökkentése, a kisebb acélszerkezeti súly, valamint az egyszerű szerelhetőség és felújíthatóság biztosítása volt.

Az injektáló berendezést folyadék- és gázbevitelre egyaránt jól alkalmazható berendezésként kívántuk kialakítani, különös tekintettel nagy mennyiségű levegőnek nyomás alatt áramló vízbe történő bejuttatására, energia- és víztakarékos módon, mérhető mennyiségbe.

A kitűzött célok megvalósítása érdekében a bevezetőben körülírt tárgykörű megoldásokat az alábbi intézkedésekkel fejlesztettük tovább:

A víz kezelése során úgy járunk el a találmány értelmében, hogy a kezelöteret legalább részben a kezelendő víz által alkotott külső víztérben helyezzük el, a kezelendő víznek a külső víztérből a kezelőtérbe való bevezetését a kezelendő víz hidrosztatikus nyomásának felhasználásával végezzük, és a kezelőiéiből az összegyűjtött vizet szivattyú, előnyösen búvárszivattyú segítségével vezetjük el. A levegőt a kezelőtérbe előnyösen a kezelendő vízzel együtt vezetjük, mikoris -a levegő hozzávezetését a légtérből légjáraton át a vízáram szívóhatásának felhasználásával végezzük.

A berendezés víznek levegővel való érintkeztetésére és adott esetben gáztalanitására azzal jellemezhető a találmány szerinti, hogy a ház külső víznyomásnak ellenállóan van kialakítva, a berendezés a víznek a kezelőtérbe való bevezetésére — célszerűen több — fúvókával rendelkezik, amelyek légjárattal vannak összeköttetésben, a kezelőtér alsó részében pedig szivattyú szívócsövének, vagy - előnyösen - búvárszivattyúnak a szívónyílása van elhelyezve.

A találmány szerinti zárt gyorsszűrő úgy van kialakítva, hogy a szűrőgyertyákat hordozó szerkezet az alsó edényfenékből kiemelkedő, szűrlet elvezető csőhöz csatlakoztatható szűrőfej.

Végül a találmány tárgyát képező injektáló berendezést az jellemzi, hogy a bejuttató szerv a nyomócsőben áramló folyadék nyomásának helyi lecsökkentésére szolgáló reduktor, amelynek a nyomócsőhöz csatlakoztatandó lövőkéje, valamint - előnyösen koaxiális - egymás folytatásába eső terei, nevezetesen a lövőkét körülvevő és a sugárszivattyúval közlekedő nyelőtere, keverőtere, továbbá — előnyösen nyomócsonk közbejöttével — a nyomócső folytatásához csatlakoztatandó diffuzora van, mimellett a lövőkének és a keverőtérnek legalább egy részében — de célszerűen ezeken is túlnyúlóan — egy, az áramlási keresztmetszetet gyűrűszerűvé szűkítő vezetőelem van rögzítetten elrendezve.

A továbbiakban példákon, rajzok segítségével mutatjuk be a találmányt, ahol az

1. ábra az eljárást szemléltető, egyszersmind a találmány szerinti berendezéseket feltüntető technológiai hossz-szelvény, a

2. ábra a levegőztető-gáztalanító berendezés függőleges metszete, a

3., 4. és 5. ábra rendre a 2. ábra A-A, B-B és C-C metszete, végül a

6. ábra injektáló berendezés gáznemű vagy folyékony anyagnak nyomócsőben áramló folyadékba való bejuttatására, hosszmetszetben.

A 2—5. ábrán feltüntetett kiviteli alaknál a 3 levegőztető - gáztalanító berendezés 1 fúrt kútban van elhelyezve úgy, hogy a 9 tetőrész a 21 üzemi vízszint alatt van. Ennek megfelelően a berendezés 6 háza a 33 külső víztér nyomásának ellenállóan van kialakítva. A 6 ház zárt 30 kezelöteret vesz körül, oldalfala hengerpalást alakú. A víz elvezetésére - jelen esetben a kútból való kitermelésére - a 4 termelőcső szolgál, amelyre nézve a 6 ház koaxiális helyzetű.

A 4 termelőcső végére 5 búvárszivattyú van szerelve, ez tartja a 6 házat, olyan elrendezéssel, hogy 29 szívónyílása tömített módon a 6 házon belülre esik és a 30 kezelőtér alsó részében foglal helyet. (Természetesen külszíni szivattyú szívócsövének szívónyílása is kerülhetne a helyére.) A vázolt kiviteli alaknál az 5 búvárszivattyú 22 motorja a 33 külső víztérben marad. Búvárszivattyúról lévén szó, a 4 termelőcső egyúttal 49 nyomócső.

A 4 termelőcsövet a nála nagyobb átmérőjű 7 gázgyűjtő cső fogja körül, ami az búvárszivattyú felőli végén tömítetten van lezárva. A 7 gázgyűjtő cső falán 8 perforációk vannak. A 6 ház 9 tetőrészén áthaladva, a 7 gázgyűjtő cső lezárással végződik. Felső szakaszán csatlakozik belé a 10 gázkivezető cső, ami a légtérbe van kivezetve.

A 3 levegőztetó'-gáztalanító berendezés a víznek a 30' kezelőtcrbe való bevezetésére példánkban négy darab 11 fúvókával rendelkezik. Ezek a 11 fúvókák a 6 ház 9 tetőrészén vannak elhelyezve, a 9 tetőrészen átmenő furatokban,

A 11 fúvókák 32 légjárattal vannak összeköttetésben. A 2. ábra szerinti kiviteli alaknál a 32 légjáratnak a légtérbe nyíló 17 légzőcsöve, gyűrű alakú 16 elosztócsöve és abból kiágazó 15 hajlított csövei vannak. A 15 hajlított csövek mindegyike egy-egy 12 légkamrába torkollik. A 1 2 légkamra gyűrű alakban övezi a 11 fúvókát, és annak 14 szűkületével 13 furatokon keresztül áll összeköttetésben.

A 30 kezelőtérben egymás alatti tálcapárok formájában csörgedcztető elemek kerültek elhelyezésre. Az egyes tálcapárok felső tagja 18 kúpos tálcaként van kialakítva. Az elnevezés arra utal, hogy a 18 kúpos tálca a 7 gázgyűjtő cső falához illeszkedik, és annak 8 perforációját ernyősz.erűen fedi. Szélén a 6 ház oldalfalához rés közbejöttével csatlakozik. A tálcapárok alsó tagja a 7 gázgyűjtő cső falához és a 6 ház oldalfalához egyaránt illeszkedő 19 perforált tálca, ami a 18 kúpos tálca alatt végződő, annak ernyőszerű kúpos részéhez nyíló 26 gázátáramló csövet tartalmaz. A 19 perforált tálca ezenfelül a vízborítását korlátozó 27 átbukó csővel is rendelkezik, amely 28 vízszóró testtel van ellátva.

A 11 fúvóka nyílásába 24 lépcsőzetes tűszelep nyúlik be, ami 25 tolórúdon keresztül 23 úszóbójához van kapcsolva.

A 17 légzőcsőre egy 31 légkompresszor is rá van csatlakoztatva, bár arra rendes körülmények között szükség nincs, hiszen a találmány egyik célja éppen a kompresszorüzem kiküszöbölése.

A 3 levegőztető-gáztalanító berendezés működése a következő:

Állandósult üzemben az 5 búvárszivattyú ugyanannyi vizet szállít ki a 4 termelőcsövön, amennyi a 33 külső víztérből a 11 fúvókán át a 30 kezelőtérbe beomlik. Ekkor a 20 kezelőtér-víszint egy előre meghatározott magasságban van, mégpedig a legalsó 19 perforált tálca alatt, mimellctt az 1 fúrt kút 2 nyugalmi vízszintje a 21 üzemi vízszintre szállt le. A 11 fúvókák fölött meghatározott — például két méteres — vízborítás van, a kezelendő víznek a 33 külső víztérből a 30 kezelőtérbe való bevezetését tehát a kezelendő víz hidrosztatikus nyomásának felhasználásával végezzük.

A levegőt a 30 kezelőtérbe a kezelendő vízzel együtt vezetjük, mikoris a levegő hozzá vezetését a légtérből a 32 légjáraton át a vízáram szívóhatása biztosítja. Példánk esetében ez azt jelenti, hogy a 11 fúvókán átáramló víz a 13 légbeömlő furatokon át levegőt ragad el a 12 légkamrából, és a levegő a szívóhatás révén a 15 hajlított csövön, aló elosztócsövön és a 17 légcsövön keresztül a légtérből folyamatosan pótlódik. A levegővel kevert víz a 11 fúvókából porlasztva, finom permet formájában lép ki á 30 kezelőtérbe. Ilyen módon a levegő felületen és igen intenzíven érintkezik a vízzel. A technológiai célnak megfelelően a kiűzendő gáz(ok) - például metán, széndioxid — a vízből a levegőbe lépnek át, és a 8 perforációkon át a 7 gázgyűjtő csőbe, onnan pedig a 10 gázkivezető csövön át a légtérbe távoznak a fölös levegővel együtt, de biztosítható ilyen módon a vastalanításhoz, mangántalanításhoz szükséges oxidáló levegőnek a vízbe való bevitele, a víz oldott oxigéntartalmának növelése is.

A víz-levegő keveréknek a 11 fúvókákon át a 30 kezelőtérbe való együttes be porlasztását a berendezés előnyös kiviteli alakjánál a 2- 5. ábra is ilyet szemléltet ~ csörgedeztetéssel kombináljuk. A csörgedezhető elemek hatására további intenzív érintkeztetés valósul meg a víz és a levegő között, és folytatódik a gázkiválás, illetve az oxidáló levegő felvétele. A csörgedezhető tálcapárok számát és ezzel a 3 levegőztető-gáztalanító berendezés 6 házának magasságát az adottságoknak és a feladatnak megfelelően kell meghatározni, nagyobb gáztartalom esetén például több tálcapárt kell alkalmazni.

A működtetés során a 11 fúvókákból kilépő vízpermet nekiütközik a legfelső 18 kúpos tálcának, annak felhajló külső peremén átbukik, és a 6 ház oldalfala mentén lévő résen át a 19 perforált tálcára hull. A víznek a 19 perforált tálca apró lyukain való átkényszerítése újabb felületnövelő hatást eredményez. A zuhanyhatás fokozását szolgálja a 27 átbukó cső, amely meghatározott üzemi vízmagasságot tart fenn a 19 perforált tálcán. A 27 átbukó cső alján elhelyezett 28 vízszóró test az ott átfolyó víz cseppekre bontásáról gondokodik. A vízből kiváló gáz és a fölös le-. vegö a 8 perforáción átjut a 7 gázgyűjtő csőbe. A 19 perforált tálca alatti térrészből a gáz a 26 gázátáramló csövön keresztül juthat el a 8 perforációhoz. A 18 kúpos tálca mintegy ernyőt képez mind a 8 perforáció, mind pedig a 26 gázátáramló cső felső nyílása fölött, így megakadályozza, hogy a felszálló gáz a lefelé mozgó vízzel keveredjék. (A tálcák hatása a vízmozgás szempontjából tulajdonképpen a csörgedeztetés és a permeteztetés kombinációja, mi az egyszerűség kedvéért mindenhol a csörgedeztetés kifejezést használjuk.)

Az elmondottak értelemszerűen a további tálcapárokra nézve is érvényesek. A legalsó 19 perforált tálcán átjutó a 30 kezelőtér alsó részében gyűlik össze, ahol az 5 búvárszivattyú a 29 szívónyíláson beszívja, és a 4 termelőcsövön át a felszínre nyomja.

A 2. ábrán egyes nyíllal a víz, kettős nyíllal a gáz, hármas nyíllal a levegő útját jeleztük.

Üzemen kívül a 30 kezelőteret teljes egészében víz tölti ki. Ahhoz, hogy kialakuljon az előre meghatározott — a legalsó 19 perforált tálca alatt maradó - 20 kezelőtér-vízszint, az indítást követően több vizet kell az 5 búvárszivattyúval a 4 termelőcsövön át a 30 kezelőtérből kiszállítani, mint amennyi a 11 fúvókákon át a 33 külső víztérből a 30 kezelötérbe beömlik. Ez szakember számára megoldható feladat, de a megoldás nehézkes, ha nincs automatizálva.

Hasonló problémát jelent az is, ha üzem közben áll elő olyan helyzet, amikor a 11 fúvókák nyelőképessége meghaladja az 5 búvárszivattyú vízszállító képességet, és a 20 kezelőtér-víszint megemelkedik. Egy vagy több perforált tálca elöntése ugyanis lerontja a 3 levegőztető-gáztalanító berendezés hatásfokát, a beömlő-kiömlő vízhozam egyensúlyának tartós felborulása esetén pedig a vízzel való feltöltődés miatt az egész berendezés működésképtenné válhat.

E problémáknak előnyös megoldását jelenti a 20 kezelőtér-vízszinttel vezérelt szelep - példánkban 24 lépcsőzetes tűszelep- ami a fúvóka keresztmetszetét szabályozza automatikusan, minthogy a 23 úszóbója lefelé vagy felfelé mozgatja a 20 kezelőtér-vízszint mindenkori állásának megfelelően. Ha a szelep teljes zárására is alkalmas, és ha minden 11 fúvókához rendelünk ilyen szelepet, akkor a 30 kezelőtér üzemen kívül sem telik meg vízzel.

Az 1. ábrán technológiai folyamatként követhető nyomon a találmány szerinti eljárásnak egy olyan foganatosítási módja, amikor kiegészítő kezelésként gyorsszűrést és másodlagos gáztalanítást végzünk. A feladat mélyfúrású kút vizének metángáztól való mentesítése, továbbá vastalanítása és mangántalanítása.

Az elsődleges gáztalanítást, valamint a-vastalanításhoz szükséges oxidáló levegő bevitelét az 1 fúrt kútban elhelyezett 3 levegőztető-gáztalanító berendezés segítségével valósítjuk meg. A metángáz és a fölös levegő a 10 gázkivezető csövön át a szabadba távozik. A levegőztetett és gáztalanított vizet az 5 búvárszivattyú a 49 nyomócsővel megegyező 4 termelőcsövön át szállítja a 36 zárt gyorsszűrőbe.

A vastalanításhoz szükséges oxidáló levegő bevitelének határt szab az 5 búvárszivattyú szállítóképessége. Befolyásolja továbbá a bevihető levegő mennyiségét az 1 fúrt kút vizének gáztartalma is. Ezért példánkban -magas gáz-és vastartalmat feltételezve - a vastalanítás és mangántalanítás céljából alkalmazott gyorsszűrést megelőzően pótlólagos levegő mennyiséget juttatunk a vízbe, az 58 injektáló berendezés révén. Az 58 injektáló uralkodó P_t szivattyúnyomást helyileg PV₂ redukált nyomásra csökkentjük, és a PV₂ redukált nyomású helyen az ugyancsak az 58 injektáló berendezés részét képező 47 sugárszivattyűból levegőt szállító vízáramot juttatunk a 49 nyomócsőbe. A 47 sugárszivattyúhoz vivőközegként tisztított, P₃ hálózati nyomású vizet használunk. Ez utóbbinak a vezetékét csak egy csőcsonk jelzi az 1. ábrán.

A kezelőlevegő útja példánkban a következő. Mind a 3 levegőztető-gáztalanító berendezés, mind pedig a 47 sugárszivattyú levegőbemenetén üzem közben folyamatos szívóhatás érvényesül, vagyis PV_t vákuum hat a 17 légzőcsőre. A szívás hatására a levegő az 57 légszűrőn át belép a 17 lépzőcsőbe, és áthalad a 44 levegőmennyiségmérő órán. A mérés megteremti az igény szerint szabályozott levegőbevitel lehetőségét. A 44 levegőmennyiségmérő óra után a 17 légzőcső kettéágazik, a 3 levegőztető-gáztalanító berendezés és a 47 sugárszivattyú irányába. A kezelőlevegő menynyiségét mindkét helyen szabályozhatjuk.

A pótlólagos levegőmennyiség bevitele után a víz a 49 nyomócsövön át a 36 zárt gyorsszűrőbe ömlik.

Az egy vagy több 38 szűrőrétegen felülről lefelé áthaladva végbemegy a víz vastalanítása és mangántalanítása. A 36 zárt gyorsszűrőből a szűrt víz a 45 szűrlet elvezető csőbe kerül, amelyen át a 41 másodlagos gázleválasztóba jut. Ennek célja a még esetleg a vízben maradt metángáz leválasztásán kívül a víznek a szűrés műveletét követően fölöslegessé vált levegőtartalomtól való megszabadítása is. A 41 másodlagos gázleválasztóban szeparálódott gáz és levegő a 42 lefúvató szelep által szabályozott módon, a 43 gázkibocsátó csövön át a szabadba távozik. A 41 másodlagos gázleválasztóban fenntartott üzemi vízszint megegyezik a 36 gyorsszűrő vízszintjével. Az utóbbi Fermasicc rendszerben, tehát az ún. száraz szűrés elvén működő vastalanító és mangáritalanító szűrőként üzemel.

A 41 másodlagos gázleválasztóbólkifolyó, gáztalanított, vastalanított és mangántalanított víz a 46 töltővezetéken át célszerűen tárolóba kerül.

Az ugyancsak a találmány tárgyát képező 36 zárt gyorsszűrő - ami előnyösen alkalmazható a találmány szerinti vízkezelési eljárásban — szintén az 1. ábrán látható. Az ott vázolt kiviteli alaknál a 36 zárt gyorsszűrő edénye hengeres edénypalásttal rendelkezik, amit alul és felül domború edényfenék zár le.

A felső edényfenékbe csatlakozik be a szűrendő vizet szállító 49 nyomócső. A 36 zárt gyorsszűrőben 38 szűrőréteg található, ami példánkban egyrétegű,

2-3 mm szemnagyságú szűrőanyagból áll. A 38 szűrőréteg alatt az alsó edényfenékre támaszkodó 37 támréteg foglal helyet, amelynek szemcséi 3—5 mm nagyságúak.

A szűrt víz elvezetése a műanyag 40 szűrőgyertyákon keresztül történik. A 40 szűrőgyertyákat — szám szerint példáknál 200 darabot — a 39 szűrőfej hordozza. A 39 szűrőfej az alsó edényfenékből kiemelkedő, üreges, célszerűen hasáb alakú szerkezet, amelynek az oldalán és a szükségeshez képest a tetején kialakított furatokban foglalnak helyet a 40 szűrőgyertyák. A 39 szűrőfej az alján levő csőcsonk útján a 45 szűrlet elvezető csőhöz csatlakoztatható és kintről kivehető módon, oldható kötéssel van az alsó edényfenékhez rögzítve.

Az 1. ábrán vázlatosan feltüntetett 58 injektáló berendezést a 6. ábrán szemlélteti részletesebben. Ez is a találmány tárgyát képezi, és pontos megnevezés: injektáló berendezés gáznemű vagy folyékony anyagnak nyomócsőben áramló folyadékba való juttatására. Előnyösen alkalmazható' a találmány szerinti vízkezelési eljárásban oxidáló levegőnek a kezelendő vízbe juttatására, de használható például klórgáz, vagy folyékony vegyszer bevitelére is. Felhasználási területe természetesen nem korlátozódik a víztechnológiára.

Az 58 injektáló berendezésnek részét képezi egy 48 reduktor, ami csőcsonkok révén a 49 nyomócső megszakításába illeszthető. A 48 reduktornak a 49 nyomócsőhöz csatlakoztatandó 50 lövőkéje, valamint azzal koaxiális, egymás folytatásába eső terei vannak, nevezetesen az 50 lövőkét körülvevő 51 nyelőterei 52 keverőtere, és a 49 nyomócső folytatásához csatlakoztatandó 54 diffuzora van. A 48 reduktorban az áramlási teret gyűrűszerűvé szűkítő 55 vezetőelem van rögzítetten elrendezve. A 6. ábra szerinti kiviteli alaknál az 55 vezetőelem nemcsak az 50 lövőke és az 52 keverőtér belsejében húzódik végig azok közös tengelye mentén folyamatosan, hanem az 50 lövőkén a 49 nyomócső irányában, az 52 keverőtéren pedig az difíuzor irányában túl is nyúlik, és az utóbbi irányban kúposán kiszélesedve végződik. Az 58 injektáló berendezés másik részegysége egy 47 sugárszivattyú, ami 56 bekötő csővel csatlakozik a 48 reduktor 51 nyelőteréhez.

Példánknál a 49 nyomócsőben áramló folyadék kezelendő víz, a gáznemű anyag levegő, a 47 sugárszivattyút működtető vivőközeg pedig P₃ hálózati nyomású tisztított víz.

A fenti feltételek mellett az 58 injektáló berendezés a következőképpen ntóködik.

A 49 nyomócsőben az 58 injektáló berendezés előtt Pi szivattyúnyomás, az 58 injektáló berendezés után pedig P₂ szú'rőellenállással befolyásolt nyomás érvényesül. A 49 nyomócsőben áramló kezelendő víz az 50 lövőke végéig felgyorsul, és nyomása a kezdeti Pi szivattyúnyomásról jelentősen lecsökken. Ennek következtében az 51 nyelőtérben PV₂ redukált nyomás uralkodik, ami a 0,010,1 bar vákuumot is elérhető. Ez kedvező feltételeket biztosít ahhoz, hogy az 56 bekötő csövön át vivőközeg (tisztított víz) segítségével levegőt juttassunk a kezelendő vízbe.

A levegő beszívását a 47 sugárszivattyú valósítja meg. A tisztított hálózati nyomással érkezik a 47 sugárszivattyúhoz, majd felgyorsulva PV] vákuumot létesít annak szívóterében. A szivótérbe benyomul a levegő, majd a keverőszakaszon a tisztított vízzel keveredik. A víz-levegő keverék az 56 bekötő csövön át a 48 reduktor 51 nyelőtérbe kerül, majd^-az 52 keverőtérben történik meg a kezelendő vízzel való összekeveredése. Az immár levegővel dúsított kezelendő víz áramlása ezután lelassul, és a nyomása P₂ értékre növekszik.

A találmányhoz fűződő előnyös hatások a korábban ilyen célra alkalmazott ismert megoldásokhoz viszonyítva a következők.

Az eljárás révén már a vízkitermelés helyén végrehajtható a víznek a robbanásveszélyes, agresszív, vagy mérgező gázoktól való mentesítése, így azok nem kerülnek a vízzel a felszínre. Az eljárással egyszersmind biztosítható a víz kiegészítő kezelésének (pl. vastalanítás, mangántalanítás) levegőszükséglete. Nem alkalmazunk kompresszort, és csak egy szivattyúra van szükség a víznyerő helytől a tisztított víz tározóig, vagy a fogyasztóig, miközben például gázmentesítést, vastalanítást, mangántalanítást, csírátlanítást, oldott oxigéntartalom növelést hajtunk végre.

A levegőztető-gáztalanító berendezés létesítési költsége alacsony, sem külön helyigénye, sem műtárgyépítési igénye nincs. Hatásfoka mind a gázalanítás, mind a levegőbevitel szempontjából jó. Működtetéséhez sem légszállító gépre, sem tápszivattyúra nincs szükség, energiaigénye csupán abban mutatkozik meg, hogy a víztermelő szivattyúnak nagyobb magasságra kell dolgoznia, mint egyébként kellene. Ebből eredően üzemköltsége az ismert berendezésekhez képest igen mérsékelt.

A zárt gyorsszűrőnél a szűrőgyertyák kedvező elhelyezéséből adódóan a szűrőellenállás lényegesen csökkent, a szűrő teljesítménye a hagyományoshoz képest 20%-kal is növelhető. A szűrő visszamosatására ritkábban van szükség. A szerkezet könnyebb lehet, a szerelés egyszerűbb.

Az injektáló berendezés az eddig ismert sugárszivattyús-vivőközeges, gázt vagy folyadékot bejuttató berendezéseknél kedvezőbb paraméterekkel rendelkezik. Sem a vivőközeggel szembeni nyomásigénye, sem a vivőközeg-fogyasztása nem magas. Rendeltetési körén belül univerzálisan használható, a találmány szerint eljárásnál például egyaránt alkalmazható levegő, klórgáz és kezelőoldat bevitelére. A bejuttatott anyagmennyiségek pontosan mérhetők.

Claims (20)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Eljárás víz kezelésére, melynek során a vizet levegővel érintkeztetjük, oly módon, hogy a vizet és a levegőt zárt kezelőtérbe vezetjük, a vizet finom cseppekre bontjuk és/vagy csörgedeztetőelemek felhasználásával lefelé csörgcdeztetjük, a kivált gáz(oka)t és/vagy a vízzel érintkezésbe hozott levegő legalább egy részét a kezelőtérből a szabad légtérbe kivezetjük, a vizet pedig a levegővel való érintkeztetés után a kezelőtérből elvezetjük, és adott esetben kiegészítő kezelésnek vetjük alá, azzal jellemezv e,? hogy a kezelőteret (30) legalább részben a kezelendő víz által alkotott víztérben (33) helyezzük el, a kezelendő víznek a külső víztérből (33) a kezelőtérbe (30) való bevezetését a kezelendő viz hidrosztatikus nyomásának felhasználásával végezzük, és a kezelőtérből (30) az összegyűlt vizet szivattyú, előnyösen búvárszivatytyú (5) segítségével vezetjük el. (Elsőbbsége: 1986. IV. 22.)
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jel1 e m e z v e , hogy a levegőt a kezelőtérbe (30) a kezelendő vízzel vezetjük, mikoris a levegő hozzávezetését a légtérből légjáraton (32) át a vízáram szívóhatásának felhasználásával végezz.ük. (Elsőbbsége: 1986, IV. 22.)
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy kiegészítő kezelésként gyorsszűrést és/vagy másodlagos gáztalanítást végzünk, amely művelet(ek)et zárt rendszerben, a szivattyú, előnyösen búvárszivattyú (5) nyomásának felhasználásával hajtjuk végre. (Elsőbbsége: 1987. III, 27.)
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kezelőtérből (30) elvezetett vízbe a kiegészítő kezelés előtt pótló-’ lagos levegőmennyiséget juttatunk be. (Elsőbbsége: 1988. III. 17.)
5. 5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a pótlólagos levegőmennyiséget oly módon juttatjuk be, hogy a szivattyúhoz csatlakozó nyomócsőben (49) a nyomást helyileg lecsökkentjük és e helyen - önmagában ismert vízsugár — légszivattyúból kilépő — levegőt szállító vízáramot vezetünk a nyomócsőbe (49). (Elsőbbsége:1988.III.17.)
6. 6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a vízsugár-légszivattyúhoz vivőközegként tisztított, hálózati nyomású (P₃) vizet használunk. (Elsőbbsége: 1988. III. 17.)
7. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kezelőteret (30) kútban (1), annak üzemi vízszintje (21) alatt helyezzük el. (Elsőbbsége: 1986. IV. 22.)
8. 8. Berendezés víznek levegővel való érintkeztetésére és adott esetben gáztalanítására, amely berendezésnek házzal körülvett zárt kezelőtere, a vizet a kezelőtérbe finom cseppekre bontva bevezető szerkezete(i), továbbá a levegő bevezetésére, a gáznemű anyagoknak a légtérbe való kivezetésére, valamint a víz elevezetésé-71

   196.042 re szolgáló szervei vannak, és a kezelőtérben előnyösen csörgedeztető elemek helyezkednek el, a z z a 1 j e 11 e m e z ve , hogy a ház (6) külső víznyomásnak 5 ellcnállóan van kialakítva, a berendezés a víznek a kezelőtérbe (30) való bevezetésére - célszerűen több — fúvókával (11) rendelkezik, amely(ek) légjárattal (32) van(nak) összeköttetésben, a kezelötér (30) alsó részében pedig szivattyú szívócsövének, vagy - előnyösen - búvárszivattyúnak (5) a szívónyílása (29) van * 0 elhelyezve, (Elsőbbsége: 1986. IV. 22.)
9. 9. A 8. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a fúvóka (11) a ház (6) tetőrészén (9) átmenő furatban van kialakítva. (Elsőbbsége: 1986. ÍV. 22.) ₁₅
10. 10. A 8. vagy 9. igénypont szerinti berendezés, azzaljellemezve, hogy a gáznemű anyagoknak a légtérbe való kivezetésére szolgáló szerv legalább egy része a kezelőtérrel (30) előnyösen koaxiális, a szívónyílás (29) felőli végén tömítetten lezárt gázgyűjtő cső (7), amelynek falán perforációk (8) 20 vannak.(Elsőbbsége: 1986. IV. 22.)
11. 11. A 10. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a csörgedeztető elemek legalább egy, előnyösen több tálcapárból állnak, ahol a tálcapár - üzemi helyzetben nézve - felső tagja a gázgyűjtő cső (7) falához valamely (8) perforáció fölött 25 kúposán illeszkedő, szélén a ház (6) oldalfalához résiek) közbejöttével csatlakozó kúpos tálca (18), alsó tagja pedig a gázgyűjtő cső (7) falához és a ház (6) oldalfalához illeszkedő perforált tálca (19) mely utóbbi a kúpos tálca (18) alatt, célszerűen annak kúpos része alatt végződő gázát áramló csövet (26) tartalmaz. (El- 30 sőbbsége: 1986. IV. 22.)
12. 12. A 11. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a perforált tálca (19) a vízborítását korlátozó átbukó csővel (27) rendelkezik, amely célszerűen vízszóró testtel (28) van ellátva. (Elsőbbsége: 1986.IV. 22.) ⁰⁰
13. 13. A 8-12. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a víz elvezetésére szolgáló termelőcső (4) a gázgyűjtő csőnél (7) kisebb átmérőjű, és legalább a házon (6) belüli tartományban a gázgyűjtő csőben (7) helyezkedik el. 4η (Elsőbbsége: 1986. IV. 22.)
14. 14. A 8-13. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy á fúvóka (11) nyílásának szabályozására a berendezésnek a kezelőtér vízszint (20) által befolyásolt helyzetű úszóbójához. (23) csatlakoztatott szabályozóeleme, célsze- 45 rűcn tolórúdon (25) lévő lépcsőzetes tűszelepe (24) van. (Elsőbbsége: 1986. IV. 22.)
15. 15. A 8 14. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a légjáratnak (32) a légtérbe nyíló légzőcsöve (17), célszerűen gyűrű alakú elosztócsöve (16) és abból kiágazó hajlított csövei (15) vannak;, a halított cső — a fúvókát

    11) célszerűen gyűrű alakban övező - légkamrába

    12) torkollik, ami a fúvóka (11) szűkületével (14) légbeömlő furat(ok)on (13) keresztül áll összeköttetésben, (Elsőbbsége: 1986. IV. 22.)
16. 16. A 8-15. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve , hogy a fúrt ktftba (1) helyezhető módon és méretekkel van kialakítva, mikoris a ház (6) oldafala hengerpalást alakú. (Elsőbbsége: 1986. IV. 22.)
17. 17. Zárt gyorsszűrő, amelynek domború alsó és felső edényfenékkel rendelkező edénye, egy vagy több szűrőrétege, valamint — előnyösen — támrétege van, rendelkezik továbbá szűrőgyertyákkal és a szűrőgyergyákat hordozó szerkezettel, azzal jellemezve, hogy a szűrőgyertyákat (40) hordozó szerkezet az alsó edényfenékből kiemelkedő, szűrlet elvezető csőhöz (45) csatlakoztatható szűrőfej (39). (Elsőbbsége: 1987. III. 27.)
18. 18. A 17. igénypont szerinti zárt gyorsszűrő, a z zal jellemezve, hogy a szűrőfej (39)kintről kivehető módon, oldható kötéssel van az alsó edényfenékhez rögzítve. (Elsőbbsége: 1987. III. 27.)
19. 19. Injektáló berendezés gáznemű vagy folyékony anyagnak nyomócsőben áramló folyadékba való juttatására, amelynek a gáznemű vagy folyékony anyagot beszívó sugárszivattyúja, valamint ahhoz - célszerűen bekötő csövön át csatlakoztatott, a gáznemű vagy folyékony anyagot a vivőközeggel együtt a nyomócsőbe bejuttató szerve van, a zzal jellemezv e , hogy a bejuttató szerv a nyomócsőben (49) áramló folyadék nyomásának helyi lecsökkentésére szolgáló reduktor (48), amelynek a nyomócsőhöz (49) csatlakoztatandó lövőkéje (50), valamint - előnyösen koaxiális - egymás folytatásába eső terei, nevezetesen a lövőkét (50) körülvevő és a sugárszivatytyúval (47) közlekedő nyelőtere (51), keverőtere (52), továbbá — előnyösen nyomócsőcsonk (53) közbejöttével — a nyomócső (49) folytatásához csatlakoztatandó diffuzora (54) van, mimellett a lövőkének (50) és a keverőtérnek (52) legalább egy részében — de célszerűen ezeken is túlnyúlóan — egy, az áramlási keresztmetszetet gyűrűszerűvé szűkítő vezetőelem (55) van rögzítetten elrendezve. (Elsőbbsége: 1988.

    III. 17.)
20. 20. A 19. igénypont szerinti injektáló berendezés, azzaljellemezve, hogy a nyomócsőben (49) áramló folyadék kezelendő víz, a gáznemű anyag levegő, a vivőközeg tisztított, hálózati nyomású víz, a sugárszivattyú (47) pedig vízsugár-légszivattyú. {Elsőbbsége :1988. Hl. 17.)

    4 db rajz

    Kiadja: Országos Találmányi Hivatal