NL1005685C2

NL1005685C2 - Method and device for separating solids from water.

Info

Publication number: NL1005685C2
Application number: NL1005685A
Authority: NL
Inventors: Cornelis Hermanus Ma Veenbrink
Original assignee: Intermonde Environment Technol; Cornelis Hermanus Maria Veenbr
Priority date: 1997-04-01
Filing date: 1997-04-01
Publication date: 1998-10-14
Also published as: PL335936A1; EP0975402A1; AU6527398A; WO1998055194A1

Description

Werkwijze en inrichting voor het uit water afscheiden van vaste stof.Method and device for separating solids from water.

De uitvinding betreft een werkwijze en inrichting voor het uit water, in het bijzonder afvalwater, afscheiden van vaste stof.The invention relates to a method and device for separating solid matter from water, in particular waste water.

Aangezien met vaste stof verontreinigd afvalwa-5 ter op zeer veel plaatsen vrijkomt, bijvoorbeeld in de industrie, waaronder in het bijzonder de voedingsmiddelenindustrie en veehouderij, zijn dergelijke werkwijzen en inrichtingen algemeen bekend. Behalve voor het reinigen van afvalwaterstromen worden werkwijzen van deze 10 soort ook gebruikt voor het drogen van productstromen, zoals koolslurries.Since waste water contaminated with solid matter is released in very many places, for example in industry, including in particular the food industry and livestock farming, such methods and devices are generally known. In addition to cleaning wastewater streams, methods of this kind are also used for drying product streams, such as coal slurries.

De basis van de nieuwe werkwijze en inrichting is een inrichting zoals bekend uit de internationale octrooiaanvrage WO 96/04045, die hier in de beschrijving 15 opgenomen moet worden geacht.The basis of the new method and device is an device as known from the international patent application WO 96/04045, which is to be considered here in the description.

Deze inrichting is sterk vereenvoudigd in figuur 1 weergegeven.This device is greatly simplified in figure 1.

Deze bekende inrichting omvat een drogings- en scheidingsinrichting 1 die een afgeknot kegelvormige 20 kamer 2 omvat, waaraan lucht wordt toegevoerd via een leiding 3 die tangentiaal op een grote diameter van de kamer 2 uitmondt. De lucht wordt met behulp van een door een verbrandingsmotor 7 aangedreven luchtpomp of -compressor 6 toegevoerd.This known device comprises a drying and separating device 1 which comprises a frusto-conical chamber 2, to which air is supplied via a pipe 3 which opens tangentially to a large diameter of the chamber 2. The air is supplied by means of an air pump or compressor 6 driven by a combustion engine 7.

25 In de kamer 2 steekt een buis 4 uit, waarvan een open einde vlak nabij het gedeelte met kleine diameter van de kamer 2 ligt. De via de leiding 3 toegevoerde lucht stroomt, in figuur 1 gezien, met een toenemende werveling naar links in de kamer 2 en treedt het einde 30 van de buis 4 binnen, alwaar het een zeer sterke werveling zal vertonen.A tube 4 protrudes into the chamber 2, an open end of which is close to the small diameter portion of the chamber 2. The air supplied via the conduit 3, seen in Figure 1, flows with increasing vortex to the left into the chamber 2 and enters the end 30 of the tube 4, where it will exhibit a very strong vortex.

1005685 21005685 2

Nabij de ingang van de buis 4 steekt een toe-voerleiding 5 voor het te scheiden resp. drogen mengsel in de inrichting 1 uit. Het mengsel komt uit een voorraa-dreservoir 8 en wordt via een doseerinrichting 9 gedo-5 seerd in de leiding 5 toegevoerd.A supply line 5 protrudes near the entrance of the tube 4 for the separation or drying mixture in the device 1. The mixture comes from a stock reservoir 8 and is metered into the pipe 5 via a metering device 9.

De toegevoerde hoeveelheid lucht is zeer veel groter dan de toegevoerde hoeveelheid mengsel. Bij een verwerkingscapaciteit van het waterige mengsel dat via de leiding 5 wordt toegevoerd van 1 m3 per uur wordt een 10 luchthoeveelheid toegevoerd van 15.000 a 20.000 m3 per uur.The amount of air supplied is very much greater than the amount of mixture supplied. At a processing capacity of the aqueous mixture supplied via the pipe 5 of 1 m3 per hour, an air quantity of 15,000 to 20,000 m3 per hour is supplied.

Door de sterke werveling in de buis 4 wordt het water van het mengsel in de lucht opgenomen en de vaste stof afgescheiden. Aldus resulteert een in een onverza-15 digde waterdampstroom opgenomen hoeveelheid droge stof. Deze droge stof wordt in de nageschakelde cycloon 10 afgescheiden en komt daar via de leiding 11 vrij. De lucht met daarin opgenomen het water verlaat de cycloon bij 12.Due to the strong vortex in the tube 4, the water of the mixture is taken up in the air and the solid is separated. Thus, an amount of dry matter taken up in an unsaturated water vapor stream results. This dry matter is separated in the downstream cyclone 10 and is released there via the line 11. The air with the water contained therein leaves the cyclone at 12.

20 De inrichting volgens de uitvinding betreft in de eerste plaats de wervelinrichting 1. De uit de genoemde internationale octrooiaanvrage bekende wervelinrich-ting is gecompliceerd van opbouw en ter plaatse van de overgang van de conische wervelkamer naar de buis 4 25 treden stromingsverliezen op die de doelmatigheid van de totale inrichting ongunstig beïnvloeden.The device according to the invention primarily relates to the vortex device 1. The vortex device known from the above-mentioned international patent application has a complicated construction and at the location of the transition from the conical vortex chamber to the tube 4 flow losses occur which affect the efficiency. of the overall device adversely.

Bij de inrichting volgens de uitvinding wordt een scheidingsinrichting gebruikt waar geen omkering van de stromingsrichting van de lucht plaatsvindt.In the device according to the invention, a separating device is used where no reversal of the flow direction of the air takes place.

30 Bij de uitvoeringsvorm van figuur 2 omvat de inrichting 15 een wervelkamer 17 waaraan weer op een grote diameter via een leiding 18 tangentiaal lucht met een groot debiet wordt toegevoerd. Op de smalle diameter van de conische wervelkamer 17 sluit de wervelbuis 16 35 aan, zodat de nabij de kleine diameter sterk wervelende toegevoerde lucht zonder stromingsrichting-omkering in deze wervelbuis 16 terechtkomt. Aan het begin van de buis 16 mondt de mengseltoevoerleiding 19 uit. Door de bekende 1005685 3 venturiwerking zal het mengsel uit de leiding 19 aangezogen worden in de door de wervelbuis 16 stromende luchtstroom. In plaats van dat de leiding 19 zich zijdelings door een wand van de buis 16 uitstrekt, is het uiteraard 5 ook mogelijk om de leiding 19 vanaf het tegenoverliggende einde van de wervelkamer coaxiaal daarmee tot in de wervelbuis 16 te laten uitsteken. Dit heeft het voordeel, dat het radiale gedeelte van de leiding 19 de luchtstroming niet kan verstoren.In the embodiment of figure 2 the device 15 comprises a whirl chamber 17 to which again large-diameter air is supplied tangentially at a large diameter via a pipe 18. The swirl tube 16 adjoins the narrow diameter of the conical whirl chamber 17, so that the air swirling in the direction of the small diameter, which is strongly swirling, enters this whirl tube 16 without flow reversal. At the beginning of the tube 16, the mixture supply line 19 opens. Due to the known 1005685 3 venturi effect, the mixture from the pipe 19 will be drawn into the air flow flowing through the swirl tube 16. Instead of the conduit 19 extending laterally through a wall of the tube 16, it is of course also possible to allow the conduit 19 to protrude coaxially therefrom into the vortex tube 16 from the opposite end of the whirl chamber. This has the advantage that the radial part of the pipe 19 cannot disturb the air flow.

10 Figuur 3 toont een gedeeltelijke doorsnede van een verdere uitvoeringsvariant. Hierbij is niet een afzonderlijke conische wervelkamer toegepast, doch wordt de lucht uit de pomp of compressor toegevoerd aan één zijde 21 van een buis 22 met constante diameter. In het 15 aan de toevoerzijde 21 aansluitende gedeelte zijn zich schroeflijnvormig uitstrekkende platen 23 aangebracht die ervoor zorgen dat de toevoer voor de lucht in een sterke schroeflijnvormige werveling wordt gebracht.Figure 3 shows a partial cross-section of a further embodiment variant. This does not use a separate conical whirl chamber, but the air from the pump or compressor is supplied to one side 21 of a tube 22 of constant diameter. In the part connecting to the supply side 21, there are arranged helically extending plates 23 which ensure that the supply for the air is brought into a strong helical swirl.

In het gedeelte van de buis 22 dat aansluit op 20 het gedeelte waarin de schroeflijnvormige platen 23 zijn aangebracht, is een vernauwing 24 gevormd die een venturi vormt. Even voorbij de venturi mondt een mengseltoevoer-leiding 25 uit, waarmee het waterige mengsel in de sterk wervelende luchtstroom wordt gebracht, waarbij op de 25 eerder beschreven wijze het water in de lucht wordt opgenomen en de vaste stof als relatief droge stof vrijkomt in een na te schakelen cycloon.In the portion of the tube 22 connecting to the portion in which the helical plates 23 are arranged, a constriction 24 is formed which forms a venturi. Just past the venturi, a mixture supply pipe 25 opens, with which the aqueous mixture is introduced into the strongly swirling air stream, whereby the water is taken up in the air in the manner described above and the solid is released as a relatively dry substance in a to switch cyclone.

Figuur 4 toont een verder ontwikkeld systeem waarin de werkwijze volgens de uitvinding wordt toege-30 past.Figure 4 shows a further developed system in which the method according to the invention is applied.

Het centrale deel is wederom de wervelinrich-ting 31, die hier schematisch getoond is in de uitvoeringsvorm van figuur 2, maar waarin ook een andere uitvoeringsvorm kan worden toegepast.The central part is again the swirling device 31, which is schematically shown here in the embodiment of figure 2, but in which another embodiment can also be used.

35 Aan de wervelinrichting 31 wordt op de eerder beschreven wijze lucht toegevoerd die door middel van een luchtpomp 32 met een hoog debiet wordt verschaft. De pomp 1005685 4 32 wordt aangedreven met een verbrandingsmotor, in het bijzonder een dieselmotor 33.Air is supplied to the whirling device 31 in the manner described above, which is provided by means of a high-flow air pump 32. The pump 1005685 4 32 is driven by a combustion engine, in particular a diesel engine 33.

De lucht uit de luchtpomp 32 wordt via een warmtewisselaar 36 geleid, waarin deze, door de compres-5 sie reeds in temperatuur verhoogde lucht verder wordt verhit met koelwater uit het koelwatercircuit 34 van de motor 33. Ook de hete uitlaatgassen uit de uitlaatleiding 35 geven hun warmte af aan de vloeistof in de kringloop 34 in de warmtewisselaar 46. In plaats van het direct 10 laten circuleren van de koelvloeistof van de motor 33 kan uiteraard een additioneel circuit worden opgebouwd, waaraan de warmte uit het koelwater van de motor 33 en de uitlaatgassen hun warmte afgeven.The air from the air pump 32 is led via a heat exchanger 36, in which this air, already raised in temperature by the compression, is further heated with cooling water from the cooling water circuit 34 of the engine 33. The hot exhaust gases from the exhaust pipe 35 also give their heat is transferred to the liquid in the circuit 34 in the heat exchanger 46. Instead of circulating the cooling liquid of the engine 33 directly, an additional circuit can of course be built up, on which the heat from the cooling water of the engine 33 and the exhaust gases give off their heat.

In plaats van koelwaterwarmte en uitlaatgas-15 warmte, kan ook slechts één van beide bronnen worden gebruikt.Instead of cooling water heat and exhaust gas heat, only one of the two sources can also be used.

De verhitte lucht komt, zoals eerder opgemerkt, in de wervelinrichting 31 waar deze wordt gemengd met het waterige mengsel. Door de hogere temperatuur van de 20 toegevoerde lucht kan deze meer water bevatten, waardoor het rendement van de inrichting 30 toeneemt.The heated air, as previously noted, enters the vortex 31 where it is mixed with the aqueous mixture. Due to the higher temperature of the air supplied, it can contain more water, as a result of which the efficiency of the device 30 increases.

De in de lucht opgenomen vaste stof wordt via de leiding 38 naar de cycloon 39 gevoerd, alwaar de vaste stof bij 40 wordt afgescheiden en de het water bevattende 25 lucht via de leiding 41 verder wordt getransporteerd.The airborne solid is fed via line 38 to cyclone 39, where the solid is separated at 40 and the air containing water is further conveyed via line 41.

De lucht uit de cycloon 39 kan nog een aanzienlijke restwarmte bezitten die bij de hier getoonde voorkeursuitvoeringsvorm benut wordt om een biologische reinigingsinrichting 42, die hier schematisch is weerge-30 geven, door middel van een bellenleiding 43 met warmte en lucht te voeden. De werking van de biologische reinigingsinrichting 42 wordt doelmatiger en doeltreffender door de toegevoerde warmte. Het via de leiding 44 toegevoerde afvalwater wordt in de biologische reiniger 42 35 voorgezuiverd en verlaat de biologische reinigingsinrichting 42 door leiding 45, die het afvalwater met daarin opgenomen vaste stoffen naar de wervelinrichting 31 voert.The air from cyclone 39 can still have a considerable residual heat, which in the preferred embodiment shown here is used to supply a biological cleaning device 42, which is schematically shown here, by means of a bubble line 43 with heat and air. The operation of the biological cleaning device 42 becomes more efficient and effective due to the heat supplied. The waste water supplied via line 44 is pre-purified in the biological cleaner 42 and leaves the biological cleaning device 42 through line 45, which carries the waste water with solids contained therein to the swirler 31.

1005685 51005685 5

In de leiding 45 is een verdere warmtewisselaar 37 opgenomen waarin van de motor 33 afkomstige warmte eveneens aan het mengsel wordt toegevoerd. Door de verkregen temperatuurverhoging van het mengsel zal de wer-5 king van de wervelinrichting 31 verder verbeteren.A further heat exchanger 37 is incorporated in the line 45, in which heat from the motor 33 is also supplied to the mixture. As a result of the temperature increase of the mixture obtained, the operation of the swirler 31 will further improve.

Met de hier beschreven inrichting kan het droge-stof-gehalte van de (afval)waterstroom in de beschreven enkele procesgang verhoogd worden van 1% naar 95%. De bij 40 vrijkomende droge stof kan hierdoor op 10 zeer geschikte wijze verder worden verwerkt. Wanneer de vaste stof bijvoorbeeld een organisch materiaal betreft kan deze nuttig worden gebruikt of bijvoorbeeld verder worden verwerkt in een verbrandingsoven. Eventueel kan de vrijkomende warmte weer worden benut voor het opwarmen 15 van de lucht- en mengselstromen.With the device described here, the dry matter content of the (waste) water flow can be increased from 1% to 95% in the described single process run. The dry matter released at 40 can hereby be further processed in a very suitable manner. If the solid is, for example, an organic material, it can be used usefully or, for example, be further processed in an incinerator. Optionally, the released heat can be reused for heating up the air and mixture flows.

Doordat de uit de cycloon 39 vrijkomende verbruikte lucht bij de getoonde uitvoeringsvorm door het bad van de biologische reinigingsinrichting 42 wordt geleid, worden eventuele in deze lucht aanwezige schade-20 lijke stoffen uit de lucht uitgewassen, zodat in het milieu slechts schone lucht wordt afgevoerd.Because the consumed air released from cyclone 39 in the embodiment shown is passed through the bath of the biological cleaning device 42, any harmful substances present in this air are washed out of the air, so that only clean air is discharged into the environment.

Zoals opgemerkt is de in figuur 4 weergegeven inrichting een voorkeursuitvoeringsvorm. Wanneer geen biologische zuiveringsinrichting in de omgeving aanwezig 25 is, kan uiteraard de lucht uit de leiding 41 direct worden afgevoerd. Desalniettemin heeft de inrichting dan toch een hoog rendement, door de benutting van de van de motor 33 afgegeven warmte.As noted, the device shown in Figure 4 is a preferred embodiment. If no biological purification device is present in the environment, the air from the pipe 41 can of course be discharged directly. Nevertheless, the device nevertheless has a high efficiency, due to the utilization of the heat released from the motor 33.

In dit verband wordt opgemerkt dat bij een 30 verbrandingsmotor ruwweg tweederde van de energie-inhoud van de daaraan toegevoerde brandstof vrijkomt in de vorm van warmte en slechts eenderde in de vorm van mechanische energie waarmee de pomp 32 wordt aangedreven.In this regard, it is noted that with a combustion engine, roughly two-thirds of the energy content of the fuel supplied thereto is released in the form of heat and only one-third in the form of mechanical energy with which the pump 32 is driven.

Met de inrichting volgens de uitvinding kan dus 35 tegen geringe kosten een stroom van in water opgenomen vaste stoffen op een milieuvriendelijke wijze worden verwerkt.Thus, with the device according to the invention, a stream of solids absorbed in water can be processed in an environmentally friendly manner at low cost.

10058851005885

Claims

5 é

1. A method for separating solids from water, comprising providing an enclosed space, supplying an air flow into the space, generating a strong vortex in the air flow, dosing a mixture of water in the air flow and solid, allowing the water from the mixture to evaporate in the airstream and exhausting the solid and air from the space, whereby the airflow in the space from the inlet to the outlet is directed in one main direction. led.

2. Device for carrying out the method according to claim 1, comprising a conical chamber, a tangential to a large diameter of the chamber in this air supply conduit and an elongate channel connecting to a small diameter of the chamber, which pipe is connected to a opposite end is provided with an air exhaust connection, the channel extending away from the chamber.

3. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, comprising an elongated channel with an air supply at one end and an air outlet at an opposite end, vortex members arranged in the channel and at an intermediate position a constriction forming a ventury, wherein a mixture supply line is provided at the constriction.