NL1007199C2

NL1007199C2 - Zandwastoestel en werkwijze voor het wassen van verontreinigd zand.

Info

Publication number: NL1007199C2
Application number: NL1007199A
Authority: NL
Inventors: Yasuhiro Saito
Original assignee: Nihon Genryo Co
Priority date: 1996-10-04
Filing date: 1997-10-02
Publication date: 1999-09-01
Also published as: SG54572A1; NL1007199A1; DE19743653C2; DE19743653A1

Description

t

Zandwastoestel en werkwijze voor het wassen van verontreingigd zand.

5

De huidige uitvinding heeft betrekking op een wastoestel voor het wassen van verontreinigd zand dat werd afgeschraapt van filtermedia in een filtervijver of van de bodem van een afvalwatervijver of een bezinkingsbassin of 10 van afdekzand teneinde slijk of materialen die het zandoppervlak bedekken te verwijderen.

Filterzand dat in een waterzuiveringsstation wordt gebruikt wordt vergaard op een rivierbodem of in een 15 riviermonding, maar deze middelen zijn beperkt, zodat het zand na gebruik opnieuw wordt aangewend nadat het een reiniging of soortgelijk proces heeft ondergaan. Er werd vastgesteld dat, door een snelle vervuiling van het water of onder de invloed van contaminanten of vervuilende 20 stoffen die in de filtervijver vloeien, de korreldiameter van het filtermateriaal groter wordt als gevolg van de afzetting van slib, of dat slib wordt afgescheiden van de filtermedia. Wanneer de korreldiameter van de filtermedia groter wordt zoals hierboven beschreven, neemt de ruimte 25 tussen de filtermedia af en wordt het filteren minder efficiënt. Men dient dan ook regelmatig de filtermedia uit de filtervijver te nemen en het slijk van het oppervlak van de filtermedia te verwijderen door ze te wassen.

30 Traditioneel wordt bij het wasproces van de filtermedia doorgaans een wastoestel gebruikt met agitatiebladen om het verontreinigd zand en het reinigingswater te mengen en het mengsel te agiteren, maar wanneer een grote hoeveelheid verontreinigd zand sterk geagiteerd wordt, 35 worden de zandkorrels verpulverd door de botsing met de 10 0 7 1 9 9 2 agitatiebladen of als gevolg van de wrijving tussen de filtermedia zelf, zodat het gedeelte dat niet kan worden gerecycleerd toeneemt; bovendien, wanneer er slechts een j kleine hoeveelheid reinigingswater is, worden de 5 afgescheiden contaminanten opnieuw op de zandkorrels neergeslagen, zodat geen hoog rendement van het reinigingsproces kan worden verwacht.

Als zogenaamd zandwastoestel werd eveneens een toestel 10 voorgesteld met een zandopschraapgedeelte in een centrale positie van het basisdeel voor het agiteren en wassen van zand door middel van het roteren van een schroeftransporteur die is aangebracht in het zandopschraapgedeelte. Dit zandwastoestel is een toestel = 15 dat voornamelijk wordt gebruikt voor het verwijderen van zout dat op het oppervlak van zeezand is neergeslagen, en het heeft een constructie waarbij de schroeftransporteur is uitgerust met zandopschraapbladen in zijn onderste gedeelte en met agitatiebladen in zijn bovenste gedeelte 20 en waarbij verdeelbladen zijn aangebracht in het bovenste deel van het zandopschraapgedeelte.

Bij dit soort zandwastoestellen zoals hierboven beschreven wordt het zand dat in een reinigingstank zit omhoog 25 gebracht naar het gedeelte met de agitatiebladen door toedoen van de zandopschraapbladen, waar het zand wordt vermengd met reinigingswater dat er wordt ingegoten; het zand in het reinigingswater wordt geagiteerd, verdund en gewassen en verder omhoog gebracht ten gevolge van de 30 rotatie van de agitatiebladen, waarna het zand wordt gehomogeniseerd en krachtig wordt overgebracht van het zandopschraapgedeelte naar de reinigingstank. Omwille van deze constructie is het nodig zand in de reinigingstank te spuiten tot op ten minste de hoogte van de verdeelbladen; 35 verder wordt het reinigingswater toegevoerd in een 10 0 7 1 9 8 3 gedeelte waar de agitatiebladen draaien en 20ut water na het reinigen overvloeit vanuit een waterafvoerleiding in het bovenste gedeelte van de reinigingstank, zodat de reinigingstank steeds met het reinigingswater moet worden 5 gevuld.

Zoals hierboven beschreven heeft het traditionele zandwastoestel doorgaans een opstelling waarbij zeezand in de tank stroomt en wordt geagiteerd met reinigingswater om 10 het zout dat op het oppervlak van de zandkorrels is neergeslagen op te lossen in het reinigingswater, zodat schoon zand wordt verkregen.

Zelfs wanneer filtermedia worden gewassen met een 15 traditioneel zandwastoestel zoals hierboven beschreven, worden andere contaminanten dan zout die op het oppervlak van de zandkorrel zijn neergeslagen niet in het reinigingswater opgelost, zodat geen hoog reinigingsrendement kon worden verwacht. Bovendien, 20 wanneer men de toevoersnelheid van het reinigingswater doet af nemen om de stroom te reinigen zand te stoppen, worden de zandkorrels vaak verpulverd doordat een grote hoeveelheid verontreinigd zand met veel kracht tegen de agitatiebladen wordt geslagen. Bovendien, doordat de 25 zandopschraapbladen en agitatiebladen blijven draaien in het zand, is de wrijving tussen de agitatiebladen en het zand erg groot, wat nadelig is.

De huidige uitvinding beoogt een zandwastoestel dat 30 contaminanten die op het oppervlak van een zandkorrel zijn neergeslagen en die dit bedekken doeltreffend kan verwijderen zonder het ingespoten zand te verpulveren en waarbij het agitatie-onderdeel ook weinig slijtage ondervindt.

35

10 0 7 1 9 S

4

Teneinde de hierboven beschreven problemen op te lossen omvat het zandwastoestel volgens de uitvinding een reinigingstank om zand en reinigingswater in op te slaan, uitgerust met een zandinlaatkanaal in het bovenste 5 gedeelte en een zanduitlaatkanaal in het onderste gedeelte, en een agitatietank die rechtopstaand in deze reinigingstank is geplaatst, waarbij de agitatietank openingen heeft in de gedeelten aan de bovenrand en onderrand, en dat er een schroeftransporteur aanwezig is 10 die rond een overwegend verticale as draait in deze agitatietank, aangedreven door een rotatiemechanisme met een snelheid die ervoor zorgt dat het zand en het reinigingswater worden opgetild, zodat onder het oppervlak van het reinigingswater ten minste een deel van 15 de vervuilende stoffen op de korrels worden verwijderd als gevolg van het contact tussen de zandkorrels, waarbij er telkens reinigingswater wordt tussen gebracht, en waarbij de zandkorrels boven het oppervlak van het reinigingswater worden gefluidiseerd op het oppervlak van 20 de schroef transporteur, zodat ten minste een deel van de resterende vervuilende stoffen van de zandkorrels wordt verwijderd als gevolg van het contact tussen de zandkorrels.

2 5 De hoeveelheden zand en reinigingswater die in de reinigingstank worden gespoten worden zo ingesteld dat de bovenste helft van de schroeftransporteur boven het zand en het water in de agitatietank uitsteekt. Wanneer de schroeftransporteur wordt gedraaid, stijgen het zand en 30 het reinigingswater dat geleidelijk wordt toegevoerd vanuit het laagste opengaand gedeelte van de agitatietank naar boven langs het spiraalblad. Door de draaisnelheid van de schroeftransporteur hoog in te stellen zodat het in de tank opgeslagen zand en het water kunnen stijgen tot 35 aan de bovenrand van het blad, wordt het zand i •Hl : 10 0 7 1 0 0 5 gefluïdiseerd; in deze staat botsen en schuren de zandkorrels tegen elkaar in het naar boven stromende water. De rotatiesnelheid moet zo worden ingesteld dat het gefluïdxseerde zand van de agitatietank naar de 5 reinigingstank wordt afgevoerd.

Neergeslagen zand en reinigingswater worden hier naar boven gestuwd tot . ze worden tegengehouden door de schroeftransporteur, waardoor hun vrije beweging beperkt 10 is; in het gedeelte waarin het gefluïdiseerde zand naar boven stroomt oefent de schroeftransporteur evenwel geen beperking uit, zodat het reinigingswater actief naar boven blijft stromen. Vervolgens vormt het gefluïdiseerde zand een discontinue wervelstroom en ontstaat er wrijving 15 tussen de zandkorrels, zodat een wa3effect wordt verkregen.

De hoeveelheid water die uit de vrije ruimte tussen het buitenste randgedeelte van de schroeftransporteur en de 2 0 binnenwand van de agitatietank valt is groter dan de hoeveelheid zand, zodat de dichtheid van het zand groter wordt naarmate het naar een hoger gedeelte van de schroef beweegt in vergelijking met het ogenblik waarop het neerslaat op de bodem van de agitatietank. De kans dat de 25 zandkorrels tegen elkaar schuren in het gefluïdiseerde zand op de transporteur die boven een laag neergeslagen zand uitsteekt is groter dan wanneer zand met water wordt geagiteerd in het neergeslagen gedeelte. Hierdoor is het waseffect dat wordt verkregen door het tegen elkaar 30 schuren van de zandkorrels doeltreffend en kunnen contaminanten of vervuilende stoffen die zijn neergeslagen op het oppervlak van een zandkorrel of die deze bedekken doeltreffend worden verwijderd.

35 Wanneer het gefluïdiseerde zand naar boven stroomt op een fööΊ igg 6 hellend oppervlak van de schroeftransporteur zullen de zandkorrels die allemaal dezelfde hardheid hebben tegen elkaar schuren als gevolg van de hier aanwezige wervelstroom. De zandkorrels botsen echter zelden tegen 5 een onderdeel met een hogere hardheid, zodat 2ij niet worden blootgesteld aan een buitensporige kracht en zodat zij niet kunnen worden verpulverd. Ook wanneer de zandkorrels tegen de .binnenwand botsen als gevolg van de middelpuntvliedènde kracht, bewegen zij in het water, 10 zodat de energie die door de botsing vrijkomt tamelijk klein is en zodat het risico dat de zandkorrels worden verpulverd uiterst klein is. Verder, aangezien er zich steeds water bevindt tussen de zandkorrels die tegen elkaar schuren, worden de afgescheiden contaminanten IS opgelost in het reinigingswater; het opnieuw neerslaan als gevolg van het schuren is dan ook uitgesloten. Hierdoor is het reinigend effect op het zand groter. In het gedeelte waarin het gefluïdiseerde zand naar boven stroomt komen de zandkorrels enkel in contact met het bovenste oppervlak 20 van het agitatieblad, zodat de slijtage van het agitatie-onderdeel eerder miniem is-

We merken op dat de vrije ruimte tussen het buitenste randgedeelte van de schroeftransporteur en de binnenwand 25 van de agitatietank bij voorkeur minstens 3 keer breder is dan de diameter van de zandkorrel om te voorkomen dat de zandkorrels zouden worden verpulverd. Het gefluïdiseerde zand dat opwaarts stroomt naar de opening in de bovenste rand van de agitatietank komt daarna in de reinigingstank 3 0 terecht en wordt via de opening in de onderste rand gerecycleerd in de agitatietank; verder wordt in de reinigingstank een wervelstroom gecreëerd evenals een waseffect als gevolg van het schuren tussen de j zandkorrels. Ook in het gedeelte waarin het gefluïdiseerde : -j 35 zand naar boven stroomt wordt een deel van het zand dat 1007 199 7 van het buitenste randgedeelte van de schroeftransporteur is gevallen opnieuw naar boven gestuwd, zodat de wasfase door het schuren langer duurt, wat het waseffect ten goede komt.

5

Het zandwastoestel volgens conclusie 2 is hierdoor gekenmerkt dat meerdere vleugelvormige agitatiebladen die overwegend parallel zijn aangebracht met een oppervlak van de schroef transporteur in het gedeelte om het zand 10 opwaarts te doen stromen. Dit agitatieblad heeft de vorm van een vleugel, het heeft een aanzienlijk gewelfd oppervlak en meerdere agitatiebladen zijn in de draairichting van de schroeftransporteur aangebracht. Het gefluïdiseerde zand dat langs het gewelfde oppervlak van 15 het agitatieblad stroomt doet eerst een vloeistofstroom ontstaan en vervolgens een wervelstroom. Deze wervelstroom ondersteunt de wervelstroom die door het opwaarts drukeffect van de schroeftransporteur wordt voortgebracht, zodat de beweging van de tegen elkaar schurende 20 zandkorrels nog verder wordt ondersteund door het verbeterde waseffect.

Ieder agitatieblad heeft een scherp of lichtjes rond uiteinde om te voorkomen dat de zandkorrels zouden worden 25 vergruisd. Teneinde er rekening mee te houden dat de zandkorrels kunnen worden verpulverd of dat de belasting van het agitieblad kan worden verhoogd, wordt ieder blad in een hoek geplaatst die overwegend parallel is met een oppervlak van de schroeftransporteur. Het agitatieblad is 30 bij voorkeur bevestigd aan een draagarm die op het oppervlak van de schroeftransporteur is geplaatst. Verder worden de gefluidiseerde zandkorrels uit het middelpunt bewogen langs de buitenomtrek en worden de agitatiebladen bij voorkeur in dit gedeelte aangebracht. Om het 35 verpulveren van de zandkorrels te voorkomen wordt bij ΊΟ υ 7 19 9 \ 8 voorkeur een ronde arm als draagarm gekozen, maar meerdere afwisselend verticale en vleugelvormige bladen mogen in de draairichting van de schroeftransporteur worden aangebracht.

5

In het gedeelte waarin het gefluïdiseerde zand naar boven stroomt komen de zandkorrels voornamelijk in contact met het bovenste oppervlak van het spiraalblad en het j vleugelvormige agitatieblad en stromen de zandkorrels 10 langs deze gedeelten, zodat het agitatie-onderdeel weinig aan slijtage onderhevig is.

' Deze uitvinding betreft ook een werkwijze voor het J reinigen van verontreinigd zand.

15

De uitvinding heeft meer bepaald ook betrekking op een werkwijze voor het reinigen van verontreinigd 2and, die daardoor gekenmerkt is dat 2e bestaat uit: 20 - het verschaffen van een reinigingstank voor het opslaan van verontreinigd zand en reinigingswater, waarin verontreinigd zand en reinigingswater in vooraf bepaalde hoeveelheden worden gebracht en waarin een schroeftransporteur opgesteld is die rond een in 25 hoofdzaak verticale as wentelbaar is zo dat het onderste gedeelte van de schroeftransporteur onder het oppervlak van het reinigingswater in de reinigingstank is gelegen en het bovenste gedeelte van de schroeftransporteur boven het oppervlak van het reinigingswater in de 30 reinigingstank is gelegen; - het door rotatie van de schroeftransporteur onder het wateroppervlak doen omhoog komen van het zand en het reinigingswater; I .. 7 19 9 9 - het fluïdiseren, boven het wateroppervlak, van het zand op het oppervlak van de schroeftransporteur en daarbij de zandkorrels met elkaar in contact te brengen, waarbij er telkens reinigingswater wordt tussen gebracht om ten 5 minste een deel van de resterende vervuilende stoffen van de zandkorrels te verwijderen; en - het terug laten dalen van het zand dat naar boven werd gebracht naar het onderste gedeelte van de 10 schroeftransporteur via een buiten de schroeftransporteur gelegen weg; - waarbij het verontreinigde zand gewassen wordt door herhaaldelijk stijgen en dalen.

15

Hierna wordt een gedetailleerde beschrijving gegeven van uitvoeringsvormen volgens de huidige uitvinding met verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen.

20 Figuur 1 is een doorsnede van een zandwas toestel volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding;

Figuur 2 is een doorsnede van een zandwastoestel volgens een andere uitvoeringsvorm van de huidige 25 uitvinding;

Figuur 3 is een doorsnede die het bovenste gedeelte van de agitatietank weergeeft;

Figuur 4 is een vooraanzicht van het agitatieblad; n Figuur 5 is een doorsnede die het agitatieblad 30 weergeeft volgens lijn V-V in figuur 4.

Figuur 1 is een doorsnede van het zandwastoestel volgens de huidige uitvinding. Het zandwastoestel 1 omvat een reinigingstank 2, een agitatietank 3, een 35 schroeftransporteur 4 en een aandrijfeenheid 5, waarbij de ; 7 1 0 0 10 juiste hoeveelheden verontreinigd zand 6 en reinigingswater in de gebruikte tank worden gebracht. De reinigingstank 2 heeft een inlaatkanaal 2a voor het zand in het bovenste gedeelte en een uitlaatkanaal 2b in het 5 onderste gedeelte, waarbij het oppervlak van de bodem helt zodat het neergeslagen verontreinigde zand 6 geleidelijk in de agitatietank 3 wordt gebracht.

De agitatietank 3 is een cilindervormig lichaam dat 10 rechtop in een centrale positie van de reinigingstank 2 wordt aangebracht en het heeft een opening 3a in de bovenste rand en een opening 3b in de onderste rand; een draaias 4a van de schroeftransporteur 4 wordt via een centraal deel hiervan ingebracht. Een spiraalblad 4b dat 15 aan de draaias 4a bevestigd is bevindt zich op voldoende afstand van een binnenwand 3c van de agitatietank 3 en voert het verontreinigde zand 6 doeltreffend naar de opening 3a in de bovenste rand. Als bovengenoemde afstand te groot is, zal er tijdens het naar boven voeren meer 20 zand vallen, maar als de afstand te klein is kan de ruimte verstopt geraken met zandkorrels, kunnen de zandkorrels worden verpulverd of kan het blad 4b slijten; de afstand moet dan ook minstens 3 keer groter zijn dan de diameter van de zandkorrels. Om de afstand van tijd tot tijd te 25 kunnen bijstellen naar gelang de korrelgrootte van het verontreinigde zand dat moet worden gewassen, zijn de schroeftransporteur 4 en de agitatietank 3 bij voorkeur verwisselbaar.

30 Onder het bodemoppervlak 3d van de agitatietank 3 en een raakvlak van de draaias 4a wordt een drukkamer 4c aangebracht. Aan deze drukkamer 4c wordt hydraulische druk of luchtdruk toegevoerd via de hier weergegeven spuitmond om te voorkomen dat het reinigingswater 7 en het 35 verontreinigde zand 6 naar buiten zouden lekken.

1 4 ' 10 0 7 198 11

De schroeftransporteur 4 heeft een gedeelte dat uitsteekt boven de laag verontreinigd zand 6 die in de agitatietank 3 is neergeslagen evenals boven het oppervlak van het 5 reinigingswater 7. De totale hoeveelheid verontreinigd zand 6 en reinigingswater 7 dat in de agitatietank 3 wordt gebracht moet met name zo worden geregeld dat dit gedeelte er bovenuit steekt.. De gewichtsverhouding van het verontreinigde zand 6 ten opzichte van het reinigingswater 10 7 moet hoog genoeg zijn, zodat een beter reinigingseffect wordt verkregen.

De draaisnelheid van de schroeftransporteur 4 moet hoog genoeg worden ingesteld, zodat het reinigingswater 7 15 opwaarts naar de bovenste rand van het blad 4b kan vloeien. Wanneer de aandrijfeenheid 5 in werking treedt, bewegen het verontreinigde zand 6 en het reinigingswater 7 die achtereenvolgens vanuit de opening 3b van de onderste rand van de agitatietank 3 worden toegevoerd naar boven 2 0 langs een oppervlak van het blad 4b en bereiken zij het uitstekend gedeelte; als het reinigingswater 7 in deze fase nog steeds naar boven vloeit, begint het verontreinigde zand 6 te drijven, zodat het zand wordt gefluidiseerd. In het gedeelte 4d waarin het 25 gefluidiseerde, te wassen zand opwaarts stroomt naar de opening 3a in de bovenste rand, veroorzaakt het gefluidiseerde zand een discontinue wervelstroom en schuren de zandkorrels tegen elkaar in de opwaarts bewegende waterstroom, zodat vervuilende stoffen of 3 0 contaminanten die zijn neergeslagen op het oppervlak van de zandkorrels en die deze bedekken doeltreffend kunnen worden verwijderd.

We merken op dat, hoewel er op zijn minst voldoende 35 reinigingswater 7 moet worden ingebracht om het zand te - ·;7 199 12 laten fluidiseren in het uitstekend gedeelte, wanneer er te veel reinigingswater 7 wordt toegevoerd, er minder kans is dat de zandkorrels tegen elkaar zullen schuren, 2odat het verwijderen van de contaminanten minder doeltreffend 1 5 is. Ook wanneer het uitstekend gedeelte klein is, wordt het wassen minder doeltreffend. Wanneer daarentegen het uitstekend gedeelte te groot is, neemt de absolute hoeveelheid 2and dat wordt gewassen af, waardoor het wassen minder doeltreffend wordt. Daarom moeten de totale ; 10 hoeveelheden en de verhouding tussen het verontreinigde zand 6 en het reinigingswater 7 dat wordt ingebracht worden berekend, rekening houdend met alle hiervoor beschreven factoren.

15 Vervolgens wordt het zandwastoestel volgens een andere uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding beschreven met verwijzing naar figuur 2 tot figuur 5. Figuur 2 is een doorsnede van het zandwastoestel volgens een andere uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding. Figuur 3 is een 20 doorsnede van het bovenste gedeelte van de agitatietank. Figuur 4 is een vooraanzicht van het agitatieblad. Figuur 5 is een doorsnede van het zandwastoestel gezien volgens lijn V-V in figuur 4. We merken op dat dezelfde referentienummers worden toegewezen aan onderdelen die 25 dezelfde samenstelling of hetzelfde effect hebben als deze die zijn weergegeven in figuur 1; de beschrijving ervan wordt hierna dan ook achterwege gelaten.

Figuur 2 toont een agitatieblad 8 dat is bevestigd aan het 3 0 blad 4b van de schroef transporteur 4 die uitsteekt boven de bovenste laag van het neergeslagen verontreinigd zand 6 evenals boven de bovenste laag van het reinigingswater 7. De agitatiebladen 8 zijn symmetrisch geplaatst rond een middelpunt in de buitenomtrek, waarbij de vleugel 8a een 35 duidelijk gewelfd oppervlak heeft dat overwegend parallel

'._J

10 0 7 1 9 9 13 loopt met het blad 4b in de draairichting van de schroeftransporteur 4. In deze uitvoeringsvorm wordt het agitatieblad 8 bevestigd aan de draagarm 8b tussen de bladen 4b, maar het agitatieblad 8 kan ook worden 5 bevestigd aan een draagarm die in de radiale richting van de draaias 4a uitsteekt. Verder, hoewel de draagarm 8b een verticaal agitatieblad is in de vorm van een vleugel en in dezelfde richting is aangebracht als het blad 8a, kan de draagarm ook in andere vormen dan de hiervoor beschreven 10 vorm worden uitgevoerd, bijvoorbeeld als ronde arm.

Verder veroorzaakt het gefluidiseerde 2and dat langs een gewelfd oppervlak van het blad 8a van het agitatieblad 8a stroomt de afscheiding van de vloeistof zoals weergegeven 15 in figuur 4 en veroorzaakt het een wervel stroom aan de achterzijde daarvan. Deze wervelstroom ondersteunt de wervelstroom die werd veroorzaakt door het opwaarts duwend effect van de schroeftransporteur 4, zodat het schuren van de zandkorrels wordt bevorderd, wat resulteert in een 20 beter waseffect.

Nadat het gefluidiseerde zand naar de opening 3a in de bovenste rand van de agitatietank 3 is bewogen, komt het vervolgens in de reinigingstank 2 terecht, waarna het door 25 de opening 3b in de onderste rand gaat en opnieuw in de agitatietank 3 wordt gerecycleerd door het tarragewicht. Terwijl het zand valt, wordt lucht aan de stroom reinigingswater 7 toegevoerd; door deze luchtstroom worden de zandkorrels naar boven bewogen en de vallende 30 zandkorrels veroorzaken een onregelmatige wervelstroom; in dit gedeelte beginnen de zandkorrels ook tegen elkaar te schuren.

De hierna volgende beschrijving slaat op een geval waarin 35 het verontreinigde zand werd gewassen met het hiervoor 10 0 7 1 99 14 beschreven zandwastoestel. Het zandwastoestel dat bij dit experiment werd gebruikt is weergegeven in figuur 1. Het verontreinigde zand dat door dit toestel werd gewassen had ï een troebelheidsgraad 1150, een flankdiameter van 0,513 mm, ; 5 een homogeniteitscoëfficiënt van 1,532 en het werd in een tank met een inhoud van 430 liter gebracht, samen met een gespecificeerde hoeveelheid reinigingswater. Tabel l geeft de relatie weer tussen de draaisnelheid van de schroef transporteur en de troebelheid. We merken op dat de 10 troebelheid weergegeven in Tabel l werd gemeten 30 minuten na het agiteren en dat de frequentie van 4 0 MHz j overeenstemt met zo'n 90 tpm.

Tabel 1 15 Aantal Water Zand Frequentie Troebe (1) (kg) (1) (Hz) 1-heid schroef- (graad) ______transporteur__ 1-1__100__100 74 40__17,4 1-2__"__”_"_50__20 1- 3__*__"__60__12,8 2- 1__"___200 148 40__21 2 0 2-2__”__J|_·__50__16,9 2-3__"__*__" 60__14,7 2- 4____"__70__14,4 3- 1__”__300 220__60__18,4 3-2 " " " 75 12,9 25

Zoals hiervoor beschreven wordt, zal in alle gevallen waarin de verhouding van hét water ten opzichte van het zand wordt gewijzigd, de troebelheid doorgaans afnemen naarmate de frequentie stijgt. Tabel 2 geeft eveneens een 30 verhouding weer tussen de frequentie van het toestel en de oppomphoogte van het water of het oppompgedeelte van het 10 o 7 199 15 zand, en we kunnen stellen dat het zand en het reinigingswater bij voorkeur worden toegevoerd tot een volume dat gelijk is aan ongeveer l/2 a 2/3 van de totale inhoud van de tank (zo'n 210 a 280 liter) , waarbij de 5 schroeftransporteur wordt rondgedraaid met een frequentie van zo'n 60 Hz om een oppomphoogte van het water te verkrijgen die volstaat voor het wassen (HO/3 tot HO/21; HO = hoogte van de tank).

10 Tabel 2 — - _ - - - — 11 — — —— - ,

Oppompslag Oppomphoogte water Oppomphoogte zand

Hz _______ __40__HO/ 4__—_ _55__HO/ 3__HO/ 2_ 15 _65__HO/ 2 3 HO/ 4

Tabel 3 geeft de relatie weer tussen de frequentie en de troebelheid in een geval waarin de totale hoeveelheid zand en water groter is en het gedeelte gefluïdiseerd zand dat 20 wordt opgevoerd buitengewoon klein is.

Tabel 3

Aantal Water Zand 200 1 300 kg _______(220 1)_

Frequentie Troebelheid __(Hz)_ (graad) __ 25 4-1__ 70_ 19,1_ _4^2____75____21_ _4-3__80____19,1 _4-4__05____17__ 4-5 90 19,9 l——w— - -L- —^- -J· 30

Zoals hiervoor beschreven werd, kan wanneer het gedeelte 10 n 7 199 16 waarin het: gefluïdiseerde zand naar boven stroomt een waarde HO/4 of minder bereikt, de troebelheid niet worden gereduceerd tijdens het agiteren, zelfs wanneer de frequentie wordt verhoogd; zij zal nauwelijks onder een 5 troebelheidsgraad 19 zakken. Om de troebelheidsgraad van dit monster te doen zakken tot ongeveer 14 of minder, blijft men de totale hoeveelheid zand en reinigingswater bij voorkeur agiteren in een bereik van ongeveer 1/2 a 2/3 : van de totale inhoud van de tank en wordt de frequentie 10 ingesteld op zo'n 60 Hz.

Wat de korreldichtheid van de zandkorrels na het wassen betreft: de korrel wijzigt niet, zelfs niet wanneer hij wordt gewassen aan een hoge snelheid met een frequentie van 15 90 Hz. Zoals hiervoor beschreven, zal het toestel dat het verontreinigd zand met een schroeftransporteur agiteert de zandkorrels niet in het minst verpulveren.

Hierna volgt de beschrijving van een voorbeeld waarbij het 20 verontreinigde zand werd gewassen met het 2andwastoestel weergegeven in figuur 2. Het verontreinigde zand dat door dit toestel werd gewassen heeft een troebelheidsgraad 1150, het heeft een oplosbaarheid in zoutzuur van 2,93%, een flankdiameter van 0,583 mm en een homogeniteitscoèfficiënt 25 van 1,420. 200 kg gecontamineerd zand en 100 kg reinigingswater werden in een tank met een inhoud van 420 liter gevoerd; het verontreinigde zand werd gedurende 3 0 minuten gewassen aan een draaisnelheid van 159 tpm (70 Hz) . Bij wijze van vergelijking: hetzelfde experiment werd .

30 uitgevoerd onder dezelfde omstandigheden, maar met een traditioneel soort zandwastoestel dat geen agitatieblad vertoont zoals weergegeven in figuur 1. We merken op dat het om een traditioneel zandwastoestel ging van het soort waarin verontreinigd zand krachtig met water wordt 35 geagiteerd in een agitatietank.

: 10 0 7 1 9 9

Tabel 4 17

Zandwas- Zandwas- Traditio- toestel toestel neel met zonder soort agitatie- agitatie- zandwas- ____blad blad__toestel

Troebel- Voor het 1150 1150 1150 heids- reinigen 5 graad_________ 10 11,5 17,4 73 minuten na het __reinigen____ 30 4,7 10,8 S3 minuten na het __reinigen____

Oplos- Voor het 2,93 2,92 2,92 baar- reinigen 10 heid in zoutzuur e Ό 10 1,65 2,01 2,36 minuten na het __reinigen_____ 30 0,97 1,52 2,07 minuten na het __reinigen_______ 15 Flank- Voor het 0,583 0,587 0,592 diameter reinigen mm_______ 10 0 7 1 9 9 18 10 0,589 0,590 0,584 minuten na het __reinigen____ 30 0,587 0,587 0,570 minuten na het __reinigen___

Homoge- Voor het 1,420 1,419 1,419 niceits- reinigen 5 coëffi- ciént___.___ 10 1,419 1,417 1,426 minuten na het __reinigen____ 30 1,417 1,415 1,445 minuten na het _reinigen | 10 Zoals weergegeven in Tabel 4 bedroeg de troebelheid na het wassen met het zandwastoestel volgens de huidige uitvinding 4,7, wat ongeveer 1/13 was in vergelijking met het wasresultaat dat werd verkregen met het traditioneel soort zandwastoestel en de helft of minder dan het resultaat dat 15 werd verkregen met het zandwastoestel zonder agitatieblad. De oplosbaarheid in zoutzuur wanneer het werd gewassen met het zandwastoestel volgens de huidige uitvinding was 1/2 van wat werd verkregen met het traditionele soort zandwastoestel en ongeveer 1/1,5 van het resultaat 20 verkregen met het zandwastoestel zonder agitatieblad, wat erop wijst dat de afscheiding van verontreinigd zand werd bevorderd, wanneer echter het traditionele zandwastoestel werd gebruikt, werd de flankdiameter gereduceerd van 0,592 i •10 0 7 1 99 19 cot 0,570, terwijl de homogeniteitscoëfficiënt steeg van 1,419 tot 1,445, wat erop wijst dat de zandkorrels werden verpulverd en de homogeniteit verloren ging door het wassen. Wanneer evenwel het zand werd gewassen met het 5 toestel volgens de huidige uitvinding en met een toestel zonder agitatieblad, ondergingen noch de flankdiameter, noch de homogeniteitscoèfficiënt aanzienlijke wijzigingen, wat erop wijst dat er geen verpulvering plaatsvond.

10 Zoals hierboven beschreven heeft de schroeftransporteur van het zandwastoestel volgens de huidige uitvinding een gedeelte waarin het gefluïdiseerde zand naar boven stroomt, zodat het gefluïdiseerde zand een discontinue wervel stroom veroorzaakt, wat een wrijving teweeg brengt tussen de 15 zandkorrels, en aldus een waseffect. Contaminanten die zijn neergeslagen op het oppervlak van zandkorrels of die deze bedekken kunnen dan ook doeltreffend worden verwijderd. Het gefluïdiseerde zand vertoont dan ook een schuureffect tussen de zandkorrels, maar de zandkorrels botsen 20 nauwelijks tegen onderdelen met een hogere hardheid, 2odat de zandkorrels niet worden blootgesteld aan een buitensporige kracht waardoor zij worden verpulverd. Bovendien zit er steeds reinigingswater tussen de zandkorrels, zodat de contaminanten die van het oppervlak 25 van de zandkorrels worden afgescheiden worden opgelost in en worden meegevoerd met het water. Verder komt enkel het bovenste oppervlak van het blad in contact met het zand in het gedeelte waarin het gefluïdiseerde zand naar boven stroomt, zodat het agiteeronderdeel weinig aan slijtage 30 onderhevig is.

In het zandwastoestel volgens conclusie 2 wordt ook een vleugelvormig agitatieblad aangebracht in het gedeelte waarin het gefluïdiseerde zand naar boven stroomt, zodat 35 het gefluïdiseerde zand dat langs een gewelfd oppervlak van het agitatieblad stroomt een wervelstroom veroorzaakt, die 10 0 7 1 95 zo de wervelstroom ondersteunt die werd veroorzaakt door het opwaarts duwend effect van de schroeftransporteur, zodat I ook het schuren van de zandkorrels wordt bevorderd, wat i resulteert in een beter waseffect.

5

Het agitatieblad volgens conclusie 3 is bevestigd aan een draagarm en is aangebracht in een gedeelte van de buitenomtrek van de transporteur, zodat het het gefluïdiseerde zand dat naar buiten toe wordt geslagen als 10 gevolg van de middelpuntvliedende kracht doelcreffend kan agiteren. De draagarm volgens conclusie 4 is een verticaal 1 agitatieblad in de vorm van een vleugel dat het tot stand brengen van een wervelstroom bevordert.

10 0 7 1 9 9 51

Claims

1. Een zandwastoestel (l) met een reinigingstank (2) om 5 zand (6) en reinigingswater (7) in op te slaan, uitgerust met een zandinlaatkanaal (2a) in het bovenste gedeelte en een zanduitlaatkanaal (2b) in het onderste gedeelte, en een agitatietank (3) die rechtopstaand in deze reinigingstank is geplaatst, daardoor gekenmerkt dat de 10 agitatietank (3) openingen (3a, 3b) heeft in de gedeelten aan de bovenrand en onderrand, en dat er een schroef transporteur (4) aanwezig is die rond een overwegend verticale as draait in deze agitatietank (3), aangedreven door een rotatiemechanisme met een snelheid 15 die ervoor zorgt dat het zand en het reinigingswater (7) worden opgetild, zodat onder het oppervlak van het reinigingswater (7) ten minste een deel van de vervuilende stoffen op de korrels worden verwijderd als gevolg van het contact tussen de zandkorrels, waarbij er 20 telkens reinigingswater wordt tussen gebracht, en waarbij de zandkorrels boven het oppervlak van het reinigingswater worden gefluïdiseerd op het oppervlak van de schroeftransporteur (4) , zodat ten minste een deel van de resterende vervuilende stoffen van de zandkorrels 25 wordt verwijderd als gevolg van het contact tussen de zandkorrels.

2. Zandwastoestel volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat het is uitgerust met een groot aantal 30 relatief kleine agitatiebladen (8) die overwegend -,0 0.7 193 9 parallel staan met en tussen de aangrenzende relatief grote bladen van de schroeftransporteur (4).

3. Zandwastoestel volgens conclusie 2, daardoor 5 gekenmerkt dat de agitatiebladen (8) bevestigd zijn op draagarmen (8b) die rechtopstaand zijn aangebracht op een oppervlak van de schroeftransporteur (4) en die zich in een deel van de buitenomtrek van de schroeftransporteur (4) bevinden. 10

4. Zandwastoestel volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat de draagarmen vleugelvormige agitatiebladen zijn, aangebracht in de draairichting van ^ de schroeftransporteur (4) . 15

5. Zandwastoestel volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de afstand tussen de buitenomtrek van de schroeftransporteur (4) en de wand van de agitatietank (3) ten minste drie keer groter is dan de diameter van de 20 zandkorrels.

6. Werkwijze voor het wassen van verontreinigd 2and, daardoor gekenmerkt dat ze bestaat uit: - het verschaffen van een reinigingstank voor het opslaan 25 van verontreinigd zand en reinigingswater, waarin verontreinigd zand en reinigingswater in vooraf bepaalde hoeveelheden worden gebracht en waarin een schroeftransporteur opgesteld is die rond een in hoofdzaak verticale as wentelbaar is zo dat het onderste 30 gedeelte van de schroeftransporteur onder het oppervlak van het reinigingswater in de reinigingstank is gelegen Ίυ 0 7 199 en het bovenste gedeelte van de schroeftransporteur boven het oppervlak van het reinigingswater in de reinigingstank is gelegen; - het door rotatie van de schroeftransporteur onder het 5 wateroppervlak doen omhoog komen van het zand en het reinigingswater; - het fluïdiseren, boven het wateroppervlak, van het zand op het oppervlak van de schroeftransporteur en daarbij de zandkorrels met elkaar in contact brengen, waarbij er 10 telkens reinigingswater wordt tussen gebracht om ten minste een deel van de resterende vervuilende stoffen van de zandkorrels te verwijderen,· en - het terug laten dalen van het zand dat naar boven werd gebracht naar het onderste gedeelte van de 15 schroeftransporteur via een buiten de schroeftransporteur gelegen weg; - waarbij het verontreinigde zand gewassen wordt door herhaaldelijk stijgen en dalen.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat de schroeftransporteur met zodanige snelheid wordt aangedreven dat het water tot aan de top van de schroeftransporteur stijgt. 10 0 7 1 99