NL1017959C2 - Inrichting en werkwijze voor het verwijderen van een verontreiniging uit een vloeistof die deze verontreiniging bevat. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Inrichting en werkwijze voor het verwijderen van een verontreiniging uit een vloeistof die deze verontreiniging bevat.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het verwijderen van een verontreiniging uit een vloeistof die deze verontreiniging bevat, in het bijzonder zware metalen uit met zware metalen verontreinigd water, welke inrichting een reactievat 5 omvat bestemd voor het daarin behandelen van de verontreinigde vloeistof met een deeltjesvormig behandelingsmiddel, welk reactievat een toevoer voor de te behandelen verontreinigde vloeistof, en een afvoer voor de gereinigde vloeistof omvat.

Een dergelijke inrichting is bijvoorbeeld bekend uit het Ameri-10 kaanse octrooischrift US-A-4,156,647. US-A-4,156,647 beschrijft een inrichting en een werkwijze voor het verwijderen van onzuiverheden, zoals zware metalen, uit vloeistoffen, waarbij de zware metalen in het algemeen in kleine hoeveelheden aanwezig zijn. Volgens US-A-4,156,647 wordt de onzuiverheden bevattende vloeistof in contact ge-15 bracht met een los, deeltjesvorming behandelingsmiddel, zoals vermalen schelpen, dat dient om de onzuiverheid uit de vloeistofstroom te verwijderen door middel van een reactie, ionenuitwisseling of adsorptie. Het behandelingsmateriaal wordt in het reactorvat achtergehouden doordat de wand van het reactorvat voorzien is van een groot aantal 20 kleine openingen die elk gevuld zijn met een inert, compact, fijn verdeeld filtermateriaal. Tijdens bedrijf van de inrichting volgens US-A-4,156,647 wordt aldus behandelde vloeistof via de kleine openingen afgevoerd, terwijl het deeltjesvormige behandelingsmiddel in het reactorvat achterblijft. Om het verstoppen van de openingen in het 25 reactorvat te voorkomen, zijn aan de binnenkant van het reactorvat middelen voorzien voor het afschrapen van het behandelingsmiddel van de openingen van het reactorvat.

Een nadeel van bovengenoemde inrichting is dat deze zeer onderhoudsgevoelige bewegende onderdelen bezit. Verder kunnen, bij toe-30 passing van een behandelingsmiddel met een zeer kleine deeltjesgrootte toch gemakkelijk verstoppingen van de openingen in het reactorvat optreden, waardoor het bedrijf van de inrichting moet worden onderbroken.

1 01 79 56 - 2-

Een doel van de onderhavige uitvinding is om bovengenoemde nadelen te vermijden en te voorzien in een zeer eenvoudige en efficiënte inrichting voor het verwijderen van een verontreiniging uit een vloeistof die deze verontreiniging bevat, en in het bijzonder 5 zware metalen uit met zware metalen verontreinigd water. Dit doel wordt volgens de onderhavige uitvinding bereikt door een inrichting van de in de inleiding genoemde soort die wordt gekenmerkt, doordat de afvoer voor gereinigde vloeistof een overloop omvat, de inrichting vrij is van mechanische roermiddelen die bij gebruik in aanraking 10 kunnen komen met het behandelingsmiddel, de toevoer voor verontreinigde vloeistof nabij de bodem van het reactievat uitmondt, en de inrichting in de toevoer voor verontreinigde vloeistof debietre-gelmiddelen omvat, een en ander zodanig, dat bij gebruik van de inrichting het behandelingsmiddel door bezinkingswerking onder invloed 15 van de zwaartekracht in hoofdzaak volledig in het reactievat achterbil j ft.

Doordat de inrichting volgens de uitvinding vrij is van mechanische roermiddelen en in hoofdzaak vrij van andere bewegende onderdelen die bij gebruik in aanraking kunnen komen met het behandelings-20 middel, is de inrichting zeer onderhoudsvriendelijk. Door de afwezigheid van dergelijke bewegende onderdelen wordt ook beschadiging daarvan met alle daarmee gepaard gaande problemen vermeden.

Een verder voordeel van de inrichting volgens de uitvinding is dat deze zeer eenvoudig en tegen lage kosten te vervaardigen is. Te-25 vens is de inrichting volgens de uitvinding, vanwege de eenvoudige uitvoering ervan, modulair uit te voeren, makkelijk te verplaatsen en kan zodoende op elke gewenste plaats worden gebruikt. De inrichting omvat voorts een betrekkelijk gering aantal onderdelen.

Het verdient de voorkeur volgens de onderhavige uitvinding dat 30 de onderzijde van het reactievat in hoofdzaak kegelvormig is uitgevoerd. Hierbij bevindt de bodem van het reactievat zich in de top van de kegel.

Hierdoor wordt bij bedrijf van de inrichting het contact tussen de te zuiveren verontreinigde vloeistof en behandelingsmiddel verbe-35 terd. Het behandelingsmiddel zal, na eerst omhoog te zijn gebracht, altijd weer in de richting van de top van de kegel onderin het reactievat bewegen, en dus in de richting van de toevoer van verontreinigde vloeistof.

1 01 79 59 - 3-

Teneinde het contact tussen het behandelingsmiddel en de verontreinigde vloeistof bij bedrijf van de inrichting verder te optimaliseren, verdient het hierbij de voorkeur dat voorts in het reactievat een gesloten lichaam aanwezig is met een buitenvorm die in hoofd-5 zaak congruent is met de binnenvorm van het reactievat, doch kleinere afmetingen bezit.

Aldus wordt een ringvormig kanaal gevormd tussen het gesloten lichaam en de binnenwand van het reactorvat. In de praktijk blijkt dit een zeer goede mengwerking van het behandelingsmiddel in de ver-10 ontreinigde vloeistof tot gevolg te hebben.

Het is gunstig gebleken wanneer de toevoer voor verontreinigde vloeistof in de bodem van het reactievat uitmondt.

Hierdoor komt bij bedrijf van de inrichting de verontreinigde vloeistof met een groot deel van het behandelingsmiddel in contact 15 doordat het behandelingsmiddel steeds door bezinkingswerking naar de onderzijde van het reactievat terugbeweegt. Ongebruikt behandelingsmiddel kan zich aldus niet op de bodem van het reactorvat verzamelen, doch wordt altijd door de toegevoerde vloeistof meegesleurd.

Verder verdient het de voorkeur dat de inrichting voorts een 20 toevoer en een afvoer voor het behandelingsmiddel omvat.

Hierdoor kan op eenvoudige wijze het behandelingsmiddel worden vernieuwd, wanneer blijkt dat de reinigende werking van het behandelingsmiddel afneemt. Ook kan, indien voor een bepaalde verontreinigde vloeistof een bijzonder behandelingsmiddel benodigd is, dit speciale 25 behandelingsmiddel op eenvoudige wijze in het reactievat worden ingébracht .

Voorts is het voordelig wanneer tussen het inwendige van het reactievat en de afvoer voor de gereinigde vloeistof filtermiddelen aanwezig zijn, voor het tegenhouden van eventueel meegesleurd behan-30 delingsmiddel.

Hoewel in hoofdzaak al het behandelingsmiddel door bezinkingswerking in het reactievat achterblijft, kan hierdoor ondubbelzinnig worden gewaarborgd dat de afgevoerde gereinigde vloeistof vrij is van behandelingmiddel.

35 Voorts verschaft de onderhavige uitvinding een werkwijze voor het verwijderen van een verontreiniging uit een vloeistof die deze verontreiniging bevat, in het bijzonder zware metalen uit met zware metalen verontreinigd water, onder toepassing van de inrichting volgens de uitvinding, welke werkwijze omvat het in het reactievat bren- 1 01 7959 - 4- gen van een hoeveelheid van een deeltjesvormig behandelingsmiddel en het daarmee in aanraking brengen van verontreinigde vloeistof, die via de toevoer daarvoor nabij de bodem in het reactievat wordt gebracht, waarbij de debietregelmiddelen in de toevoer zodanig worden 5 ingesteld, dat gezuiverde vloeistof het reactievat via de overloop kan verlaten en het deeltjesvormige behandelingsmiddel in hoofdzaak volledig in het reactievat achterblijft door bezinkingswerking onder invloed van de zwaartekracht.

In een voordelige uitvoeringsvorm van de werkwijze wordt de ge-10 reinigde vloeistof ten minste nog een maal met behulp van een aanvullende inrichting volgens de uitvinding gereinigd.

Hierdoor kunnen de behandelingsmiddelen in de afzonderlijke inrichtingen zodanig worden ingesteld, dat een specifiek gekozen verontreiniging, bijvoorbeeld een zwaar metaal zoals zeswaardig chroom 15 dat alleen onder bijzondere omstandigheden te verwijderen is, kan worden verwijderd.

Ook kan, door gebruik te maken van een aanvullende inrichting, worden voorzien in een voor- en nazuivering van de verontreinigde vloeistof.

20 Met voordeel wordt als behandelingsmiddel CaC03-houdend materi aal, in het bijzonder gemalen schelpmateriaal, toegepast.

Gebleken is dat dit materiaal zeer goede reinigingsresultaten levert en bovendien eenvoudig in bulkhoeveelheden met een gewenste deeltjesgrootte verkrijgbaar is.

25 Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding omvat het behandelingsmiddel in hoofdzaak materiaal met een deeltjesgrootte van kleiner dan 100 μτη.

Door gebruik te maken van materiaal met een deeltjesgrootte van kleiner dan 100 jim kan de reiniging van de verontreinigde vloeistof 30 aanvullend worden verbeterd.

Volgens de uitvinding wordt met "behandelingsmiddel" elk materiaal bedoeld dat geschikt is voor het uit de verontreinigde vloeistof verwijderen van verontreinigingen door een chemische reactie, ionenuitwisseling of adsorptie, of elke andere geschikte methode.

35 Zoals boven reeds is vermeld, wordt volgens de onderhavige uitvinding bij voorkeur gemalen schelpmateriaal toegepast. Andere geschikte behandelingsmiddelen zijn bijvoorbeeld actieve kool, MACROSORB®, chito-san, etc.

101 /3 59 - 5-

Volgens de onderhavige uitvinding wordt met "behandelen" elke vorm van verwijdering of inactivering van de vloeistof bedoeld, bijvoorbeeld door reactie, adsorptie, absorptie, ionenuitwisseling etc., zodanig dat de verontreiniging met het behandelingsmiddel in het 5 reactievat achterblijft terwijl de gereinigde vloeistof het reactievat via de overloop verlaat.

De deskundige in de techniek zal begrijpen dat de inrichting en werkwijze volgens de uitvinding zowel voor continue als ook voor batch-type processen geschikt zijn.

10 Hierna zal de onderhavige uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekening. Hierbij toont:

Figuur 1 een schematisch doorsnede van de inrichting volgens de onderhavige uitvinding; en

Figuur 2 een schematisch doorsnede van een alternatieve uit-15 voeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding

Gelijke verwijzingscijfers verwijzen naar identieke onderdelen.

Figuur 1 toont een inrichting 1 voor het verwijderen van zware metalen uit met zware metalen verontreinigd water. De inrichting 1 omvat een reactievat 2 dat bestemd is voor het daarin behandelen van 20 met zware metalen verontreinigd water met een deeltjesvormig behande-lingsmiddel 3. Het reactievat 2 omvat een eventueel pulserend werkende toevoer 4 voor het te behandelen, met zware metalen verontreinigde water nabij de bodem en een overloop 5 voor het gereinigde water. In of nabij de toevoer 4 voor verontreinigd water zijn debietregel-25 middelen 7, zoals een regelbare klep, aanwezig. De bodem van het vat 2 is kegelvormig uitgevoerd.

Figuur 2 toont eveneens een inrichting 1 voor het verwijderen van zware metalen met een reactievat 2, waarbij de onderzijde van het reactievat 2 opnieuw in hoofdzaak kegelvormig is uitgevoerd. In het 30 reactievat 2 is voorts een gesloten lichaam 8 aanwezig met een buitenvorm die in hoofdzaak congruent is met de binnenvorm van het reactievat 2, doch kleinere afmetingen bezit. Ook is het reactievat 2 voorzien van een toevoer 6 en afvoer 9 voor het behandelingsmiddel 3. Verder zijn tussen het inwendige van het reactievat 2 en de afvoer 5 35 voor het gereinigde water filtermiddelen 10 aanwezig voor het tegenhouden van in bedrijf van de inrichting 1 eventueel meegesleurd behandelingsmiddel 3.

In de in figuur 2 getoonde uitvoeringsvorm van de inrichting 1 volgens onderhavige uitvinding, is de onderzijde van het reactievat 2 1 01 79 59 - 6- in hoofdzaak kegelvormig uitgevoerd en is daarop bovendien een verlengde bovenzijde aangebracht waardoor de zone waarin het behande-lingsmiddel 3 kan bezinken wordt vergroot. Indien gewenst kan de verlengde bovenzijde in hoogte verstelbaar zijn uitgevoerd, waarbij de 5 juiste hoogte afhankelijk van bijvoorbeeld de sedimentatiesnelheid van het gebruikte behandelingsmiddel kan worden gekozen.

In bedrijf van de inrichting 1 volgens de figuren 1 en 2 wordt met zware metalen verontreinigd water via de toevoer 4 in het reactievat 2 ingebracht. Door werking van debietregelmiddelen 7 kan een 10 zodanig stromingsprofiel worden ingesteld dat het behandelingsmiddel 3 door bezinkingswerking onder invloed van de zwaartekracht onder de overloop 5 blijft. Hierbij kunnen de debietregelmiddelen 7 zodanig worden ingesteld dat het behandelingsmiddel 3 wordt opgestuwd, maar niet zover dat het met het gereinigde water via de overloop 5 wordt 15 afgevoerd.

Het contact tussen het behandelingsmiddel 3, zoals bijvoorbeeld gemalen schelpmateriaal, met het verontreinigde water is zeer efficiënt doordat opgestuwd behandelingsmiddel 3 door bezinkingswerking en via de schuine wanden van het reactievat 2 naar de onderzijde er-20 van terugkeert.

In de uitvoeringsvorm die getoond is in figuur 2 wordt het contact tussen verontreinigd water en behandelingsmiddel alsmede de bezinkingswerking verbeterd door het lichaam 8. Indien gewenst kan de bovenzijde van het lichaam zodanig zijn uitgevoerd dat eventueel 25 daarop afgezet behandelingsmiddel 3 niet blijft liggen. Dit kan bijvoorbeeld worden verkregen door het lichaam 8 aan de bovenzijde ervan te voorzien van schuin aflopende vlakken en/of een coating zoals . Teflon. In plaats daarvan kan het lichaam 8 aan de bovenzijde ervan zijn geopend, zodat het behandelingsmiddel 3, via daartoe aanwezige 30 openingen of gleuven, weer naar onderen wordt gebracht. Hierdoor wordt het behandelingsmiddel 3 zodoende niet gepassiveerd, maar blijft tijdens het behandelingsproces in het reactievat 2 circuleren.

Indien gewenst kunnen naast de debietregelmiddelen 7 nabij de toevoer 4 voor verontreinigd water, aanvullende (niet-getoonde) de-35 bietregelmiddelen zijn voorzien van het verbeteren van het contact tussen behandelingsmiddel 3 en het verontreinigde water. Hierbij kan worden gedacht aan lucht- of vloeistofinjectiesystemen.

Nadat het vervuilde water met het behandelingsmiddel 3 is behandeld, zal het gereinigde water, terwijl het behandelingsmiddel 3 1017959 - 7- door bezinkingswerking in het reactorvat 2 achterblijft, via de overloop 5 worden afgevoerd. In de uitvoeringsvorm die getoond is in figuur 2 is een filter 10 geplaatst voor het tegenhouden van eventueel meegesleurd reactiemiddel 3.

5 De overloop 5 van het reactievat 2 kan zijn aangesloten op de toevoer van een volgend reactievat (niet getoond). Dit volgende reactievat kan indien gewenst gevuld zijn met een ander behandelingsmid-del teneinde specifieke zware metalen uit de waterstroom te verwijderen. Ook kan de overloop 5 precies boven het reactievat 2 geplaatst 10 zijn, als hoogste punt van de inrichting 1. Hierdoor kan eventueel ingevangen lucht of ander aanwezig gas eenvoudig uit de inrichting 1 ontsnappen. Uiteraard kan de inrichting 1 ook zijn voorzien van (niet-getoonde) ontluchtingsventielen om het vullen van het reactievat 2 te bespoedigen.

15 De inrichting volgens de uitvinding is hierboven slechts bij wijze van toelichting besproken. Het zal voor de deskundige in de techniek snel duidelijk zijn dat verdere voorzieningen in de inrichting kunnen worden opgenomen, zoals temperatuurregelaars, pH-rege-laars, etc. die al naar gelang de specifieke samenstelling van het te 20 reinigen water kunnen worden opgenomen in de inrichting volgens de uitvinding. Ook zal de deskundige in de techniek begrijpen dat de werkwijze en inrichting niet alleen geschikt zijn voor het verwijderen van zware metalen uit met zware metalen verontreinigd water - zoals in de tekening nader is toegelicht - maar ook voor elke andere 25 verontreinigde vloeistof, bijvoorbeeld een met organische verbindingen verontreinigde waterstroom.

1 01 78 59

Claims (11)

1. Inrichting (1) voor het verwijderen van een verontreiniging uit een vloeistof die deze verontreiniging bevat, in het bijzonder zware metalen uit met zware metalen verontreinigd water, welke inrichting (1) een reactievat (2) omvat bestemd voor het daarin behan- 5 delen van de verontreinigde vloeistof met een deeltjesvormig behande-lingsmiddel (3), welk reactievat (2) een toevoer (4) voor de te behandelen verontreinigde vloeistof, en een afvoer voor de gereinigde vloeistof omvat, met het kenmerk, dat de afvoer voor gereinigde vloeistof een overloop (5) omvat, dat de inrichting (1) vrij is van 10 mechanische roermiddelen die bij gebruik in aanraking kunnen komen met het behandelingsmiddel (3), dat de toevoer (4) voor verontreinigde vloeistof nabij de bodem van het reactievat (2) uitmondt, en dat de inrichting (1) in de toevoer (4) voor verontreinigde vloeistof debietregelmiddelen (7) omvat, een en ander zodanig, dat bij gebruik 15 van de inrichting (1) het behandelingsmiddel (3) door bezinkingswer-king onder invloed van de zwaartekracht in hoofdzaak volledig in het reactievat (2) achterblijft.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de on-20 derzijde van het reactievat (2) in hoofdzaak kegelvormig is uitgevoerd .

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat voorts in het reactievat (2) een gesloten lichaam (8) aanwezig is met 25 een buitenvorm die in hoofdzaak congruent is met de binnenvorm van het reactievat (2), doch kleinere afmetingen bezit.

4. Inrichting volgens een of meer van de conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de toevoer (4) voor verontreinigde vloeistof in de 30 bodem van het reactievat (2) uitmondt.

5. Inrichting volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de inrichting (1) voorts een toevoer (9) en een afvoer (9) voor het behandelingsmiddel (3) omvat. 35

6. Inrichting volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat tussen het inwendige van het reactievat (2) en 1 01 7859 - Side afvoer voor de gereinigde vloeistof foltermiddelen (10) aanwezig zijn, voor het tegenhouden van eventueel meegesleurd behandelingsmid-del.

7. Werkwijze voor het verwijderen van een verontreiniging uit een vloeistof die deze verontreiniging bevat, in het bijzonder zware metalen uit met zware metalen verontreinigd water, onder toepassing van de inrichting volgens een of meer van de voorgaande conclusies, welke werkwijze omvat het in het reactievat brengen van een hoeveel-10 heid van een deeltjesvormig behandelingsmiddel en het daarmee in aanraking brengen van verontreinigde vloeistof, die via de toevoer daarvoor nabij de bodem in het reactievat wordt gebracht, waarbij de debietregelmiddelen in de toevoer zodanig worden ingesteld, dat gezuiverde vloeistof het reactievat via de overloop kan verlaten en het 15 deeltjesvormige behandelingsmiddel in hoofdzaak volledig in het reactievat achterblijft door bezinkingswerking onder invloed van de zwaartekracht.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de ge-20 reinigde vloeistof ten minste nog eenmaal met behulp van een aanvullende inrichting volgens een of meer van de conclusies 1-6 wordt gereinigd.

9. Werkwijze volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk, dat als 25 behandelingsmiddel CaC03-houdend materiaal wordt toegepast.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat als .het CaC03-houdende materiaal gemalen schelpmateriaal wordt toegepast.

11. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 7-10, met het kenmerk, dat het behandelingsmiddel in hoofdzaak materiaal met een deeltjesgrootte van kleiner dan 100 pm omvat. i o 11