NL8007096A - Inrichting voor het met behulp van gasbelletjes opdrijvend maken van een in een vloeistof gesuspendeerde bestanddelen. - Google Patents

Description

X»x 5726

Titels Inrichting voor het met behulp van gasbelletjes opdrijvend maken van in een vloeistof gesuspendeerde bestanddelen.

Voor het verwijderen van in een vloeistof (bijvoorbeeld afvalwater) gesuspendeerde bestanddelen zijn verschillende werkwijzen en voor het uitvoeren daarvan bestemde inrichtingen bekend.

Een bekende werkwijze omvat het doen opdrijven van gesus-5 pendeerde deeltjes door het aanhechten van kleine gasbelletjes, en 'in het bijzonder luchtbelletjes, aan deze deeltjes, waardoor deze lichter dan de vloeistof worden, waarbij na het opdrijven een schuim-achtige drijflaag ontstaat, die bijvoorbeeld door middel van een schraper kan worden afgevoerd. Deze werkwijze is in het bijzonder ge-10 schikt voor het afscheiden van bestanddelen, waarvan de deeltjes betrekkelijk klein zijn, zodat deze slechts langzaam zullen bezinken of opdrijven. Immers bij kleinere deeltjes is de verhouding tussen oppervlakte en inhoud groter dan bij grotere deeltjes, zodat de weerstand bij verplaatsing ten opzichte van de omringende vloeistof dienovereen-15 komstig groter wordt. Suspensies van kleine deeltjes zijn dan ook betrekkelijk stabiel. Ook voor deeltjes met een dichtheid, die slechts weinig van die van de vloeistof verschilt, is deze wijze van afscheiden zeer geschikt.

Dergelijke gasbelletjes worden verkregen door een vloei-20 stof onder hogere druk met het desbetreffende gas te verzadigen, en het mengsel na plotselinge ontspanning in een afscheidingsruimte te voeren, waarin zich de te behandelen vloeistof bevindt. De met gas gemengde vloeistof wordt na het ontspannen oververzadigd, waarbij een zeer groot aantal zeer kleine gasbelletjes in een nagenoeg colloidale 25 verdeling ontstaat, welke belletjes zich gemakkelijk aan de gesuspendeerde deeltjes hechten, hetgeen door de gelijkmatige en fijne verdeling van deze belletjes in de vloeistof nog wordt bevorderd. Voor een en ander kan naar de oudere aanvragen73 17 6^9 Cmet afsplitsing Λ 79 05 328) en 78 07 081 worden verwezen.

30 Wanneer de aldus opdrijvend gemaakte deeltjes uit een vaste stof of uit een met de dragervloeistof niet mengbaar vloeistof bestaan, zal de drijflaag betrekkelijk weinig dragervloeistof bevatten, zodat de afgescheiden stof op betrekkelijk eenvoudige wijze van de dragervloeistofresten kan worden ontdaan, bijvoorbeeld door droging, 800709g - 2 - na-afscheiding of dergelijke.

Het komt echter voor, dat in de te behandelen vloeistof deeltjes zijn gesuspendeerd, die zelf nog betrekkelijk veel vloeistof bevatten, zoals bijvoorbeeld mikro-organismen met in de cellen 3 daarvan aanwezige celvloeistof. Dit is bijvoorbeeld het geval bij overschotslib, dat ontstaat bij biologische behandeling van een te reinigen vloeistof met behulp van mikro-organismen, bij welke behandeling de mikro-organismen zich vermenigvuldigen, zodat regelmatig slib moet worden afgevoerd om de hoeveelheid biologische massa op 10 een geschikt peil te houden.

Wanneer dergelijk materiaal van de vloeistof wordt afgescheiden, in het bijzonder door gasbelafscheiding, zal het afgescheiden materiaal nog ingesloten vloeistof bevatten, die niet door een gangbare afscheidingsbewerking kan worden verwijderd. Deze vloeistof 13 moet dikwijls voor het afvoeren, opslaan, verder verwerken of vernietigen van dit materiaal worden verwijderd. Drogen aan de lucht duurt meestal te lang, en zal dikwijls wegens mogelijkerwijs optredende ontbinding van organisch materiaal tot overlast aanleiding geven, terwijl het drogen wordt bemoeilijkt, wanneer het te drogen materiaal 20 ingesloten vocht bevat. Drogen door verwarming is echter meestal kostbaar, zodat er behoefte bestaat aan middelen, waarmede het vloei-stofgehalte van dergelijk afgescheiden materiaal nog verder kan worden verminderd.

De uitvinding verschaft een inrichting voor het behandelen 25 van een vloeistof, waarbij in deze vloeistof gesuspendeerde deeltjes door aanhechting van kleine gasbelletjes opdrijvend worden gemaakt, welke inrichting bestaat uit een opdrijfruimte, een leiding voor het nabij de bodem van deze ruimte toevoeren van de te behandelen vloeistof, middelen voor het onder verhoogde druk met een gas verzadigen 30 van een vloeistof, een op deze middelen aansluitende en van een ont-spanningsklep of dergelijke voorziene leiding, die nabij de bodem in de opdrijfruimte uitmondt, teneinde de zich bij ontspanning in de ruimte vormende gasbelletjes in staat te stellen om zich aan zich in deze ruimte aanwezige gesuspendeerde deeltjes te hechten, en middelen 35 voor het uit de opdrijfruimte afvoeren van een op de daarin aanwezige vloeistof drijvende en de afgescheiden bestanddelen bevattende drijflaag resp. van de overblijvende vloeistof, welke inrichting volgens de uitvinding als kenmerk heeft, dat de toevoerleiding voor de te behandelen vloeistof met de zuigzijde van de perspomp is verbonden, ten- 8007096 I « - 3 - einde de te behandelen vloeistof zelf met gas te verzadigen, en dat de in de opdrijfruimte uitmondende en van de ontspanningsklep voorziene leiding tevens voor de toevoer van deze vloeistof aan de opdrijf ruimte dient.

5 Doordat nu de te behandelen vloeistof zelf met het gas on der druk wordt verzadigd, zal ook het ingesloten vocht onder deze druk komen, en eventueel nog gas uit de omgevende vloeistof opnemen. Bij het plotseling ontspannen van de onder druk gezette vloeistof zal het ingesloten vocht eveneens ontspannen, waarbij bovendien daar-10 in opgeloste gassen vrijkomen, met het gevolg, dat de omhulling van dergelijke vochthoeveelheden wordt verbroken, en de vloeistof daaruit vrijkomt. Het overblijvende materiaal wordt dan door gasbelaanhechting in de opdrijfruimte opdrijvend gemaakt, en kan dan met een geringer vloeistofgehalte als drijflaag worden afgevoerd.

15 Vanneer in het bijzonder, bijvoorbeeld zoals in de voor noemde oudere aanvrage 73 17 649 is beschreven, een mengvat tussen de vloeistofperspomp en de ontspanningsklep is opgenomen, en een afzonderlijke gasperspomp aanwezig is, waarmede het met de vloeistof te mengen gas onder tenminste de vloeistofdruk kan worden toegevoerd, 20 welk vat voorts van middelen voor het bevorderen van de menging van het gas en de vloeistof is voorzien, kan volgens de uitvinding de met de .perszijde van de gasperspomp verbonden leiding rechtstreeks in het mengvat uitmonden, waarbij dan het vat wordt gebruikt om het gas en de vloeistof te mengen. In het bijzonder eindigt daarbij de gasleiding 25 binnen het mengvat in een of meer verdeelmondstukken, waarmede het onder druk te mengen gas in hoofdzaak gelijkmatig in de vloeistof wordt verdeeld.

Het voornoemde mengvat kan voorts zijn ingericht voor het boven de vloeistof handhaven van een gasbel onder druk, terwijl de 30 van de ontspanningsklep voorziene leiding onder het laagste vloei-stofpeil in het mengvat uitmondt. In het bijzonder kunnen daarbij de verschillende perspompen zodanig worden bestuurd, dat een bepaalde gasbeldruk en een bepaald vloeistofpeil^in dit mengvat worden gehandhaafd.

35 Wanneer de vloeistof, die in het in de te behandelen vloei stof gesuspendeerde materiaal is ingesloten, opgeloste bestanddelen bevat, die niet door luchtbelopdrijving kunnen worden verwijderd, en die de uit de opdrijfruimte afgevoerde behandelde vloeistof verontreinigen, dient deze vloeistof naar een nabehandelingstrap, en in het BG 0 70 9 fi - k - bijzonder een biologische behandelingstrap, te worden gevoerd om deze bestanddelen daaruit te verwijderen.

Bij een inrichting, waarbij de te behandelen vloeistof in een voorafscheider aan een gasbelopdrijfbehandeling wordt onderworpen, 5 alvorens naar een biologische behandelingstrap te worden gevoerd, terwijl het overschotslib van deze biologische trap naar dezelfde voor-afscheider wordt gevoerd om dit slib samen met in de behandelde vloeistof gesuspendeerde bestanddelen door opdrijving af te scheiden, kan volgens de uitvinding de vloeistofperspomp met de ontspanningsklep 10 in de terugvoerleiding voor het overschotslib zijn opgenomen.

De uitvinding zal in het onderstaande nader worden toegelicht aan de hand van een tekening; hierin toont: fig. 1 een sterk vereenvoudigde schematische voorstelling van een inrichting volgens de uitvinding; en 15 fig. 2 een nog verder vereenvoudigde schematische voorstel ling van een dergelijke inrichting, die is opgenomen in een stelsel voor het biologisch behandelen van een vloeistof.

De in fig. 1 afgebeelde inrichting omvat een afscheider 1 in de vorm van een opdrijfbak, die in het bijzonder op de wijze van 20 de oudere aanvragen 73 0^9 en 79 05 328 is uitgevoerd. Deze bak om vat een invoer- of opdrijfkamer 2, die door middel van een schuin schot 3 is afgescheiden van een na-afscheidingskamer 4, welke laatste dient om de niet in de kamer 2 afgescheiden bestanddelen door opdrijven dan wel bezinken af te scheiden. Zoals in de voornoemde oudere 25 aanvrage is beschreven, kan in deze kamer een platenafscheider worden aangebracht, die echter in fig. 1 niet is afgebeeld.

De uit de vloeistof 5 ia de bak opdrijvende bestanddelen verzamelen zich tot een drijflaag 6, die over een overloopschot 7 naar een afvoergoot 8 kan afvloeien, daarbij zonodig geholpen door 5Ó een niet afgebeelde schraper. Onder de drijflaag 7 mondt een afvoer 9 voor de gereinigde vloeistof in de kamer k uit.

Nabij de bodem van de kamer 2 is een mondstuk 10 aangebracht, dat dient voor het toevoeren van te reinigen vloeistof. Dit mondstuk is verbonden met een leiding 11, waarin een ontspanningsklep 12 is 35 opgenomen, welke leiding van een mengvat 13 afkomstig is.

In dit vat mondt een leiding 14 uit, die met een vloeistof-perspomp 15 is verbonden, welke pomp de te reinigen vloeistof vanuit een toevoerleiding 16 kan aanzuigen, en onder druk in het vat 13 kan pompen.

8007096 _ - 5 -

Voorts is een gasperspomp 17 aanwezig, die omgevingslucht of een ander geschikt gas naar een invoermondstuk 18 kan pompen, en wel onder een druk, die tenminste gelijk is aan de druk, die door de pomp 15 kan worden geleverd. Het mondstuk 18 kan bijvoorbeeld de vorm 5 hebben van een van gaatjes voorziene pijp of doos, teneinde het gas * zo gelijkmatig mogelijk door de vloeistof te verdelen. Het gas stijgt dan op in de vorm van belletjes, en verzamelt zich, voor zover het niet is opgelost, in een gasbel 19 aan de bovenzijde van het vat 15. Zonodig kan een roerder 20 worden gebruikt om het gas nog beter met 10 de vloeistof te mengen.

Een peiltaster 21 is, zoals schematisch bij 22 is aangeduid, met de pomp 15 gekoppeld, en dient om deze pomp stil te zetten, zodra een bepaald vloeistofpeil is bereikt. Verder kan deze of een , bijkomende taster zijn ingericht om, zoals schematisch bij 22*is 15 aangegeven, de gasperspomp 17 te besturen wanneer het luchtkussen 19 te groot of te klein wordt. Uiteraard kunnen ook andere besturings-wijzen worden toegepast.

De leiding 11 mondt uit beneden de vloeistofspiegel in het vat 15, zodat er nooit gas in de leiding 11 zal worden geperst. De 20 vloeistof wordt onder de in de ruimte 19 heersende gasdruk in de leiding 11 geperst, welke vloeistof bij deze druk althans nagenoeg met het gas is verzadigd.

In de klep 12 wordt deze druk plotseling tot ongeveer de omgevingsdruk verlaagd, zodat de vloeistof sterk met het gas wordt 25 oververzadigd. Het gas scheidt zich dan af als kleine gasbelletjes met een nagenoeg colloidale verdeling, welke belletjes zich aan de in de vloeistof meegesleepte gesuspendeerde deeltjes vasthecht, zodat deze lichter worden dan de vloeistof, en in de opdrijfkamer 2 naar de laag 6 zullen opstijgen. Eventueel achtergebleven deeltjes kunnen 50 dan in de kamer k (en eventueel in de daarin aanwezige platenafschei-der) door bezinken dan wel opdrijven worden afgescheiden. Het verschil met de bekende gasbelopdrijfinrichtingen is, dat nu de te reinigen vloeistof zelf onder druk met gas^wordt gemengd, en niet een betrekkelijk schone hulpvloeistof, bijvoorbeeld de gereinigde te be-55 handelen vloeistof.

Een' ander gevolg van het onder druk met een gas verzadigen van de te behandelen vloeistof is, dat gesuspendeerde deeltjes, die ingesloten vocht bevatten, bij het plotseling ontspannen in de klep 12 min of meer uit elkaar zullen barsten, en' daarbij het ingesloten 8007096 - 6 - vocht zullen verliezen, waardoor het afgeecheiden materiaal droger wordt, en dus minder droogenergie vereist. Dit geldt in de eerste plaats voor mikro-organismen, die uit cellen bestaan, die een vocht-holte of vacuole bevatten. Bij het onder druk zetten en met gas ver-5 zadigen van de vloeistof in het vat 13 worden ook de holten in de cellen onder druk gezet, terwijl bovendien gas door de cel naar binnen kan diffunderen. Door het ontspannen, en in het bijzonder door het daarbij vrijkomen van gas in de vacuolen, zullen de cellen worden vernietigd.

10 Een soortgelijk verschijnsel zal zich kunnen voordoen bij deeltjessamenstellen met tussengelegen holten, waarin vloeistof is ingesloten, welke vloeistof bij het ontspannen eveneens vrij kan komen, waardoor de samenhang tussen de deeltjes wordt verstoord.

Wanneer de resten van de aldus uiteengerukte deeltjes door 15 de gasbellen opdrijfbaar worden gemaakt, en deze resten aldus in de drijflaag 6 terechtkomen, vindt een doeltreffende reiniging van de vloeistof plaats, terwijl de afgescheiden bestanddelen bijkomend van vocht zijn ontdaan, zodat het verwijderde drijflaagmateriaal een groter vastestofgehalte heeft.' __ 20 Wanneer echter in de deeltjes of deeltjessamenstellen inge sloten of op andere wijze opgenomen vloeistof een verontreiniging van de behandelde vloeistof, die bij 9 wordt afgevoerd, zou kunnen vormen, bijvoorbeeld in het celmateriaal of in vacuolen van mikro-organismen of dergelijke opgeloste organische stoffen, moeten derge-25 lijke stoffen uit de behandelde vloeistof worden verwijderd. Dit kan met een nabehandelingstrap geschieden, bijvoorbeeld een biologische behandelingstrap. Wanneer de bij 16 toegevoerde vloeistof afkomstig is van een biologische behandelingstrap, kan deze trap voor dit doel worden gebruikt.

30 Fig. 2 toont een voorbeeld van een samengestelde inrichting met een biologische behandelingstrap 23· Deze inrichting omvat verder de opdrijfbak 1 en het mengvat 13 met de bijbehorende onderdelen van fig. 1. De te behandelen- vloeistof wordt.door een leiding 2*l· toegevoerd, die bij 25 in de opdrijfkamer 2 van de bak 1 uitmondt, en wel 35 nabij het mondstuk 10 van de leiding 11, die van de ontspanningsklep 12 afkomstig is. De leiding 16 staat in verbinding met een leiding 26, waarmede slib ,uit de biologische behandelingstrap 23 wordt afgevoerd. Een deel van dit slib wordt door een pomp 27 bij 28 naar de biologische trap teruggevoerd, waarbij de verdeling door instelling 8007096 -7-.

Tan de pompen 15 en 27 zodanig is, dat de door de pomp 2? teruggevoerde hoeveelheid slib 'voldoende is om de slibhoeveelheid in de trap 23 op peil te houden, terwijl de leiding 16 het overschotslib afvoert.· Dit slib wordt in het mengvat 13 onder druk met gas verzadigd, en 5 wordt-na ontspanning in de klep 12 bij 10 in de opdrijfkamer 2 gevoerd, alwaar de gevormde luchtbelletjes niet alleen slibdeeltjes, doch ook de bij 25 ingevoerde gesuspendeerde deeltjes opdrijfbaar maakt. De afvoerleiding 9 van de bak 1 voert naar de biologische be-handelingstrap 23* waarin de niet afgescheiden en in het bijzonder 10 opgeloste bestanddelen aan een biologische zuiveringsbehandeling worden onderworpen. De gezuiverde vloeistof wordt bij 29 afgevoerd. Deze samengestelde inrichting komt in hoofdzaak overeen met die volgens de oudere aanvrage 7701 6Ο8, met uitzondering van het feit, dat nu het teruggevoerde slib zelf met gas wordt verzadigd, in plaats van 15 een deel van de in de bak 1 voorbehandelde vloeistof. Zoals in deze oudere aanvrage is beschreven, zal door het gemeenschappelijk opdrijfbaar maken van de in de toegevoerde vloeistof en in het teruggevoerde slibmengsel gesuspendeerde deeltjes een drijflaag 6 worden verkregen, die minder vloeistof en dus meer vaste stof zal bevatten dan bij af-20 zonderlijke opdrijving.

Zoals bij is aangegeven, is het ook mogelijk de te be handelen vloeistof naar de pomp 15 te voeren, zodat ook deze met gas wordt verzadigd, hetgeen zin kan hebben, wanneer ook deze vloeistof deeltjes of deeltjessamenstellen bevat, die ingesloten vocht bevatten.

• 25 Het is uiteraard ook mogelijk alleen de te behandelen vloeistof met gas te verzadigen, en het teruggevoerde slib rechtstreeks naar de kamer 2 te voeren.

Wanneer bij het tengevolge van de ontspanning uiteenvallen van gesuspendeerde deeltjes of deeltjessamenstellen resten van deze 30 deeltjes in de drijflaag 6 terechtkomen, die nog verder zouden kunnen worden afgebroken, en die bij de toegepaste droging of andere verwerking tot ongewenste ontledingsprodukten aanleiding zouden kunnen geven, kan het soms aanbeveling verdienen het drijflaagmateriaal aan een nabehandeling te onderwerpen. Wanneer daarvoor een biologische 35 behandeling geschikt is, kan dit uiteraard in een afzonderlijke biologische behandelingstrap geschieden, doch het is ook mogelijk daarvoor de trap 23 te gebruiken. Daarbij kan dan het drijflaagmateriaal vanuit de goot 8 door middel van een met onderbroken lijnen aangeduide verbindingsleiding J>0 naar een bewaarvat 31 worden gevoerd, om 8007096 - 8 - daarin tijdelijk te worden opgeslagen* teneinde op een geschikt tijdstip door middel van een leiding 32 naar de biologische trap 23 ' te worden gevoerd, bijvoorbeeld gedurende een’tijd, dat geen vloeistof door- de leiding 2k wordt toegevoerd, hetgeen bijvoorbeeld het 5 geval kan zijn tijdens het weekeinde of andere werkonderbrekingen, wanneer geen te behandelen vloeistof wordt voortgebracht. Een voordeel daarvan is, dat de mikro-organismen in de trap 23 op deze wijze in leven kunnen worden gehouden.

Het zal duidelijk zijn, dat binnen het kader van' de uit-10 vinding nog vele wijzigingen mogelijk zijn, en dat de in fig. 1 getoonde inrichting nog op andere wijzen in bestaande vloeistofbehande-lingsstelsels kan worden opgenomen.

f Λ 8007096

Claims (4)

1. Inrichting voor het behandelen van vloeistof, waarbij in' de vloeistof gesuspendeerde deeltjes door aanhechting van kleine gasbellet jes opdrijvend worden gemaakt, omvattende een opdrijfruimte, een leiding voor het nabij de bodem van deze ruimte toevoeren van de 5 te behandelen vloeistof, middelen voor het onder verhoogde druk met een gas verzadigen van een vloeistof, welke middelen een vloeistof-perspomp omvatten, en op deze middelen aansluitende en van een ontspanningsklep of dergelijke voorziene .leiding, die nabij de bodem in de opdrijfruimte uitmondt, teneinde zich bij ontspanning in de vloei-10 stof vormende gasbelletjes in staat te stellen om zich aan in deze ruimte aanwezige en in de toegevoerde vloeistof gesuspendeerde deeltjes te hechten, en middelen voor het uit de opdrijfruimte afvoeren van een op de daarin aanwezige vloeistof drijvende en de afgescheiden bestanddelen bevattende drijflaag resp. van de overblijvende * 15 vloeistof, met het kenmerk, dat de toevoerleiding voor de te be handelen vloeistof met de zuigzijde van de perspomp is.verbonden, teneinde de te behandelen vloeistof zelf met gas te verzadigen, en dat de in de opdrijfruimte uitmondende en van een ontspanningsklep voorziene leiding tevens voor het toevoeren van deze vloeistof aan 20 de opdrijfruimte dient.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij tussen de vloei-stofperspomp en de ontspanningsklep een mengvat is opgenomen, terwijl een gasperspomp aanwezig is, die is ingericht om het met de vloeistof te mengen gas onder tenminste de vloeistofdruk aan dit vat 25 toe te voeren, welk vat is voorzien van middelen voor het bevorderen van een menging van het gas en de vloeistof, met het kenmerk, dat de met de perszijde van de gasperspomp verbonden leiding in het mengvat uitmondt, welk vat is ingericht voor het onder druk mengen van gas en vloeistof. 30 3· Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de gasleiding binnen het mengvat eindigt in een of meer verdeelmond- Λ stukken, waarmede het onder druk te mengen gas in hoofdzaak gelijkmatig in de vloeistof wordt verdeeld. k· Inrichting volgens conclusie 2 of 3j met het. kenmerk, 35 dat het mengvat is ingericht voor het boven de vloeistof handhaven van een gasbel onder druk, en dat de van de ontspanningsklep voorziene leiding onder het laagste vloeistofpeil in het mengvat uitmondt. 8007096 -10-.

5· Inrichting volgens conclusie 4, gekenmerkt door middelen voor het zodanig besturen van de perspompen, dat een bepaald vloeistofpeil in het mengvat wordt gehandhaafd.

6. Inrichting volgens een van de conclusies 1..5, met het 5 kenmerk, dat de middelen voor het uit de opdrijf ruimte afvoeren van de behandelde vloeistof in verbinding staan met een nabehande-lingstrap, in het bijzonder een biologische behandelingstrap, welke trap is ingericht voor het uit deze vloeistof verwijderen van de achtergebleven bestanddelen. 10 7· Inrichting volgens conclusie 6, waarbij de te behandelen vloeistof in een voorafscheider . aan een gasbelopdrijfbehandeling wordt onderworpen, alvorens naar een nabehandelingstrap te worden gevoerd , terwijl het overschotslib,dat in deze nabehandelingstrap wordt gevormd, naar dezelfde afscheider wordt teruggevoerd, teneinde 15 daaruit bestanddelen samen met de in de te behandelen vloeistof gesuspendeerde bestanddelen door opdrijving af te scheiden, met het kenmerk, dat de vloeistofperspomp en ontspanningsklep zijn opgenomen in de terugvoerleiding voor dit overschotslib. .» 8007096