NO121266B

NO121266B -

Info

Publication number: NO121266B
Application number: NO3178/68A
Authority: NO
Inventors: R Davidson; W Palmer; T Forrest
Original assignee: Fmc Corp
Priority date: 1967-08-15
Filing date: 1968-08-13
Publication date: 1971-02-08
Also published as: CH503665A; US3489679A; DK131022C; FR1578413A; DE1786078A1; GB1168580A; DK131022B

Description

Fremgangsmåte og apparat for

klaring av væsker med ultralyd.

Nærværende oppfinnelse angår fjernelse av suspenderte faste stoffer fra væsker for å bevirke klaring av samme.

Oppfinnelsen er særlig anvendelig for klaring av væsker inneholdende meget små partikler av suspenderte faste stoffer medregnet organiske stoffer i mengder som ikke overstiger 100 - 150 deler pr. million, som normalt er vanskelig å fjerne fra bærevæsken. Eksempler på væsker inneholdende faste stoffer og for hvilke oppfinnelsen er særlig anvendelig, er kloakkvann, avvann fra konvensjonelle kloakk-aktivertslam-prbsess, hvor inn-holdet av faste stoffer medregnet aktivertslam-faststoffér er i størrelsesordenen 20 - 30 deler pr. million, avvann fra drypp-filterrenseanlegg i en prosess for behandling av kloakkvann, vann inneholdende alger og/eller andre meget små organiske stoffer som må fjernes for å skaffe et Snskelig renset vann egnet for forbruk

av mennesker, industri-avvann og liknende.

Kort sammendrag nv oppfinnelsen.

Organiske og andre faste stoffer i suspensjon i

et vanndig medium i en beholder som inneholder en bevegelig sikt, bringes til å stote mot sikten og avsette seg på denne .når væsken går gjennom sikten, og deretter beveges sikten, som bærer de utfelte faste stoffer, ut av beholderen og til og gjennom den ovre del av et vannbad som er adskilt fra beholderen. I vannbodet utsettes de faste stoffer på sikten for losende krefter som et resultat av ultralydsvingninger tilfort vannbadet nær sikten, hvorved de utfelte faste stoffer loses fra sikten. Mens de ennå befinner seg i vannbadet og under påvirkningen av ultralydsvingninger, bringes de fraskilte faste stoffer til utfelling i området av badet under sikten og til konsentrasjon i bunnen av badet og deretter fjernes de konsentrerte faste stoffer fra bodet.

Ved utforelse av oppfinnelsen for fjernelse av faste stoffer i suspensjon i vann, kloakkvann og industriavvann, fores suspensjonen forst inn i en beholder med forholdsvis stort volum, inneholdende en seksjon av en endelos bevegelig sikt som går fra beholderen til det adskilte vannbad. Vannbadet har et forholdsvis lite volum, slik at etter avsetning av de faste stoffer på sikten inne i beholderen og foring av disse til vannbadet,

hvor de faste stoffer fraskilles fra sikten og konsentreres ved bunnen av vannbadet som beskrevet, fores denne rene del av sikten tilbake til beholderen for ytterligere fjernelse av faste stoffer og kontinuerlig eller fra tid til annen, etter onske, fjernes de konsentrerte faste stoffer fra vannbadet i enheten for å fores bort.

I vannbadet med lite volum bringes de organiske eller andre faste stoffer til utfelling og til kompaktering, agglomerering eller til å klumpe seg under denne utfellingsprosess, mens de utsettes for ultrolydpåvirkning. Blant annet virker således badet som et kammer for konsentrasjon av faste stoffer i bunnen av samme, i form av et forholdsvis tykt, rolig slam med vannet i badet. Dette slam av konsentrert organisk materiale pumpes ut av badet og bore tilstrekkelig vann (som kan være enten tilforeelsvann eller klaret avvann fra hovedbeholderen) behover tilfoyes badet for å erstatte det vann som fores ut sammen med slammet. Volumet av det nodvendige erstatningsvann representerer bare en meget liten brokdel av det samlede volum av vann som klares ved hjelp av enheten.

De til vannbadet tilforte ultralydsvingninger skiller de faste stoffer fra sikten ved kavitasjonsfenomen frembrakt i vannet i badet. I den foretrukne utforelsesform påtryk-

kes ultrolydsvingningene umiddelbart på en vegg av badet ved hjelp av elektromagnetiske enheter. Noe av den elektriske effekt som tilfores enhetene omdannes til varme ved motstand og hvirvelstrdm-tap. Således blir varme ledet til badets vann og oker dettes temperatur over omgivelsens temperatur og oker derved kovitasjons-effekten og gjor sikt-renseprosessen mer effektiv.

Når oppfinnelsen utfares for fjernelse av faste stoffer i suspensjon i en aktivertslam-prosess for kloakkvann, kan det være onskelig å fore en del av konsentratet eller slammet fra badet tilbake til et utluftingskammer i kloakksystemet, hvor nkti-vertslam dannes ved biodegradering. Det har vist seg at virkningen av ultralydsvingningene på de organiske stoffer i badet for sikt-rensing og materialkonsentrosjon oker biodegraderbarheten av de organiske stoffer og derved understotter virkningen av utluftings-kammeret.

Den måte på hvilken disse fordeler ved oppfinnelsen kan oppnås, vil fremgå av folgende detaljerte beskrivelse av en utforelsesform av oppfinnelsen og under henvisning til tegningene, hvor fig. 1A og 1B er skjematiske fremstillinger av et kloakkvann-behondlingsanlegg som anvender apparatet ifolge foreliggende oppfinnelse, fin. 2 er et planriss av apparatet for klaring og konsentrering av faste stoffer ifolge foreliggende oppfinnelse med en del av sikten tatt bort for oversiktens skyld, fig. 3 er ct side-oppriss av apparatet sett fra den side hvor det klarede avvann tommes ut, fig. 4 er et snitt av apparatet etter linjen 4-4 på

fig. 2, fig. 5 er et lengdesnitt av apparatet etter linjen 5-5 på fig. 2, fig. 6 er et delvis snitt i storre målestokk av apparatets avlopsdel tatt etter linjen 6-6 på fig. 2, fig. 7 er et snitt etter linjen 7-7 på fig. 6 og viser understøttelsen for tromlen ved apparatets avlopsåpning, fig. 8 er et delsnitt i storre målestokk etter linjen 8-8 på fig. 5 og viser tetningskonstruksjonen mellom sikten og tromlen, fig. 9 er delvis planriss sett i pilenes 9-9 retning på fig. 8, fig. 10 er et oppriss i storre målestokk av ultralydsvingerens montering, fig. 11 er et delsnitt i storre målestokk etter linjen 11-11 på fig. 10 og viser monteringen av svingerne, fig. 12 viser i storre målestokk skjematisk oppfinnelsens funksjon, idet denne figur også viser en modifisert form hvori operasjonen kon styres ved hjelp av en flottbr-væskenivå-styreenhet, og fig. 13 er et skjema som antyder cn typisk funksjon i klarings-

og faststoffkonsentrasjonsapparatet ifolge oppfinnelsen.

Foreliggende oppfinnelse vil bli beskrevet detaljert i forbindelse med den endelige klaring av vanndig materiale i form av sekundæravvannet fra den avlsuttende utfellingstank i et kloakkbehandlingsanlegg med aktivt slam, selvom oppfinnelsen i videre forstand ikke er begrenset til denne anvendelse, men kan anvendes generelt for behandling av andre avfallsvæsker, vann og liknende som inneholder organiske og andre faste stoffer i mengder som ikke overstiger 100 - 150 deler pr. million som allerede an-gitt .

Sekundæravvannet fra et kloakkbehandlingsanlegg

med aktivt slam har f.eks. suspendert i seg koloidole biologiske og bakteriologiske faste stoffer i mengder på 20 - 40 deler pr. million som når de tommes ut i en elv, en innsjo eller liknende, forbruker oksygen fra opptaksvannet mens de gjennomgår dekomponering i samme, og således hor en skadelig virkning på det animalske liv i vannet. Disse organiske stoffer tjoner også som næringsstoffer for plantevekst i opptaksvannet og bevirker derved tilstopping og andre problemer.

Foreliggende oppfinnelse er istand til å klare disse sekundæravvann og frembringer avfallsvæsker som inneholder omkring B - 10 deler pr. million og endog mindre av disse faste stoffer, hvilket etter vår tids normer er akseptabelt for uttom-ning i elver, bekker og innsjoer, hvor kontroll og opprettholdelse av livsbetingelser for dyr og sjodyr er av betydning.

Avvannsmengdene fra et kloakkbehandlingsanlegg med aktivt slam er store selv i en liten by eller kommune, og eiendoms-prisene i området for behandlingsanlegget er vanligvis slike, at det er altfor kostbart å anordne sammenhengende store områder av kloakkbehandlingsanlegg. Problemet blir ytterligere komplisert ved de variable klimaforhold på steder for slike anlegg i forskjellige deler av landet. Apparatet ifolge oppfinnelsen er forholdsvis lite og kan opptas i et lite beskyttelsesbygg eller på et forholdsvis lite areal av en foreliggende bygning, og da det kan håndtere for klaring store mengder av sekundæravvann fra et kloakkbehandlingsanlegg ined aktivt slam f.eks., byr det vesentlige okonomiske fordeler sum antyder dets anvendelse for klaring av væsker av den art som her er påtenkt.

Apparatet ifolge foreliggende oppfinnelse kan drives kontinuerlig. Apparatet kan også være konstruert i modulform for å håndtere belastninger av en hvilken sam helst storrelse og et system for klaring av sekundæravvann fra sogar en stor by, omfattende arbeidsplass og styringer etc., vil oppta et forholdsvis lite område sammenliknet med området for et sandfilter eller "lagune" egnet for å utfore en tilsvarende jobb.

Fig. 1A og 1B viser apparatet ifolge oppfinnelsen koplet inn i et typisk kloakkbehandlingsanlegg av typen med aktivt slam som nå vanligvis anvendes. Detaljene ved selve kloakkbe-handlingsanlegget er ikke kritiske for oppfinnelsen og derfor er disse bore vist skj ematisk og vil bli beskrevet på en generell måte.

Som det fremgår nv fig. 1A blir ubehandlet kloakkvann R (hvorfra er fjernet grove partikler og andre store faste stoffer) fort inn i systemet gjennom en ledning 10 som forer til den primære utfellingstank 12, hvori det primære slam utfelles i en beholder 13 og det primære avvann trekkes ut gjennom en ledning 14. Primærslammet kan pumpes ut gjennom ledningen 16 til en anaerobisk nedbrytningstank 18, hvori slammet gjennomgår en anaerobisk nedbrytning eller det kan fjernes på annen måte. Bare som et eksempel på en typisk operasjon vil der for hver million liter ubehandlet kloakkvann R være omkring 990.ODD liter primæravvann og omkring 10,000 liter primært slam som antydet ved betegnelsene "99 % R" og "1 % R" ved ledningene 14 og 16 på fig. 1A. Det ned-brutte slam trekkes ut av tanken 18 gjennom ledningen 20 og fores inn i en utfellingstank 22, hvor slammet tillates å felle ut. Fra utfellingstanken fjernes det avvannede utfe.lte slam for å fores bort og den ovenpå flytende væske trekkes ut og kan gjeninnfores i systemet for bruk i samsvar med kjente fremgangsmåter.

Ledningen 14 for primæravvann er forbundet med utluftingstanken 26 som inneholder luftdiffusorer 28, gjennom hvilke oksygen tilfores avvannet og de tilsatte faste stoffer i det til-bakefbrte aktive slam, for å gi oksygen nodvendig for organismene i samme. De utluftede blandede væsker fra utluftningstanken 26 trekkes ut gjennom ledningen 30 og fores til sekundærutfellings-tanken 32 (fig. 1B). Her felles de faste stoffer i det aktive slam ut i oppfangningsbassenget 32a, hvorfra de pumpes gjennom avløpsledningen 33 til proporsjoneringsventilen 35 hvor de oppdeles slik at omkring 10 % av slammet 5, noen ganger betegnet som over-skudd eller avfallsslam, fores ved hjelp av ledningen 33a tilbake til primærutfellingstanken 12. De resterende omkring 90 % av det aktive slam S, dvs. returslammet eller kimslammet, fores ved hjelp av ledningen 33b tilbake til utluftningstanken 26. De her angitte prosenter av slam er et rent eksempel og ikke kritisk for oppfinnelsen.

Sekundæravvann pumpes fra utfellingstanken 32 gjennom moteledningen 34 og trer inn i den endelige klaringsenhet 36 ifolge oppfinnelsen, hvor suspenderte faste stoffer i kloakk-vannet fjernes fra avvannet og konsentreres ved bunnen av konsentrasjonskommeret 52 i form av en velling på den måte som skal beskrives.

Klaret avvann trekkes ut av den avsluttende klaringsenhet 36 gjennom ledningen 38 enten ved hjelp av en pumpe (ikke vist) eller ved fall. Det klorede avvann er forholdsvis rent, inneholder omkring 8-10 deler pr. million og endog mindre av kloakkfaststoffer og kan ledes bort direkte til naturlige vann-mengder gjennom ledningen 46 hvis onsket.

Konsentrert slam pumpes fra bunnen av konsentrasjonskommeret 52 gjennom ledningen 40 og i det viste system fores tilbake til primærutfellingstanken 12. En del av det klarede avvann frn klaringsenheten 36 pumpes gjennom proporsjoneringsventilen 42 og ledningen 44 til konsentrosjonskammeret 52 i enheten 36, og anvendes som etterfyllingsvann for å erstatte det som trekkes ut med slammet. I et typisk system, hvis f.eks. i lopet av en gitt tid mengden av sekundæravvann som strommer i ledningen 34^ antas å være "E" i volum, er den mengde etterfyllingsvann som er på-krevet i ledningen 44, omkring 0,04 % av E, slik at omkring 99,94 % av E vil bli tomt fra klaringsenheten som klaret avvann* En overlopsledning 45 (fig* 5, 12 og 13) er anordnet for å begrense væskenivået i kammeret 52 og derved forhindre tilbakestromning til hovedkommeret 50 over skilleveggen 51 som skiller konsentrosjonskammeret fra hovedkammeret.

Forskjellige detaljer i en foretrukket utforelsesform av et apparat for avsluttende klaring av sekundæravvann fra kloakk eller liknende suspensjoner er vist på fig. 2 til 11. Av disse figurer viser fig. 2 til 5 den generelle konstruksjon av innretningen og fig. 6 til 11 viser forskjellige detaljer av samme. På fig. 2 til 5 er vist en avsluttende klaringsenhet 36 som omfatter et hovedkammer 50 med rektangulær form og som er avdelt ved 51 for å frembringe et behandlings- eller konsentrosjonskammer 52. Faste stoffer suspendert i sekundæravvannet E i hovedkammeret 50, oppfanges av en bevegelig endelos sikt S og fores inn i behandlings- eller konsentrasjonskommeret 52. Sikten 5 er fort omkring en. 3/4 av omkretsen av den roterende trommel 56 som bærer sikten uten å hindre overforingen av væske gjennom denne til trommelens indre. Den klarede væske, avvannet CE (fig. 5) trekkes ut av trommelen gjennom ledningen 38 (fig. 1B). Sikten er fortrinnsvis dannet av en finmasket vevnad av nylon eller vinyl, men den kan være laget av hvilke som helst andre egnede materialer med* regnet rustfri stålwire. Hvis det f.eks. anvendes en firkantvev-nad av nylon, vil sikten være i området på omkring 1000 til 400 mesh, og gi åpninger på 2 henholdsvis 40 |i, hvor \ i er forutsatt lik 0,001 mm.

Trommelen 56 omfatter et par endeplater 58, 60

(fig. 5) som er festet på en aksel 62 og den ende av akselen 62

som er på samme side som sideplaten 58, understøttes i et loger 64 (fig. 4) montert på hovedkammerets sidevegg 65. Den annen ende av akselen 62 er understottet i et lager 66 som med bolter er festet til en smal plate 67 (fig. 6 og 7) sveiset fast til en motsatte sidevegg 68 av hovedkammeret. Platen 67 strekker seg over en åpning i sideveggen 68 og etterlater åpninger 70 (fig. 7) for avlop av klaret avvann CE.

Sikten S er festet mellom adskilte sidekjeder 72 (fig. 2, 8 og 9) som drives for å bevege sikten og overfore de utskilte faste organiske stoffer fra hovedkammeret 50 til konsentrasjonskammeret 52 og denne bevegelse av sikten dreier ved frik-sjon trommelen 56. Som det vil fremgå er trommelen 56 slik konstruert at væske kan stromme fra utsiden av dens omkrets til dens indre, idet væsken trekkes ut fra trommelens indre. Dette vil bli betegnet som en "radialmatningstrommel".

Kjedene 72 for sikten S drives ved hjelp av en tannhjulsmotor 74 med variabel hastighet (fig. 2, 3 og 5), en kjede-drift med kjedehjul 76 og en mellomaksel 78. Mellomakselen bærer med innbyrdes avstand anordnede kjedehjul 80 (fig. 2 og 3) som ligger rett overfor kjedehjul 82 på en frittlbpende aksel 84 og rett overfor et annet par foringshjul 86 på en frittlopende aksel 88. Inne i behandlings- eller konsentrasjonskammeret 52 befinner seg et fjerde par frittlopende kjedehjul 90 (fig. 3 og 5) montert på en frittlopende aksel 92 båret av de motstående sidevegger i kammeret. Det vil bemerkes at hjulene 90 befinner seg godt over bunnen av konsentrasjonskammeret 52 og som det vil fremgå, gir dette en bronn eller et basseng far å muliggjore agglomerering og konsentrering av de faste stoffer som fjernes fra sikten, såvel som frembringelse av et lag av konsentrert slam ved kammerets bunn.

I det folgende skal beskrives den konstruksjon, hvorved trommelen 56 tjener som en radialmatningstrommel.

Som best vist på fig. 6 er trommelens sideplater 60 ved trommelens avldpsende forsynt med et aksialt rorformet fremspring 96 for å lede klaret avvann CE ut av trommelens indre. Trommelakselen 62 bærer trommelen ved denne ende ved hjelp av radiale sprosser 98 (sees best på fig. 5), hvilke sprosser strekker seg mellom akselen og en omkretsflens 99 på trommelen. Liknende sprosser er anordnet ved platen 58 ved den annen ende av trommelen. Spaltene 98a mellom sprossene 98 (fig. 5 og 6) gir adgang til det rdrformede fremspring 96 for det klarede avvann CE som antydet ved strek-prikk-trukne piler på fig. 6,

Det rorformede fremspring 96 roterer sammen med trommelen (fig. 6) og danner en roterende forbindelse med en sta-sjonær rorledning 100 som stikker frem innover fra hovedtankens sidevegg 69. Den frie ende av rorledningen 100 bærer en ringformet gummipakning 97 for tettende kontakt med trommelens rorformede fremspring 96. Som allerede forklart, vil vann som strommer gjennom rorene 96 og 100 fortsette ut gjennom åpningene 70 (fig.7) mellom hovedkammerets sidevegg 68 og lagringens festeplate 67.

Et enkelt kasseformet system av flomlSp og ledeplate er anordnet ved avlopet for klaret avvann for å innstille hoyden h på tvers av sikten 5 inne i hovedkammeret. En kasse 106 (fig. 6) omgir den nettopp beskrevne avlbpskonstruksjon for kloret avvann og inkluderer en innvendig ledeplate eller overldp 108 som ender i en innstillbart festet overlopsplate 109. Over-lopsploten kan laftes eller senkes for å innstille den midlere hbyde h mellom avvannet E i hovedkammeret og det klarede vann CE inne i trommelen (fig. 3, 5 og 12). Det er kassen 106 som danner forbindelsen med ledningen 38 for klaret avvann vist på fig. 1B,

Foretrukne detaljer med hensyn til sikten S, dens kjeder og dens montering på trommelen er vist på fig. B og 9. Konstruksjonen av trommelens 56 avlbps-sideplate 60 fremgår av disse figurer, men den annen side, et speilbilde av samme, er ikke vist. Trommelsideplaten 60 og de tilhorende radiale sprosser 98 (sees best på fig. 5), som horsine motstykker på trommelens annen side, går over i omkretsflensen 99 som forklart. Flensen 99 er sylindrisk og har en radial kant 102, hvortil er sveiset fast et sylindrisk gitter 104 av strekkmetall. Gitteret 104 bærer sikten 5 mot vannhoyden h og opptar strbmmen av væske radialt innover fra utenfor til innenfor trommelen. Gitteret 104 er understbttet av en rekke rundt omkretsen adskilte, aksialt forldpende stover 105 som ved deres motsatte ender er sveiset fast til flenspartiene 99

på trommelen. Trommelflensene er hver forsynt med ringer 108 av gummi, neopren eller annet passende pakningsmateriale for å danne en væsketett pakning mot sikten S og for drift av trommelen. Begge sider av sikten S er over deres lengder festet til et bånd 112 av gummi eller neopren. Dette bånd er med nagler festet til orer 114 gjennom avstandsskiver 115, som stikker frem innover fro ledd i rullekjeden 72. Kjedene fores over forskjellige hjul som beskrevet i forbindelse med fig. 2 til 6.

For å frembringe en friksjonsdrift for trommelen samtidig med en væsketetning blir gummibåndene 112, som er festet til sikten, trukket mot gummiringene 10B (fig. 8) på trommelen ved stramming av siktutstyret. Således kan ikke vann strdmme fra hovedkammeret inn i trommelens indre uten å passere gjennom sikten. Dette er imidlertid bare tilfelle når vannivået i hovedkammeret forblir under tangentpunktene t, fig. 5 og fig. 12, slik at trommelens sideplater 58 og 60 og tetningene på fig, 8 og 9 er virksomme og blokkerer strdmmen inn i trommelen med unntagelse av radialstrdmning gjennom sikten.

Det har i praksis vist seg at en del av avvannet under klaringen forer med seg faste stoffer, så som fett, fettholdige materialer osv., som er lettere enn vann, og disse stiger noen gonger i form av skum opp til overflaten av væsken i konsentrasjonskammeret 52. Disse fettholdige og liknende forholdsvis lette faste stoffer har en tendens til å binde seg til den rensede, oppadstigende gren av sikten når denne stiger ut av mengden av væskemateriale i konsentrasjonskammeret og bli trukket tilbake til hovedkammeret 50. Dette hindres ved hjelp av ledeplaten 116 som strekker seg på tvers av kammeret 52 og som blokkerer flytende faste stoffer 117 (fig. 5 og 12) fra å nå frem til den oppadstigende gren av sikten når denne kommer ut ov væsken.

Fig. 10 og 11 viser detaljer av befestigelsen og konstruksjonen av ultralydsvingeren UT. Den innvendige konstruksjon av svingeren er ikke kritisk for foreliggende oppfinnelse, idet svingere egnet for anvendelse ved foreliggende oppfinnelse er komersielt tilgjengelige. Som det vil fremgå er svingeren imidlertid fortrinnsvis ov en type, hvor varme frembrakt i denne ledes til etterfyllingsvannet. Svingerenheten inneholder en rekke magnetostriktive elementer 120 som energiseres ved hjelp av en hoyfrekvent krafttilforsel P som på sin side mottar effekt fra nettet. De magnetostriktive elementer kan være dannet av sintrede metaller inklusive nikkel, kobolt eller andre magnetostriktive metaller vanligvis betegnet som ferrit av fagfolk. Likeledes kan anvendes krystallinske materialer som oppviser piezo-elektrisk effekt, såsom barium titanat, på samme måte som nikkel og visse nikkellegeringer.

Ultralydsvingerne 120 er bundet til en membran-plate 122 laget av rustfritt stål med tykkelse ca. 1,6 mm. Mem-branplaten 122 er festet til veggen 69, idet denne er ytterveggen i konsentrasjonskammeret 52, over åpningen 69a (fig. 11) anordnet i veggen. Således er svingermembranen 122 koplet direkte til den konsentrerte suspensjon av faste organiske stoffer □ i konsentrasjonskammeret. Ved den montering av svingerne som er antydet på tegningene, er der anordnet to rekker på 12 (tolv) svingere og disse omgis av en felles vikling 124 tilkoplet krafttilfdrselen P. Den antydede installasjon er rent illustrerende og det skal for-stås at antallet, anordningen og andre variable med hensyn til svingerne kan forandres for å etterkomme hvilke som helst onskede behov. De magnetostriktive enheter 120 inkluderer en polariserende magnet 126 (fig. 11) for å forsterke membranens bevegelse og magnetisere enhetene. Svingerne er beksyttet av et deksel 12B.

Svingermembranen 122 er adskilt fra sikten 5 en avstand som svorer til en halv bolgelengde for svingningene, idet avstanden er omkring 38 mm ved en frekvens på 20.000 Hz. Imidlertid er denne stilling ikke kritisk og det har vist seg i praksis at ikke bare blir den nedadgående .gren av sikten 5 renset, men den samme gren er etter hvert som den beveger seg og går over til å bli en oppadstigende gren, ren selvom den befinner seg i en viss avstand fra svingermembranen og har passert gjennom den forholdsvis konsentrerte suspensjon av faste stoffer og væske i konsentrasjonskammeret.

Utstyret av sikt og svinger anordnet i den ovre

del av konsentrasjonskammeret og anordningen av en forholdsvis stillestående sone under samme som vist, fremskaffer ikke bare en forbedret rensing av sikten, men en effektiv agglomerering av de losnede faste stoffer i området under sikten og en derav fblgende forholdsvis hurtig utfelling av de agglomererte faste stoffer til et konsentrert slam ved bunnen av kammeret. Disse onskelige effekter av oppfinnelsen synes å fremkomme som et resultat av den varme som tilfores væsken i siktens område ved hjelp av svingerne. Denne oppvarmer vannet i dette område i det vesentlige omkring 16 til 33°C

når væsken opprinnelig er ved en temperatur på omkring 21° C og i en mer begrenset utstrekning i den forholdsvis ubevegelige sone hvor de faste stoffer agglomererer og utfelles under rensesonen (frigjdring av de faste stoffer). Den ved svingerne genererte varme skriver seg fra virvelstromtap i kjernene 120 og motstands-tap i viklingene 124 og denne varme ledes til væsken via membranen 122. Effektiviteten av sikt-svinger-utstyret er tydelig ved i det vesentlige alle konsentrasjoner av faste stoffer som oppnås i rensesonen når konsentrasjonen av faste stoffer i siktsonen er under ca. 150 deler pr. million.

Fig. 12 viser skjematisk en væskenivåstyringsenhet L for automatisk styring av innretningens funksjon og for til-passing av forskjellige fremgangsmåter ved porsjonsdrift eller intermiterende drift. Styringen er ov konvensjonell utfdrelse og inkluderer nedre og ovre mikrobrytere 128, 130 som kon være forbundet med en stopp og start tannhjulsmotor (ikke vist) for å variere dens hastighet, eller for å styre en solenoidventil (ikke vist) som på egnet måte kon være anbrakt i inntaksledningen 34

til beholderen eller på annet sted etter onske. Forskjellige driftsmåter som anvender en styring av denne type, skal forklares nærmere.

Som et sammendrag av konstruksjonen og funksjonen av den nettopp beskrevne innretning under utovelse av oppfinnelsen som vist, dvs. klaring av sekundært avvann fra utfellingstanken i et kloakkrenseanlegg, hvor blandede kloakkfaststoffer medregnet aktivt slam har vært utsatt for utlufting, fores avvannet E fra den sekundære utfellingstank 32 inn i kammeret 50 av klarings-apparatet 36 gjennom ledningen 34. Trommelen 56 dreies av sikten S for å bringe sikten inn i og ut av kammeret 50. Stromningshastig-heten inn i tanken opprettholdes slik at nivået i tanken er så

hoyt som mulig uten å stige opp over tangentpunktet t (fig. 3 og 5) for sikten i forhold til trommelen. Hvis vannhoyden i hovedtanken skulle stige over punktet t, kunne vann stromme direkte gjennom gitteret 104 (fig. 8 og 9) uten forst å passere gjennom sikten og effektiviteten av innretningen ville bli redusert.

Etterhvert som væsken går. gjennom sikten abstra-herer sikten suspenderte faste stoffer og klaret avvann CE går ut fra det indre av trommelen gjennom rorene 96, 100 og over den innstillbare overlopsplate 109 som vist på fig. 6. Det klarede avvann CE strommer ut gjennom ledningen 38 for endelig disponering og for å levere den lille mengde etterfyllingsvann som vist på

fig. 1B.

Overlopsplaten 109 er slik innstilt at vannivået

av klaret avvann CE inne i trommelen er under nivået for ovvonnet E inne i hovedtanken 50 en distanse eller overhoyde h, som er tilstrekkelig til å gi den nodvendige drivkraft som bevirker avvanns-strdmning gjennom sikten og inn i det indre ov trommelen. For en bestemt moskestorrelse på sikten dreies også trommelen med en lineær hastighet som er passende for å bibeholde hdyden h og faste organiske og andre stoffer i suspensjon i avvannet fjernes fra sikten i behandlings- og konsentrasjonskammeret ved hjelp av ultralydsvingeren UT som beskrevet, og loser derved de faste stoffer fra sikten. Skulle sikten plutselig bli tilstoppet, ville dette bli antydet ved en okning av hdyden.h.

5trdmningen til klaringsenheten 36 styres slik at væsken ikke når et punkt hvor nivået av samme stiger over tangentpunktene t som forklart tidligere. I det beskrevne system hindres dette ved å tilveiebringe rikelig klaringskapasitet. Hvis nad-vendig, kan ytterligere klaringsenheter 36 tilkoples ledningen 34 for å gi okt klaringskapasitet. Under normale arbeidsbetingelser vil faktisk væskenivået inne i hovedkammeret 50 være litt under tangentpunktene t og derved tilpasse små dkninger i tilfdrselen til kammeret eller vilkårlige dkninger i konsentrasjonen av suspenderte faste stoffer i væsken som kommer inn i kammeret, ut aver de som normalt kon ventes. Foruten å begrense strdmningsinngangen til selve enheten er det mulig (innenfor visse grenser) å tilpasse en oket strdmningshastighet eller en okning ov prosentinnholdet av suspenderte faststoffer i den innstrdmmende væske ved å oke bevegelseshastigheten for sikten, passende med drivmotoren 74 med variabel hastighet. Det er også mulig å oke rensehastigheten for sikten (innenfor visse grenser) ved å oke krafttilfdrselen til ultralydsvingerne UT eller ved å tilfoye svingere på veggen av behandlingstanken.

Fig. 12 er en skjematisk fremstilling av apparatet og viser siktens opptaksfunksjon inne i hovedkammeret såvel som virkningen inne i behandlings- og konsentrasjonskammeret.

På grunn av det faktum at sikten 5 kontinuerlig befris for de utskilte faste organiske stoffer som den tar opp i hovedkammeret, strommer det klarede avvann CE ut av apparatet like hurtig som det sekundære avvann E strommer inn i apparatet. Under normal drift og som nevnt oppnås derfor en forholdsvis konstant tilstand som bestemmer hdyden h mellom vannivået for E utenfor trommelen og det for CE inne i trommelen. Strdmmen gjennom sikten er antydet skjematisk ved radialt innover rettede strek-trukne piler på fig. 12.

De suspenderte faste stoffer som opptas fra væsken

E i hovedkammeret ved hjelp av sikten S etter hvert som denne beveger seg gjennom hovedkammeret mellom sine tangentpunkter t med trommelen, er antydet generelt ved □ på fig. 12. Som det fremgår av denne figur, oker belastningen på sikten når trommelen beveger seg gjennom kammeret. Det skal imidlertid bemerkes at massen av denne belastning er overdrevet på fig. 12 for bedre illustrasjon.

Etter hvert som sikten S beveger seg ned omkring det ovre sett kjedehjul 86 og tilbake oppover omkring det nedre sett 90 går det gjennom "rensesonen" i behandlings- og konsentrasjonskammeret 52. Denne sone er i det vesentlige i hdyde med tvingerne UT som antydet på fig. 12. Her blir sikten renset for de organiske og andre faste stoffer som er bundet til den og disse danner en suspensjon, mer eller mindre av den forbigående type, antydet generelt ved små prikker, i væsken som normalt befinner seg inne i behandlingskammeret. Svingerne frembringer kavitasjon av væsken i behandlingskammeret og de derved frembrakte krefter er virksomme innenfor kammeret ikke bare for å lose de faste stoffer fra den del av sikten som ligger nærmest svingerne, men også den del som ligger lengst bort fra samme når den beveger seg oppover fra kjedehjulene 90 for å vende tilbake til hovedkammeret, med det resultat at når sikten forlater "rensesonen", er den hoved-sakelig fri for organiske og andre faste stoffer og således blir ingen udnskede faste stoffer trukket med tilbake til hovedkammeret, Ledeplaten 116 er anordnet for å hindre at flytende stoffer 117

når frem til og avsetter seg på innsiden av siktens oppadstigende gren. Dette er dnskelig fordi i motsatt fall ville faste stoffer som er fjernet fra denne side av sikten i det minste delvis utfelles og slå seg ned igjen på denne.

Kavitasjonskreftene som frembringes ved hjelp av ultralydsvingerne UT gjor seg selv merkbare ikke bare. på væsken i rensesonen og bidrar således til å lose de faste stoffer fra sikten, men også på væsken i sonen under kjedehjulene 90, enskjdnt i mindre grad, og bidrar derved til agglomerering i væsken av de organiske faste stoffer som er skilt fra sikten, og bringer således tilveie en mer effektiv utfelling av de faste stoffer i denne sone og et mer konsentrert slom ved bunnen av samme.

5om allerede bemerket, overforer svingerne varme

til væsken i agglomererings?onen og denne varme er fordelaktig fordi den synes å bidra til at de faste organiske stoffer klumper og agglomereres og derved hurtigere utfelles på bunnen av sonen som slam som antydet skjematisk på fig. 12. Det konsentrerte slam trekkes ut fra bunnen av sonen gjennom ledningen 40 for håndtering som allerede antydet.

Statistisk er den midlere oppholdstid eller tiden for tilbakeholdelse av en bestemt organisk faststoffpartikkel fjernet fra sikten i behandlings- og konsentrasjonstanken vesentlig og som allerede bemerket, utfelles eller avsettes disse partikler ikke på sikten og fores derved tilbake til hovedkammeret. Denne vesentlige oppholdstid sammenkoplet med den effektive siktrense-funksjon og den etterfdlgende agglomerering, utfelling og konsentrering av faste stoffer i samsvar med oppfinnelsen muliggjdr fjernelsen fra utgangsmaterialet av alle unntatt en uvesentlig mengde av de organiske faste stoffer som opprinnelig foreligger i samme, i form av et slam med en uvanlig hoy konsentrasjon av faststoffer i betraktning av arten av de faste stoffer i utgangsmaterialet.

Det har vist seg at den relative konsentrasjon

av faststoffer i rensesonen for behandlingskammeret 52 kan tillates å stige til en uventet hoy verdi i det område hvor sikten forlater kammeret uten å forstyrre virkningen av svingerne i å bevirke rensing av sikten. Konsentrasjonen av faststoffer i dette område kan tillates å stige til et punkt hvor væsken er mer eller mindre ugjennomsiktig for dyet som folge av de deri foreliggende organiske faste stoffer (omkring 20.000 deler pr. million f.eks.) og allike-vel stiger sikten opp av behandlingstanken fri for vesentlige mengder av såkalte "tilbakeforte" faststoffer. Folgelig er effektiviteten av apparatet for fjernelse av organiske faststoffer fra utgangsmaterialet brakt opp til et maksimum.

Den lange tillatelige oppholdstid og de hdye konsentrasjoner av faststoffer som er mulig i form av et slam i behandlings- og konsentrasjonskammeret, muliggjor enten kontinuerlig eller porsjonsvis fjernelse av det konsentrerte slam fra bunnen av behandlingskammeret. Da sikten ikke blir tilsmusset på ny i dette kammer, selvom konsentrasjonsnivået av faste.stoffer i dette er hoy, er betydelige avvikelser mulige med hensyn til konsentrasjonen av faststoffer i behandlingskammeret, hvilket letter porsjonsvis fjernelse av slammet.

Som nevnt bibeholdes nivået av flytende materiale

i behandlingskammeret ved å tilsette vann gjennom etterfyllings-ledningen 44 til erstatning for det som er trukket ut i form av slam. Da imidlertid konsentrasjonen av faststoffer er forholdsvis hoy i konsentrasjonssonen ved bunnen av behandlingskammeret,

er volumet av det konsentrerte slam som fjernes, bare en brokdel av den totale stramning gjennom systemet som på sin side betyr at mengden av nddvendig suppleringsvann representerer bare en meget liten brokdel av systemets totale gjennomgang.

Fig. 13 viser skjematisk strdmningsforholdene og konsentrasjonene som er gitt i et typisk arbeidseksempel. Det innstrdmmende vann er sekundæravvannet E fra et kloakkrenseanlegg. Produktvannet strommer ut av apparatet i omtrent samrne forhold

med unntagelse av det forholdsvis lille volum av konsentrert slam som trekkes ut gjennom ledningen 40. På grunn av apparatets meget effektive funksjon selv når det drives kontinuerlig, behdver bare ca, 650 liter konsentrert slam pr. dag trekkes ut gjennom ledningen 40 selv om et totalt volum på over en million liter pr. dag strommer gjennom apparatet.

Klaret avvann CE inneholder omkring B deler pr. million av suspenderte faste stoffer og kan lett fores bort uten å fremkalle forurensningsproblemer. Det vil bemerkes at konsentrasjonen i den væske som fjernes fra behandlingskammeret 52, kan nå den forholdsvis hoye verdi av ca. 20.000 deler pr. million suspenderte faststoffer, idet dette representerer en konsentrasjons-okning på 1000 ganger den i det tilforte materiale. Av dette fjernede materiale er omkring 450 liter pr. dag vann, idet resten er faststoffer. Derfor innfores tilnærmet 450 liter pr. dag etterfyllingsvann i behandlingskammeret gjennom ledningen 44. Hvis man betrakter det på en annen måte og som antydet på fig. 1B, tommes 99,94 volumprosent sekundært avvann E som klaret avvann eller renset vann bort. Volumprosenten av tilfort vann som må returneres til kloakkrenseanlegget er bare 0,06 % av E, idet dette er i form av slamkonsentrat. Således er tilleggsbelastningen på anlegget ubetydelig.

Operasjonen av sikten 5 behdver ikke være kontinuerlig som beskrevet i det foregående, og i det»tilfelle er funksjonen som folger: Det antas at sikten er ubevegelig. Når inn-kommende væske inneholdende suspenderte faststoffer stiger opp i kammeret 50 til et nivå over bunnen av sikten, går væsken gjennom sikten. Når klaret væske inne i trommelen når en hdyde tilstrekkelig til å bevirke at væske'strommer over overldpsplaten 109

(fig. 6), begynner væske å strdmme gjennom avløpsledningen 38.

Mens dette foregår, begynner faste stoffer å samle seg på sikten

S (fig. 12) og disse avleiringer av faste stoffer hindrer strdmningen av ytterligere væske gjennom sikten. Fdlgelig er væskenivået av E utenfor sikten en distanse h hdyere enn nivået av klaret væske CE inne i sikten. Ved fortsettelse av tilstramningen av faststoffinnholdende væske inn i kammeret og med en konstant okning i avsetningene på sikten, vil nivået for væsken E som inneholder faststoffer, på inntakssiden av sikten fortsette å stige.

Når væskeforskjellen h mellom væsken E på inntakssiden ov sikten

og den siktede væske CE på avlopssiden når en på forhånd bestemt verdi, sluttes styremikrobryteren 130 ved hjelp av flottorormen. Tannhjulsmotoren 74 (fig. 3) blir nå energisert og gjor at sikten beveger seg og forer med seg de utskilte faste stoffer for fjernelse ov samme i konsentrasjonskammeret 52 som allerede beskrevet.

Da den rensede sikt eller de rene siktpartier derved blir beveget inn i kammeret 50, strommer væsken med faststoff-innhold på siktens inntaksside igjen lett gjennom samme med det resultat at hdydeforskjellen h avtar. Når denne hdydeforskjell synker til en på forhånd fastlagt minsteverdi og med hoyden inne i sikten enten ved avldpet eller noe over dette, påvirkes den nedre mikrobryter 128 og kopler ut tannhjulsmotoren 74, hvorved siktens bevegelse stanses. Nå vil væskenivået i kammeret 50 på siktens inntaksside igjen oke inntil mikrobryteren 130 betjenes og tannhjulsmotoren settes igang på nytt for å bevirke bevegelse av sikten. Denne skrittvise driftstype kan innstilles for innkopling og ut-kopling av siktens bevegelse etter en vilkårlig tidsplan i samsvar med kjente apparater og fremgangsmåter når det gjelder styring av væskenivåer innenfor området med kloakkrensing, vannbehandling, industriavvannsbehandling osv.

En annen driftsmåte; er fdlgende: Sikten settes

i bevegelse og en solenoidventil i ledningen 34 (ikke vist) er åpen når den nedre mikrobryter 128 er sluttet ved hjelp av flottdr-onordningen og bevirker stramning inn i kammeret 50 gjennom ledningen 34. Væskenivået stiger til det punkt hvor den på forhånd fastlagte stdrste forskjell h foreligger mellom den faststoffinne-holdende væske på inntakssiden av sikten og den side av sikten som omfatter klaret væske, på hvilket tidspunkt den ovre bryter 130 betjenes og tilgangsstrdmmen gjennom ledningen 34 stanses ved hjelp av solenoidventilen. Etter hvert som differensinlhdyden h avtar på grunn av innforingen av renset sikt i kammeret 50, vil

den nedre bryter 128 igjen betjenes ved et eller annet på forhånd fastlagt væskenivå og tilstramningen gjenopptas. Denne driftsmåte gjor ot væsken E på siktens inntaksside svinger mellom to på forhånd fastlagte grenser ved modulering av tilstrdmningen. Som et eksempel på væskenivåets bevegelse som beskrevet i det foregående, kan den stdrste væskenivåforskjell være ved 152 mm og den minste forskjell ved 102 mm.

En tredje driftsmåte er folgende*. Under forutset-ning igjen av på forhånd bestemte dnskede grenser for væskenivået

på siktens inntaksside moduleres siktens hastighet på en slik måte at strdmningskapasiteten i maskinen varieres og forer til bevegelser av væskenivået. En væskenivåfoler, såsom en flottdrmekonisme L, som betjener hastighetsforandringen for en tannhjulsmotor 74 med variabel hastighet, yter den dnskede virkning gjennom metoder som er vel kjent innenfor styringsområdet.

Den foretrukne konstruksjon av trommelen for radial tilforsel er den som er beskrevet, hvor strdmningen gjennom sikten foregår radialt innover. Dette letter understdttelsen av selve sikten S mot hoydeforskjellen h, idet strekkmetallgitteret 104 tjener som bærer. Imidlertid er oppfinnelsen i sin videste forstand ikke begrenset til en trommel med radial matning innover,idet en trommel med radial matning utover også kon anvendes. Hvis en

.trommel ov sistnevnte type anvendes, vil trommelakselen være hul

for å motta den ikke klarede væske.

Uttrykket ultralydsvingninger osv. som anvendt i foreliggende beskrivelse, refererer seg til svingninger i storrelses-ordenen 15 til 40 kHz.

Claims

1. Fremgangsmåte ved fjernelse av organiske og andre faste staffer fra en vandig suspensjon av samme i en beholder som har et innlop for nevnte suspensjon og et avldp for klaret vandig medium og hvor en endelds sikt med åpninger mindre enn minst noen av de faste stoffer beveges gjennom beholderen mellom innldpet og avldpet og inn i en sone som inneholder en væskemengde adskilt fra den nevnte vandige suspensjon, omfattende strdmning av den vandige suspensjon gjennom innldpet og inn i beholderen og deretter gjennom sikten etter hvert som denne går gjennom tanken og samtidig uttrekking av væsken som har passert gjennom sikten, fro tanken gjennom nevnte avldp i beholderen, idet der avsettes faste stoffer på sikten når denne går gjennom tanken, og de utfelte faste stoffer på den bevegede sikt fores inn i væskemengden i nevnte sone, karakterisert ved at mens disse stoffer befinner seg på sikten i sonen utsettes denne væskemengde for ultra-soniske svingninger for å tilfore de utfelte faste stoffer losende krefter og derved losne disse fra sikten og suspendere dem i væsken i nevnte sone, hvilket bevirker at de suspenderte faste stoffer, mens de ennå befinner seg under virkningen av de ultra-soniske svingninger, utfelles og konsentreres i væsken på bunnen av nevnte sone, idet sikten, hvorfra de faste stoffer er losnet, beveges fra nevnte sone til beholderen for ytterligere fjernelse av faste stoffer fra den vandige suspensjon i beholderen og fjernelse av de konsentrerte faste stoffer fra bunnen av nevnte sone.

2. Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ved at direkte påtrykking av ultralydsvingninger på væske-massen i nevnte sone bare foretas ved den ovre del av sonen.

3. Apparat for utfdrelse av fremgangsmåten ifolge krav 1 og 2, omfattende et hoved- og et konsentrasjonskammer for å motta væsker, en anordning for innfdring av ikke klaret væske-suspensjon i hovedkammeret og for fjernelse av klaret væske fra samme, en sikt med tilstrekkelig fine masker til å holde tilbake de suspenderte faste stoffer, en anordning for bevegelse av sikten mellom nevnte kammere for overforing av utskilte faste stoffer fra hovedkammeret til konsentrasjonskammeret, karakterisert ved en ultralydsvinger (UT) montert for overforing ov svingninger til væsken i konsentrasjonskammeret (52) for å skille de utfelte faste stoffer fra sikten (5) som folge av kavitasjon av væsken påfdrt ved svingningene, hvorved de fraskilte faste stoffer suspenderes i væsken og utfelles i og konsentreres som et slam i bunnen av konsentrasjonskammeret (52).

4. Apparat ifolge krav 3, karakterisert ved at ultralydsvingeren (UT) omfatter en membranvegg (122) i nevnte konsentrasjonskammer (52) for overforing både av ultralydsvingninger og varme frembrakt i svingeren (UT) til væsken i konsentrasjonskammeret .