NO134253B - - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte til destruksjon av kloakk og anlegg til utførelse av fremgangsmåten.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til destruksjon av kloakk ved hjelp av en dampkjeleenhet som fyres med fossilt brensel for anvendelse ombord på skip, og videre angår oppfinnelsen et anlegg til fremgangsmåtens ut-førelse.

En økende oppmerksomhet blir for tiden rettet mot

de umiddelbare problemer, samt mer langsiktige problemer som følger av den raske økning i forurensningen av luft og vann på grunn av den industrielle utvikling i verden. Man er nu oppmerksomme på at tiltak må settes i verk mest mulig om-gående for å snu den økende tendens til forurensing og store anstrengelser gjøres nu både i offentlige og private sek-torer for å komme frem til systemer som forhindrer at mulige forurensende stoffer slippes ut i atmosfæren og/eller vannet. En kilde til forurensning av vann er kloakkutslipp fra skip

i verdens seilfarvann. Oppfinnelsen er tenkt anvendt ombord på skip som har kjeler for fremdrift, og går ut på å oppheve utslipp av kloakk ved at kloakken brennes i skipets kjeler.

Kloakkvannet vil normalt bli sprøytet inn i kjelens brennkammer når oljebrenneren er stilt inn på en belastning på 50 % eller mer av maksimal kjelekapasitet. Når belast-ningen er under 50 % av kjelens kapasitet, avbrytes forbren-ningen av kloakk og kloakkvannet resirkuleres til en hoved-lagertank og eventuelt overskudd overføres til en eller flere lagertanker og resirkuleres i disse.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjen-gitte trekk, og vil i det følgende bli forklart nærmere under henvisning til tegningen, som skjematisk viser et anlegg i henhold til oppfinnelsen for tilknytning til skipets varme-kraftanlegg. Anlegget omfatter en tilførsel av ferskvann 9 som leveres til bysse, vaskeri og vannsystem ved 10 og det vann som dreneres derfra føres gjennom en ledning 11 til et filter 12 som kan være et vanlig siktfilter, der en del av kloakkvannet filtreres ut og trekkes gjennom en ledning 13

ved hjelp av en pumpe 15 for å bli ført til en sanitærvann-

tank 14, til anvendelse i skipets sanitærsystem ved 19, idet en passende -nivåreguleringsanordning (ikke vist) overfører et reguleringssignal gjennom en ledning 16 som styrer pumpen 15 slik at den gir en passende tilførsel av sanitært vaske-

vann til tanken 14.

Den ufiltrerte gjenværende del av kloakken for-

later filteret 12 gjennom en ledning 17 og slippes inn i en desinfiserende kontakttank 18. Avløpet fra skipets sanitærsystem 19 føres med ledningen 20 for utslipp inn i kontakttanken 18. En agitator med roterende blad 21 benyttes for å holde de faste stoffer som føres med i kloakken i suspen-

sjon, mens effluenten i tanken 18 midlertidig holdes tilbake i denne..Kloakkvæsken forlater tanken 18 gjennom et overløp nær toppen av tanken og føres til hovedtanken 31 gjennom en ledning 30, som omfatter en strømningsmåler 32 for registrer-

ing av strømmen av kloakkvann som slippes inn i hovedtanken 31. Kontakttanken 18 er forsynt med en dreneringsforbindelse 22 med ventil 23, for å lette tømning av tanken ved periodisk rengjøring og for vedlikehold og/eller reparasjon.

De kjemikalier som benyttes til desinfisering av kloakken kan<1> være kalsiumoksyklorid (CaOCl2) eller natrium-hypokloritt ; (NaCIO) eller andre passende kjemikalier i fast form som innføres i toppen av desinfeksjonsblandetanken 24 gjennom ledningen 27. Vann innføres i den øvre ende av blandetanken 24 gjennom en ledning 26 og vann og kjemikalier blan-

des omhyggelig ved hjelp av en roterende bladblander 25, hvoretter blandingen mates gjennom en ledning 28 til kontakt-

tanken 18. Dersom klorbasert desinfeksjonsmiddel benyttes,

blir desinfeksjonsblandingen tilført slik at man får ca.

200 dpm som Cl^ i desinfeksjonstanken, idet denne er dimen-sjonert slik at man får en gjennomsnittlig tilbakeholdelses-

tid på en halv time. Ledningen 28 omfatter en pumpe 29 som regulerer mengden av desinfeksjonsblanding som tilføres tanken 18.

Pumpen styres av en passende styreanordning som omfatter en strømningsmåler 32. Strømningsmåleren gir et reguleringssignal gjennom ledningen 33 og angir mengden av kloakkvann som føres til hovedtanken 31.

Hovedtanken 31 er forsynt med en overløpsforbind-else nær toppen av tanken og den står i forbindelse med en ledning 42 som slipper ut overskytende væske i en kloakk-lagertank 41. Lagertanken 41 har utslipp gjennom en ledning 43 som omfatter en returledning 45 for å muliggjøre kontinuerlig resirkulering - av kloakkvann i tanken 41. Ledningen 4 3 har en avfallspumpe 44 og en avstengningsventil 46 som sam-virker med en avstengningsventil 47 i returledningen 45 for enten å resirkulere kloakkvæske gjennom tanken 41 eller slip-pe væsken ut i hovedtanken 31. Når kloakkvæske brennes, er ventilen 47 lukket og ventilen 46 åpen, for å muliggjøre pumping av overskuddsvæske tilbake til hovedtanken 31. Når brenning ikke foregår, lagres overskuddsvæsken i lagertanken 41, med ventilen 41 lukket og ventilen 47 åpen, for å mulig-gjøre kontinuerlig resirkulering av overskuddsvæske i tanken 41. Overskuddstanken 41 har en lufteanordning 87 for lufting til atmosfæren og er forsynt med spredere 40 som gir kontinuerlig lufting av kloakkvæsken hvorved man forhindrer at denne blir septisk. I det eksempel som er vist på tegningen, finnes det kun en overskuddstank, men det er klart at det alt etter anleggets kapasitet kan anvendes flere tanker.

Luftingen av hoved- og overskuddstankene 31 og 41 tilveiebringes av en luftvifte 35 med et luftinntak 36 og viften er tilsluttet en ledning 37 for å gi luft til sprederne 38, som befinner seg i hovedtanken 31 og en ledning 39 tilsluttet ledningen 37 for å mate luft til sprederne 40 som sitter i overskuddstanken 41. Viftens 35 ytelse reguleres i overensstemmelse med kloakkutslippet til hovedtanken 31 målt av strømningsmåleren 32, idet et signal som representerer strømningsmengden overføres av en passende reguleringsanordning (ikke vist) gjennom ledningen 34 til viften 35. Sprederne er anbragt på hver sin side av tankene nær bunnen for å frem-bringe naturlig luftsirkulasjon. Luften til sprederne til-føres med et trykk på mellom 0,35 og 0,45 kgp/cm 2, og i en mengde på mellom 80 Og 200 l/min., avhengig av kloakkvannets strømningshastighet.

Hovedtanken 31 er utformet med en bunn som heller

ca. 45°, for å forhindre avsetning av belegg og har en vifte-ledning 48 til atmosfæren og en lufteledning 50 med en flamme-stopper 53, hvilken ledning løper ut i utløpskanalen 86 for dampgeneratoren 84. Lufteledningene 48 og 50 er forsynt med avstengningsventiler henholdsvis 49 og 51, og disse ven-

tiler er innbyrdes forbundet gjennom en reguleringsledning 52, og styres av en reguleringsanordning (ikke vist), hvorved hovedtanken 31 etter valg enten kan luftes til atmosfæren eller til dampgeneratoren 84. Lufting til atmosfæren benyttes når dampgeneratoren er avstengt eller arbeider med lav belastning, mens lufteledningene 48 og 50 reguleres slik at en av dem alltid er åpen. Hovedtanken 31 har utslipp gjennom en ledning 54 til en sump 55, som er forsynt med en dreneringsinnretning 56 med en avstengningsventil 57. En kvern 59 og en pumpe 58 er anbragt i sumpen og kvernen benyttes for å redusere kloakkpartiklene til en størrelse på mellom 0 og 1,5 mm, mens pumpen benyttes for å pumpe den findelte kloakk gjennom ledningen 60 til en hydroklon 61 som kan være en sentrifugalseparator av kjent type, der de overstore partikler fjernes og returneres til hovedtanken 31 gjennom resirkulerings- eller returledningen 62. Selv om det her er nevnt en separator av sentrifugaltypen, er det klart at oppfinnelsen istedet kan gjøre bruk av selvrensende sikter. Når kloakk ikke brennes, f.eks. når dampgeneratoren eller kjelen er avstengt eller arbeider med lav kapasitet, er avstengningsventilen 67 i kloakkbrennerens tilførselsledning 64 lukket,

og kloakk fra ledningen 60 resirkuleres gjennom hydroklonen 61 og returledningen 62 til hovedtanken 31. Pumpen 58 er alltid igang for kontinuerlig resirkulering av kloakkvannet i hovedtanken 31. Hovedtanken er forsynt med en alarm 71

for høyt nivå, og en reguleringsanordning (ikke vist) for lavt nivå, som vil overføre et styrende signal gjennom ledningen 70 for lukking av avstengningsventilen 67 i brennerens tilførsels-ledning når kloakknivået i hovedtanken 31 faller under et visst nivå.

Kloakkerfluenten som er blitt malt opp til ak-septable partikkelstørrelser på 1,5 mm eller mindre, føres fra toppen av hydroklonen 61 gjennom kloakkbrennerens til-førsels ledning 64 til en sprøytedyse 73 for innføring i brennkammeret 85 i dampgeneratoren eller kjelen 84. En pumpe 88 er anbragt i tilførselsledningen 64 for å gi et til-strekkelig trykk til sprøyting av kloakkvæsken inn i brennkammeret 85. En strømningsmåler 65 er anbragt på nedstrøms-siden for pumpen 88 for å måle mengden av avløpsvæske som leveres til sprøytedysen 73 gjennom tilførselsledningen 64.

En passende reguleringsanordning (ikke vist) er forbundet med strømningsmåleren 65 for å overføre et signal gjennom ledningen 69 til en strømregulerende ventil 66 i ledningen 64 mellom pumpen 88 og måleren 65, for å regulere mengden av kloakkvæske som leveres til sprøytedysen 73. En annen passende reguleringsanordning (ikke vist) er forbundet med måleren 65 for å overføre et signal gjennom ledningen 68 til en reguleringsventil 63 anbragt i returledningen 62 for der-ved å regulere mengden av den væske som resirkuleres til hovedtanken 31.

I den foreliggende utførelsesform for anlegget finnes en oljebrenner 77 av den type som benytter damp for forstøvning av brenseloljen og brenneren kan være av den type som er beskrevet i U.S. pat. nr. 2.414.459. Oljen til-føres brenneren 77 gjennom en ledning 78 som omfatter en avstengningsventil 80 og en reguleringsventil 79. Den for-støvede damp tilføres oljebrenneren 77 gjennom en ledning 81 som har en avstengningsventil 83 og en reguleringsventil 82. Sprøytedysen 73 er også av den type som benytter damp for å forstøve kloakkvæsken, og kan være av den type som benyttes til brenning av tremasse- og papiravfall, og som er beskrevet i U.S. pat. nr. 2.812.212. Kloakkvæsken leveres til sprøyte-dysen 73 gjennom tilførselsledningen 64 med reguleringsventilen 72 som hindrer tilbakestrømning av væske. Den forstøvede damp tilføres sprøytedysen 73 gjennom en ledning 74 som omfatter en avstengningsventil 76 og en strømreguleringsventil 75. Den oljebrenner og de sprøytedyser som her er nevnt, kan imidlertid godt byttes ut med brennere og/eller sprøytedyser som mekanisk forstøver brennstoff og kloakk, f.eks. ved høyt trykk, høy hastighet og retningsforandring.

Dampgeneratoren eller kjelen 84 har brennkammeret 85 med en brennervegg der oljebrenneren 77 og sprøytedysen

73 for kloakkvæske befinner seg. En gasspassasje 86 finnes på nedstrømsiden av brennkammeret og står i forbindelse med dette gjennom en åpning 89 som kan omfatte en rørsikt, og som fortrinnsvis er anbragt i et av hjørnene som dannes av kam-merveggene unntatt brennerveggen 90. Brennkammeret 85 er vist på tegningen i snitt og omfatter oljebrenneren 77 som står omtrent på midten av brennerveggen 90, vinkelrett på denne. Kloakksprøytedysen 73 er anbragt i brennerveggen 90

i omtrent samme høyde som oljebrenneren 77 og nær det brenn-kammerhjørne som står diagonalt overfor åpningen 89 til gass-passasjen 86. Sprøytedysen 73 er anbragt slik at dens senterlinje skjærer senterlinjen av oljebrenneren 77 i en avstand på mellom 90 og 150 cm fra brennerveggen 90 i kammeret 85. Både brenneren 77 og dysen 73 trekkes ut av brennkammeret 85 når de ikke er i bruk. Ytterligere oljebrennere kan anbringes langs den vertikale senterlinje for brennerveggen 90 og dersom ytterligere kloakksprøytedyser er nødvendig, kan disse anbringes i forhold til de ytterligere oljebrennere, på samme måte som beskrevet ovenfor. I den viste utførel-sesform er oljebrenneren anbragt på den vertikale midtlinje for brennerveggen 90, men det kan godt benyttes to eller flere oljebrennere som står i avstand fra hverandre horisontalt og i avstand fra brennerveggens 90 midtlinje. Det vil da være mer hensiktsmessig å plasere sprøytedysen i et punkt mellom oljebrennerene, og i samme avstand fra disse samt i omtrent samme høyde som brennerne.

Ferskvann 9 tilføres bysse, vaskeri og vaskevann-systemet 10, mens avløpsvannet derfra samles opp og føres gjennom et filter 12, der en del av kloakkvannet filtreres for anvendelse i skipets sanitærsystem 19, mens den ufiltrerte gjenværende del av kloakkvannet og avløpet fra sanitær-systemet 19 føres til desinfeksjonstanken 18, der avløps-vannet holdes i en viss tid.

På forhånd bestemte mengder av desinfeksjonsmiddel og vann tilføres blandetanken 24, der kjemikalier og vann blandes til den desinfiserende væske, hvoretter en utmålt mengde av væsken fylles til tanken 18 og hvoretter kloakkvannet i tanken blir desinfisert under omrøring for å

sikre fullstendig desinfisering og for å hindre tilstopping.

Kloakkvæsken som er behandlet på denne måte over-føres til en hovedtank 31 og innholdet av tanken 31 sirkuleres kontinuerlig mens det samtidig tilføres luft, og tanken 31 luftes til atmosfæren eller til utløpspassasjen 86 i kjelens brennkammer 85.

Overskudd av behandlet kloakkvæske fra hovedtanken 31 føres til lagertanken 41 og også innholdet i denne tank sirkuleres kontinuerlig og luftes, idet tanken 41 luftes til atmosfæren, mens den behandlede kloakkvæske returneres til hovedtanken 31 etter behov.

Den behandlede kloakkvæske fra hovedtanken 31 føres til sumpen 55, der den behandlede kloakkvæske males opp slik at man får en bestemt partikkelstørrelse som er egnet til bruk i sprøytedysen 73, og den oppmalte kloakkvæske pumpes til en sentrifugalseparator eller hydroklon 61 som skiller ut, fjerner og returnerer overstørrelsepartik-lene til hovedtanken 31.

Kloakkvæsken med de partikler som ligger under den på forhånd bestemte størrelse, pumpes inn i sprøytedysen 73, olje forbrennes i brennkammeret 85 for her å skape en forbrenningssone og kloakkvæsken sprøytes inn i forbrenningssonen og avfallsstoffene forbrennes.

De følgende dimensjoner for et skipsanlegg til behandling av kloakkvæske, antas å passé for en kloakkmengde på 13000 liter pr. dag, for en typisk lastebåt med.et mann-skap på 35 personer:

Lufttilførsel til hovedtank

og lagertank : 85 - 200 l/min.

ved 0,35 - 0,42 kgp/cm<2>

Totalvekt av kloakkeffluent pr dag 13000 kg

Totalt brennstoff-forbruk(olje) ved

maksimal kjelekapasitet: 1100 kg/time Forventet operasjon av kjele ved

maksimal kapasitet : 10,8 timer/dag Forbrenningshastighet dersom

kloakk forbrennes bare ved maksi-

mal ytelse av kjelen 1220 kg/time

Claims (9)

1. Fremgangsmåte til destruksjon av kloakk ombord på skip, der en dampkjel fyres med fossilt brensel og har et brennkammer samt en passasje i forbindelse med dette, karakterisert ved:

a) forbrenning av brenslet i brennkammeret for å skape en forbrenningssone med høy temperatur i dette til frembringelse av damp ved indirekte varmeutveksling, b) desinfeksjon av kloakkslammet, c) oppdeling av det behandlende klokakkslam og dispersjon av dette i så meget vann at det kan pumpes, samt fraskilling og resirkulasjon av store partikler til videre findeling, d) dosering av dispersjonen av det findelte klokakkslam i forhold til mengden av det fossile brensel som forbrennes, e) dampatomisering av det utskilte findelte slam og f) innsprøytning av det atomiserte kloakkslam i forbrenningssonen for stort sett fullstendig fordampning og forbrenning i denne.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at kloakkslam som ikke forbrukes ved forbren-ningen lagres midlertidig.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at det lagrede kloakkslam resirkuleres.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at partikler med dimensjoner over 1,6 mm skilles fra mer findelt slam.

5. Anordning til destruksjon av kloakkvann etter den fremgangsmåte som er angitt i krav 1, omfattende en dampkjel som fyres med fossilt brensel og med vegger som omgir et brennkammer, hvilket kammer har en passasje samt brenner for brensel i tilknytning til en forbrenningssone med høy temperatur til frembringelse av damp ved indirekte varmeutveksling, karakterisert ved: a) oppdelingsanordninger for maling av kloakkblandingen, b) silanordninger for utskillelse av kloakkslam med partikler av en på forhånd bestemt størrelse, c) anordninger til dosering av den findelte kloakkblanding i forhold til mengden av det fossile brensel som forbrennes, d) en strømningskrets for fremføring av kloakkblandingen til brennkammeret, e) munnstykker til innføring av kloakkblandingen i forbrenningssonen og f) anordninger for tilførsel av damp til munn-stykkene for atomisering av kloakkblandingen som passerer gjennom disse og for stort sett fullstendig fordampning og forbrenning av denne.

6. Anordning som angitt i krav 5, karakterisert v e d at strømningskretsen innbefatter anordninger for lagring av kloakkblanding som ikke umiddelbart forbrennes.

7. Anordning som angitt i krav 6, karakterisert ved pumpeanordninger for resirkulering av den lagrede kloakkblanding.

8. Anordning som angitt i krav 5, karakterisert v e d at brenneren og munnstykket omfatter minst en brenner og minst ett innføringsmunnstykke for kloakk, hvilken brenner og hvilket munnstykke hver for seg stikker gjennom en plan del av en vegg av brennkammeret i stort sett samme høyde.

9. Anordning som angitt i krav 8, karakterisert v e d at forlengelser av senterlinjene for brenner og munnstykke skjærer hverandre i brennkammeret i en avstand på 90-150 cm fra det sted der de stikker gjennom veggen.