NO149020B - Anordning ved sedimenteringstank - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en sedimenteringsinnretning, nærmere

bestemt en innretning til klaring av væsker ved separering av faststoffer fra en væske/faststoff-suspensjon hvor flokkulerings-

midler settes til suspensjonen for å øke separasjonshastigheten og skaffe en tykk eller tett understrøm.

I visse sedimenteringsinnretninger som omfatter sylindriske bunn-fellingstanker med sentrale matebrønner for mottagelse av en faststoffholdig væskesuspensjon og bunnfelling av faststoffene inne i tanken, er det velkjent å tilsette flokkuleringskjemikalier til innløpsstrømmen enten i matebrønnen eller på et tidligere punkt for å fremme agglomere-ringen av faststoffer og hurtig bunnfelling av disse i tanken. De bunnfelte faststoffer d'anner en tett understrøm og fjernes fra bunnen av tanken ved hjelp av en roterende krafseinnretning som fører den bunnfelte masse til en sentralt anordnet utløpssump i tanken. Samtidig strømmer den klarede væske over toppen av tanken inn i en renne rundt omkretsen. Forskjellige organer anvendes til innføring av de bunnfelte faststoffer fra matebrønnen enten direkte inn i det tette understrøms-skikt eller inn i en bunnfellingssone over skiktet og til regulering av doseringen av flokkuleringsmiddel i henhold til en ønsket bunnfellings-hastighet.

Ved flokkuleringsbehandling i utstyr av den ovenfor angitte type hvor behandlingen av innløpsstrømmen utføres innen det område som av-grenses av matebrønnen, er det viktig at flokkuleringsmiddelet tilsettes til innløpsstrømmen på en slik måte at der oppnås maksimal fordeling av

flokkuleringsmiddelet over hele matebrønnen, slik at der på er; hurtig

måte dannes fnokker for sedimentering i matebrønnen uten ytterligere forstyrrende virkninger. Det er derfor av største viktighet at hurtig

og effektiv blanding av flokkuleringsmiddelet med innløpsstrømmen kan oppnå s.

Tidligere har der vært anvendt forskjellige organer for oppnåelse

av disse ønskede resultater ved anbringelse av en mafceinnretning for flokkuleringsmiddel inne i matebrønnen. F.eks. er der i den innretning som er beskrevet i US-PS 3 532 218, anbragt en sprederring rundt den øvre omkrets av en dyp matebrønn, idet sprederen er forsynt med åpninger for innføring av et flokkuleringsmiddel i matebrønnen for blanding med den innkommende matestrøm. Ifølge US-PS 4 054 514 er en hjelpeblande-

tank anbragt inne i hovedmatebrønnen og forsynt med en røreinnretning for blanding og spredning av flokkuleringsbehandlet inatesuspensjon som en overløpsstrøm fra hjelpetanken inn i hovedmatebrønnen. På den annen side er der i US-PS 2 528 094 beskrevet et arrangement hvor et flokkuleringsmiddel føres inn i en tank for blanding med innløpsstrømmen,

idet der er anordnet en rekke avbøyningsplater for å blande flokkuleringsmiddelet med den innkommende matestrøm.

De ovenfor angitte kjente innretninger har vist seg å være mer

eller mindre vellykkede, og gir ikke noe uttømmende bilde av de tidli-

gere kjente metoder til blanding av flokkuleringsmiddel i eller uten-

for en matebrønn, men illustrerer stort sett de tidligere kjente forsøk på å skaffe slike metoder'. Der knytter seg forskjellige problemer til kjente innretninger med hensyn til effektiv oppnåelse av hurtig sedimentering av faststoffer. For en kjent type matebrønnkonstruksjon som er beskrevet i US-PS 3 006 474, er der angitt en matestrømfordelerenhet som omfatter sirkelformede kanaler eller renner som ligger over hver-

andre inne i en sylindrisk matebrønn. Hovedmatestrømmen deles opp i to separate strømmer som mates tangentialt til kanalene, idet én strøm roterer med og den andre mot urviseren. Strømmene rettes innover i motsatte retninger fra kanalene og utsettes derved for skjærkrefter i et plan langs hele kanalens lengde med en hastighet som er dobbelt så stor som hastigheten av hver enkelt strøm. Strømmens kinetiske energi blir derved omdannet til en tilfeldig turbulens av små strømhvirvler, hvilket resulterer i eliminering av eventuelle resterende tangentiale hastighets-komponenter for effektiv oppløsning av energien i den innkommende mate-strøm. Denne type matebrønn er blitt meget godt mottatt, og i betrakt-

ning av mangelen på bevegelige deler er den en økonomisk og effektiv innretning.

En ulempe ved den kjente matebrønn er at et flokkuleringsmiddel som tilsettes i matebrønnen eller til den innkommende suspensjon før denne når matebrønnen, må passere gjennom skjærsonen. Dette fører til forringelse av fnokkene før suspensjonen kommer inn i sedimenteringsfasen. Dette skyldes turbulensen i skjærsonen og den plutselige overgang når et lite, fortynnet volum av flokkuleringsmiddel blander seg med det store volum av suspensjonsstrømmen med høy hastighet.

Det er en hensikt med oppfinnelsen å skaffe en sedimenteringsinnretning som innbefatter nye organer til innføring og blanding av flokkuleringskjemikalier med en faststoffholdig innkommende matestrøm slik at denne blandes hurtig og grundig uten forringelse av flokkuleringsmiddelet.

En annen hensikt er å skaffe en ny flokkuleringsmiddel-fordeler som fremmer en hurtig agglomerering av sedimenterende faststoffer som bunnfelles i en matebrønn, hvilket fører til en tykk understrøm og en klaret overløpsstrøm.

Oppfinnelsen skaffer en sedimenteringstank som angitt i

krav 1.

I matebrønnen ifølge oppfinnelsen benyttes den innkommende væskesuspensjon til å danne en skjærsone, og flokkuleringstilsetningen mates direkte inn i denne skjærsone, hvor suspensjonens kinetiske energi allerede er oppløst som følge av samvirkningen mellom de motsatt roterende strømmer. Flokkuleringstilsetningen bidrar ikke til og utsettes ikke for noen skjærvirkning.

Oppfinnelsen kan anvendes ved forskjellige typer sedi-menter ings tanker , f.eks. klaringstanker eller fortykningstanker. Tanken.er fortrinnsvis utført hovedsakelig sylindrisk.

Disse og andre hensikter med oppfinnelsen fremgår nærmere ved gjennomgåelse av den etterfølgende detaljerte beskrivelse og tegningen, som viser én utførelsesform. Fig. 1 er et snitt gjennom en sedimenteringstank som omfatter den nye flokkulerings-matebrønnkonstruksjon. Fig. 2 er et oppriss i større målestokk av matebrønnen adskilt fra tanken, og

fig. 3 er et grunnriss av matebrønnen med deler av denne brutt, bort for å vise den indre konstruksjon.

Under henvisning til tegningen skal der nå gis en mer detaljert beskrivelse av oppfinnelsen, idet en sedimenteringstank omfattende en utførelsesform ifølge oppfinnelsen generelt er betegnet med henvisnings-tallet 10 på fig. 1. Tanken 10 omfatter en sylindrisk yttervegg 11, en

konisk bunn 12, en overløpsrenne 13 rundt omkretsen og et utløp 13A

samt en sentralt anordnet utmatningssump 14 for slam. En øvre bærekon-struksjon 15 ér montert på tankveggen 11 og innbefatter en bjelke 16

som bærer en motordreven drivmekanisme 17 som driver en sentralt

anordnet drivaksel 18 som er festet til en roterende krafsekonstruksjon 20 til å bevege sedimentert understrømsmateriale til sumpen 14 på kjent måte.

En sentralt anordnet matebrønnkonstruksjon 21 er opphengt i bærebjelken 16 ved hjelp av elementer 22 med flenser og stag 23 som er forbundet med bjelken 16. Matebrønnen 21 omfatter en langstrakt,

hul, sylindrisk søyle som omslutter drivakselen 18. Matebrønnen 21 er åpen mot det nedre parti av tanken 10 for utslipp av faststoffer i eller over et skikt A av slam eller bunnfelte faststoffer^ En neddykket anordning 24 for innkommende matestrøm er anordnet inne i matebrønnen 21 og omfatter øvre og nedre sirkelformede matekanaler 25 og 26 som er åpne mot lengdeaksen av matebrønnen 21 og innrettet til å motta en innkommende matestrøm fra en mateledning 27. Mateledningen 27 er inn-delt i øvre og nedre grener henholdsvis 28 og 29, som fører tangen-

tialt inn i de øvre og nedre matekanaler 25 og 26. På denne måte bringes den innkommende væskestrøm til å strømme innover i motsatte retninger fra kanalene 25 og 26 og utsettes for skjærkrefter i et plan langs hele lengden av kanalene med dobbelt så stor skjærhastighet som i den enkelte skjærsone i en skjærsone betegnet B (fig. 2),

slik det er beskrevet i det tidligere nevnte US-PS 3 006 474. I skjærsonen B blir energien av de to strømmer omdannet til tilfeldig turbulens og energien i innløpsstrømmen oppløst.

Som tidligere angitt går et trekk ved oppfinnelsen ut på å

skaffe organer til å fordele og blande flokkuleringsmiddel med den innkommende matestrøm for hurtig bunnfelling av faststoffer inne i matebrønnsøylen 21. For dette formål er der i anordningen 24 av mate-brønnen anbragt en mellomliggende kanal eller skive 30 til å motta flokkuleringsmidler fra en blandetank 31 for flokkuleringsmidler.

Tanken 31 er montert på den øvre konstruksjon 15 og omfatter et mate-

rør 32 og en reguleringsventil 33. Røret 32 rager inn i tanken 10 og står via en åpning 35 i forbindelse med kanalen 30 for tangential innføring av flokkuleringsmiddel i de sammenløpende strømmer av den delte matestrøm i skjærsonen B fra kanalene 25 og 26 for å bevirke hurtig bunnfelling av fnokker i sone B og agglomerering av faststoffer for dannelse av en tett understrøm.

I et sammenligningsforsøk med en matebrønn av den angitte

type ble flokkuleringsmiddel satt til en innkommende matestrøm av sur uranutlutningssuspensjon foran matebrønnen og utenfor tanken med en dosering på 2 3 g/tonn, hvilket resulterte i at fortykkeren ble drevet med en flateenhetskapasitet på 37*10 m /fd. Til sammenligning førte tilsetning av polyelektrolytt-flokkuleringsmiddel i en mengde på 13 g/t til et sted like i nærheten av den nedre kanal i matebrønnen ;-3 2 ;til eri flateenhetskapasitet på 23-10 m /t*d. De sistnevnte resultater svarer til innmating av flokkuleringsmiddelet til en mellomliggende kanal, f.eks. kanalen 30, med en dosering av flokkuleringsmiddel på 16 g/t. I virkeligheten fører anvendelsen av den angitte matebrønn til en anslått tankkapasitet som er 1,6 ganger større enn når et flokkuleringsmiddel tilsettes før matebrønnen.

Det vil være åpenbart fra den ovenstående beskrivelse at anvendelse av den foreliggende oppfinnelse er forbundet med mange fordeler. Foruten den hurtige og grundige blanding av flokkuleringsmidler med en innkommende matestrøm oppnås en sedimenteringstank med større kapasitet, hvilket gir en mer økonomisk og effektiv innretning.

Claims (4)

1. Sedimenteringstank (10) som i kombinasjon omfatter til-førselsorganer (27) for en innkommende matestrøm av suspensjon til tanken, et overløp (13) for klaret væske som er separert fra den innkommende matestrøm, en samlesone A i bunnen av tanken til oppsamling av bunnfelte faststoffer, idet sonen har utløpsorganer for bunnfelte faststoffer, en bevegelig krafseinnrétning (20) til å føre bunnfelte faststoffer til utløpsorganene og en mate-brønn (21) til mottagelse av den innkommende matestrøm av suspensjon, idet matebrønnen omfatter

(a) en vertikal, hul søyle anordnet i tankens sentrum og åpen mot samlesonen A for bunnfelte faststoffer ved tankens bunn, (b) et sylindrisk matestrøminnløp (24) anordnet nær den øvre ende av den nevnte søyle og på avstand fra samlesonen A og omfattende øvre og nedre sylindriske kanalelementer (25-26)som ligger rundt søylens omkrets og er åpne mot søylens lengdeakse, innløpsorganer til innføring av den innkommende matestrøm i mate-brønnen og omfattende et materør (27) med grenrør (28-29) (c) til oppdeling av den innkommende matestrøm i like strømmer som føres tangentialt inn i henholdsvis den øvre og den nedre kanal for rotasjon i banen i retning med resp. mot urviseren for utløp og gjenforening innover i en tversgående skjærsone B i et område av matebrønnnen som er omgitt og avgrenset ved omkretsen av de nevnte øvre og nedre kanalelementer, og hvori strømmenes enrgi omdannes til tilfeldig turbulens og energien av den innkommende matestrøm blir oppløst, og (d) organer til dispergering av flokkuleringsmiddel, karakterisert ved et i matebrønnen anordnet organ til dispergering av flokkuleringsmiddel omfattende en tredje sylindrisk kanal (30) som strekker seg rundt omkretsen av søylen og har et mateinnløp (35) for flokkuleringsmiddel samt er anbragt mellom den øvre og den nedre kanal (25,26), som ligger på vertikal avstand fra hinannen, og et mateinnløp (32) til den tredje kanal (30) for dispergering av en fastlagt dose flokkuleringsmiddel i kanalen (30) for utmating derfra direkte inn i skjærsonen B for blanding med de gjenforenede strømmer før den innkommende suspensjon og tilsatt flokkuleringsmiddel føres ut av matebrønnen.

2. • Sedimenteringstank som angitt i krav 1, karakterisert ved at den langstrakte, vertikale, sylindriske søyle av matebrønnen har en nedre utløpsåpning i det nedre parti av tanken (10) for å føre faststoffer som bunnfelles, inn i skiktet A, og at de nevnte kanaler (25,26,30) er anordnet nær det øvre endeparti av søylen.

3. Sedimenteringstank som angitt i krav 2, karakterisert ved at utløpsåpningen fra den vertikale søyle rager ned i skiktet A av bunnfelte faststoffer.

4 . Sedimenteringstank som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at kanalene (25,26,30) omfatter brettelementer som er forsynt med flenser og er festet til innerveggene av den sylindriske søyle.