NO165826B - Filteranordning. - Google Patents

Description

Tekniskt område:

Foreliggende oppfinnelse angår en filteranordning som utgjøres av et båndfilter for separering av partikler fra væske, idet væsken bringes til å strømme inn mot filteret gjennom et innløp ved filterets ene ende og de fraskilte partikler oppsamles ved filterets motsatte ende, samtidig som båndfilteret utgjøres av i det minste et endeløst filterbånd som bringes til å løpe over en fremre og en bortre vendevalse i det innstrømmende vannets retning og til å bære og avvanne partiklene under transport i en valgt transportretning fra den ene enden mot den motsatte enden, mens renset vann bringes til å passere gjennom i det minste filterbåndets øvre del og filterbåndet er i det minste i sin øvre del innstillbart mellom horisontalstilling og ulik helning mot innløpet i forhold til horisontalplanet.

Teknikkens stand:

For fraskilling av visse typer av forurehsningspartikler, slam o.l. fra vann i bassenger spesielt for oppdrett av fisk, har det hittil ikke vært funnet noe effektivt fungerende fraski1-lingsanlegg. En vanlig type anlegg utnytter roterende siltrom-ler, ved hvilke det imidlertid oppstår problemer med gjentetting av filteroverflaten tiltross for kontinuerlig rensing av perforeringene i filteroverflaten. Selv båndfilter med et over to valser forløpende endeløst filterbånd utsettes for gjentetting dersom det ikke foretas spesielle foranstaltninger mot dette.

Det tekniske problem:

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å komme frem til en effektivt fungerende filtrering, ved hvilken gjentetting og påfølgende kapasitetsnedsetting motvirkes.

Løsningen:

Nevnte formål oppnås ved en anordning som er karakterisert ved at der i sluttenden av filterbåndets øvre del er anordnet en awanningsanordning omfattende dels over f ilterbåndets bredde forløpende blåseorgan, beregnet til å rette en luftstrøm mot undersiden av filterbåndets øvre del og derved blåse av vann fra båndet og partiklene over en forutbestemt sone av båndet, og dels en på oversiden av filterbåndets øvre del ovenfor nevnte blåseorgan beliggende skjerm, innrettet til å styre det av luftstrømmen i retning mot skjermen avblåste vann tilbake til f ilterbåndets overside foran den av awannings-anordningen formete sone, dvs. i retning mot nevnte transportretning.

Figurbeskrivelse:

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere ved et utførelseseksempel under henvisning til vedlagte tegninger, på hvilke fig. 1 skjematisk viser et sideriss av et filter ifølge oppfinnelsen, fig. 2 et grunnriss av filteret og fig. 3 skjematisk i større skala et riss av et parti av filteret. Foretrukken utførelsesform: Som det fremgår av fig. 1 og 2 er filteranordningen ifølge oppfinnelse av typen båndfilter og oppbygget av et maskinstativ 1, i hvilket en fremre og en bortre vendevalse 2,3 er roterbart opplagret i lagerbukker 4, 5. I det viste eksempel er den ene vendevalsen 3 drevet av en elektrisk drivmotor 7 via en utvekslingsanordning 9 med en variabel rotasjonshastighet hos vendevalsen 3.

Rundt begge vendevalsene 2, 3 løper et endeløst filterbånd 10, som består av en øvre, fremmadgående part 11 og en nedre returpart 12. Filterbåndet 10 utgjøres av en silduk, som med fordel er laget av metalltråd i form av masker.

Båndfilteret oppviser av et innløp 13 til filteret, beliggende ved båndfilterets ene ende over dettes fremre vendevalse 2. Innløpet 13 er utført i form av en utløpsende 14 av en rørledning 15 for det forurensete vann, som transporteres til båndfilteret for fraskilling av forurensningspartikler. Ved utløpsenden 14 nedenfor selve utløpsåpningen er anordnet en bøyelig duk 16 av tekstil, vevet plast, plastfilm eller liknende. Duken er festet til rørledningen 15 og sleper på filterbåndet for å gi en myk overgang for vannet fra det høyere nivå i røret til filterbåndet.

Ved enden av den av filterbåndets 10 øvre, fremmadgående part 11 dannete avvanningsstrekning er innrettet en avvanningsanordning 17 for øket avvanning ved bortblåsing av så stor del av vanninnholdet i forurensningspartiklene og vannet på filterbåndet som mulig. Den kompletterende avvanningsanordning

17 består av en blåseenhet i form av en plattform 18 av et tverrgående rør, utstyrt med munnstykkeorgan 18 som er rettet mot undersiden av filterbåndets øvre part 11. Nevnte munnstykkeorgan kan bestå enten av en eneste langstrakt slisse som hovedsakelig strekker seg over hele filterbåndets bredde, eller av et flertall munnstykker fordelt over plattformens 17 lengde. Denne anordning for kompletterende awanning omfatter videre et oppfangningsorgan i form av en bueformet skjerm 19 som strekker seg over filterbåndets bredde over dettes øvre part 11 i hovedsaken midt foran nevnte blåseenhet. Plattformen 18 er tilknyttet en ventil eller en trykkluftkilde for gjennom nevnte munnstykkeorgan å frembringe en luftstrømning som reduserer vanninnholdet i slammet som bæres på båndfilteret. I det viste eksempel har skjermen en bueformet, hovedsakelig sirkel-bueformet, tverrsnittsform og hovedsakelig en buelengde på 1/4 sirkelbue. Den er beliggende slik at den er konveks oppover og fremover mot den øvré båndpartens 11 bevegelsesretning. Videre har skjermen 19 et nedre lengdekantparti som slutter med et lite mellomrom, i form av en spalte, til filterbåndet. Spalten tillater passasje av fraskilte partikler som bæres på

og fremmates på filterbåndet. Skjermen utgjør således hovedsakelig et halvt skjermtak med et øvre lengdekantparti som er beliggende i den øvre båndpartens 11 fremmatingsretning, dvs. mot båndfilterets bakre ende.

I det viste eksemplet er der mellom filterbåndets 10 øvre 11 og nedre part 12 anordnet en oppsamlingskasse 23 for det rensete vannet, fra hvilken leder et siderettet utløp 24 for renset vann. Dette kan enten utslippes direkte f.eks. i et basseng ved siden av filteret eller transporteres i en ikke vist returledning til ønsket sted. Det er åpenbart at oppsamlingskassen 23 er åpen oventil for mottak av renset vann samt oppviser rundtløpende sidevegger 24 samt en bunn 25.

Nedenfor den bortre vendevalsen 7 er beliggende en oppsamlingsbeholder 27 for forurensningspartiklene. I tilknytning til den bortre vendevalsen 7 mellom filterbåndets 10 øvre og nedre part 11, 12 er anordnet en anordning 28 for fjerning av slam og forurensningspartikler ved renspyling av filterbåndet fra dets innside. Anordningen utgjøres av en renseanordning i form av en plattform med luftmunnstykker, som strekker seg over filterbåndets bredde eller alternativt med vannmunnstykkene for renspyling med trykkvann. Alternativt kan en eneste slisse i et rør utgjøre munnstykke, dvs. utløpsåpning hvis areal kan være regulerbart. Luftstrømning gjennom munnstykket eller munnstykkene kan frembringes ved hjelp av en ventil i en luftledning til plattformen eller i tilslutning til en trykkluftkilde.

Fraskilling ved hjelp av båndfilteret ifølge oppfinnelsen foregår på følgende måte. Forurenset vann 15 fra eksempelvis én eller flere bassenger for fiskoppdrett ledes gjennom rørledningen 15 og ut gjennom dens utløpsende 14. Som det spesielt fremgår av fig. 2 er røret 15 av en diameter som er betydelig mindre enn båndfilterets bredde. Den store bredden kreves for å oppnå stor filteroverflate og høy filtreringskapa-sitet. P.g.a. vannets naturlige selvutbredning når det strømmer ut gjennom røret 15, oppnås en god fordeling av vannmassene over en stor del av filterets hele bredde. Pilene 29 viser det forurensete vannets strømningsretning. Filterbåndet bringes til langsomt å rotere p.g.a. vendevalsens 3 rotasjon, som drives ved hjelp av drivmotoren 7. Vendevalsen 2 bringes i sin tur i rotasjon p.g.a. båndets 10 bevegelse. Vendevalsene roterer i retning med urviseren i henhold til pilen 30 i fig. 1, hvorved filterbåndet 10 bringes til å bevege seg i pilenes 31, 32 bevegelsesretning. Fra rørledningens 15 utløpsende 14 strømmer det forurensete vannet ut over duken 16 og ut over filterbåndet 10 under dettes langsomme bevegelse. Filterbåndet 10 søker å holde duken 16 hovedsakelig utstrukket, slik at den former en myk overgang fra røret til båndet. Vannet strømmer således inn over filteret, sett fra siden, i linje med filterets bevegelsesretning, nærmere bestemt retningen til dets øvre part 11. Ved at filterbåndet oppviser en nøye overveiet størrelse i et meget stort antall filteråpninger fordelt over hele filterbåndets overflate, kommer partikler 34 ned til en viss dimensjon, eksempelvis noen tiendedels mm, til å fanges opp av filterbåndet idet vann i renset tilstand passerer filterbåndet og faller ned i oppsamlingskassen 25, se pilene 35. Over hele lengden av båndfilterets øvre, fremmadgående part 11, dvs. mellom den fremre valsen 2 og den bortre valsen 3, kommer partiklene til å avvannes suksessivt idet vann passerer filterbåndet og å bæres av båndet, som dermed også fungerer som en transportør for forurensningspartiklehe.

Som det fremgår av fig. 1 oppviser filterbåndet 10 i sin øvre og nedre part 11, 12 en mindre helning relativt til horisontalplanet mot det fremstrømmende, forurensete vannet, hvilket medfører en i forhold til et horisontalt filter øket awanningskapasitet ved vannets forsøk på å bremse opp i sin strømningsretning. I den uttsrekning vannet ikke klarer å passere gjennom filterbåndet i enden av båndets øvre part 11, dvs. i området før vendevalsen 7, forsøker vannet å strømme mot vannets innstrømningsretning fra innløpskassen heller enn i motsatt retning. På undersiden av filterbåndets 10 øvre part 11 blir vanndråpene hengende og kommer, ved tilstrekkelig helning, til å vandre mot filterets løperetning, hvilket fremmer awanningen. Hvor stor denne tendens er beror på flere faktorer, såsom filterbåndets helning, gjennomslippelighet, båndhastighet og det innstrømmende forurensete vannets mengde pr. tidsenhet. Filterbåndets helning avstedkommes ved at den fremre valsens 2 rotasjonsaksel 36 plasseres noe nedenfor den bakre valsens 7 rotasjonsaksel 37. Dette fremgår av det viste eksemplet ved at maskinstativet består av en liggende ramme 38, som bærer valsene 2, 3 og bæres av to par støtteben 39, 40. Det ene par støtteben 40 innbefatter en innstillingsanordning med hvilken rammen 38 kan heves henholdsvis senkes for ulik helning av båndet. Også horisontalstilling kan velges. Ved at oppsamlingskassen 25 bæres av rammen 38 medfølger også kassen i innstil-lingsbevegelsene og oppnår samme helning som filterbåndets øvre og nedre part 11, 12.

For å holde filterbåndet 10 i stilling med henblikk på båndets vandring sidelengs på valsene 2, 3, er det innrettet en forskyvningsanordning 41 ved hver akselende 36, 42 på den ene vendevalsen 2 for forskyvning av begge akselendene til vendevalsen, i praksis lagerbukkene 4. Dette avstedkommes ved at disse er forskyvbare frem og tilbake en kort strekning på tvers av akselens 36 lengderetning, ved hjelp av en drivmotor 6 på hver side av valsen. Drivmotorens rotasjonsbevegelse via et lineært kraftredskap 8 omgjøres til en lineær bevegelse. Kraftredskapet utgjøres eksempelvis av en i og for seg kjent kulemutterskrue. Drivmotorene styres av to stillingsfølere (ikke vist) for filterbåndets lengdekanter 43, 44. Stillingsfølerne kan utgjøres av elektriske endestillingsbrytere, som er beliggende ved lengdekantene og styrer drivmotorene 6 til å rotere i den ene eller den andre rotasjonsretningen og i ulike lange tidsintervaller for en mindre svingning av akselen 36 når filterbåndets vandring sidelengs har nådd en valgt endestilling ved valsenes 2, 3 ene eller andre ende. Når filterbåndets lengdekant 43 eksempelvis har nådd sin ytre endestilling forskyves akselenden 42 slik at båndet spennes ved samme lengdekant, hvorved båndets vandring endrer retning mot motsatt ende av valsene, der samme avføling skjer. Forskyvning av akselenden kan skje på valsens begge sider slik at man hele tiden kan opprettholde en god stramming av båndet.

Awanningen på filterbåndets øvre bånddel 11 kan oppdeles

i to awanningssoner, nemlig en første awanningssone som strekker seg fra inløpet 13 av båndfilteret og frem til avvanningsanordningen 17, og en andre awanningssone som strekker seg over et område midt foran avvanningsanordningen 17. I den første avvanningssonen skjer awanningen ifølge ovenstående ved mekanisk filtrering, mens i den andre avvanningssonen økes avvaningsgraden sprangvis ved hjelp av awannings-anordningen 17, i hvilken det rettes en kraftig luftstrøm gjennom nevnte blåseorgan mot innsiden av filterbåndet, nærmere bestemt undersiden av det øvre båndpartiet. Derved fjernes tilbakeværende vanninnhold for en stor del fra de passerende slampartiklene ved at vannet for en stor del bringes til å tilbakeføres til avslutningsenden av den foregående, første avvanningssonen. Derved fjernes også de på filterbåndets underside hengende vanndråper ved bortblåsing, slik at disse ikke medfølger båndet til vendevalsen 3. Ved at luftstrømmer bringes til å passere gjennom filterbåndet over en båndformet sone tvers over filterbåndet, hvilken sone utgjør den andre avvanningssonen, drives således væske bort fra slampartiklene, idet luftstrømmenes strømningshastighet er tilstrekkelig høy til at det dannes vannflekker og vannsprut som er rettet oppover

midt foran skjermen 19, idet skjermen 19 oppfanger vannspruten. Trykket i luftstrømmen og skjermens form er slik avpasset at vannet renner langs skjermens innside tilbake på båndet foran denne andre awanningssone. Selv om en viss øking av vanninnholdet i slampartiklene oppstår nettopp ved deres passering gjennom spalten under skjermens nedre lengdekantparti, blir således resultatet totalt at en trinnvis øket avvanning oppnås ved passering av denne andre awanningssone.

De i høy grad avannete forurensningspartikler 34 transporteres mot den bortre vendevalse 7 og ved filterbåndets vending vil en overveiende del av partiklene følge med filterbåndet 10 rundt vendevalsen 3. Enkelte større gjenstander kommer likevel p.g.a. sin tyngde til å falle ned i oppsamlingsbeholderen 27, som er plassert nedenfor vendevalsen 8 og strekker seg over hele filterbåndets bredde. Oppsamlingsbeholderen 27 har også

en slik utstrekning at den befinner seg nedenfor renseanordningen 28, som kontinuerlig er i drift under båndfilterets gang, hvorved de fastsittende partikler og slammet effektiv nedblåses eller nedspyles fra filterbåndet og i oppsamlingsbeholderen. Denne rensing er meget effektiv ved at den skjer gjennom filterbåndet fra den side som er motsatt den side på hvilken forurensningene sitter, hvorved forurensningene hovedsakelig ikke tvinges til å passere filterbåndet. Ved utnyttelse av luftstrømmer for rensingen er det fordelaktig at utblåsingsåpningen er plassert nær og eventuelt ligger an mot båndet. Dette muliggjøres eksempelvis ved hjelp av en motrulle 45 som ligger an mot filterbåndet 10 fra dets underside og motvirker at båndet på grunn av blåsekraften presses fra utblåsingsåpningen. Oppsamlingsbeholderen 27 kan eksempelvis oppvise av en ikke vist innebygget mateskrue for kontinuerlig transport av avfallslammet som dannes av forurensningspartiklene, sideveis ut til en større oppsamlingsbeholder eller for utspredning såsom gjødnings-middel.

I båndfilteret inngår videre en anordning som ytterligere motvirker en suksessiv gjentetting av filteret. Dette avstedkommes ved at filterbåndet er oppbygget av et oligodynamisk virksomt materiale, slik at biologiske organismer har vanskelig for på avsette seg på silduken. Fortrinnsvis utgjøres dette materiale av et metall eller en metallegering som utsondrer sporemner som er toksiske mot spesielt den type av organismer som har vanskelig for å avsette seg på et filter. Det valgte metall kan også utgjøre et oksydsjikt i vann, hvilket sjikt også er toksisk og motvirker påvekst av mikroorganismer. Også andre metaller har liknende egenskaper, f.eks. tinn og til en viss grad også sølv og sink. Ulike slag legeringer av f.eks. kopper, såsom messing og bronse, er også tenkbare. Denne toksiske effekt er til en viss grad beroende av visse ytre forhold, f.eks. kan en lav pH-verdi stimulere korrosjonshastigheten hos metallene og dermed avsondringen av ioner. Selv om mikroorganismer lykkes å avsette seg på metalloverflaten, kommer disse til å dø eller deres tilvekst i høy grad hemmes. Fremgangsmåten består hovedsakelig i at filterets overflate bringes til å avgi toksiske emner som motvirker avsetting av biologiske organismer på filteroverflaten, slik at filteråpnin-gene ikke gjentettes..

Den ovenfor beskrevne avsondringen av metallioner kan stimuleres ved hjelp av en anordning som helt skjematisk best beskrives i fig. 3, men antydes også i fig. 1 og 2. Denne består av en elektrodeplate 46 av et hensiktsmessig valgt metallmateriale, f.eks. sink, som er slik plassert at den utsettes for den strøm av forurensningspartikler i vannet som skal filtreres. I det viste eksempel strekker platen seg over filterets bredde og er plassert bak rørledningens 15 utløpsende 14 relativt nær filterbåndet 10. Ved at metallet i elektrodeplaten 46 velges med en plassering i den elektrolytiske spenningskjede relativt langt fra plasseringen for kopper, oppstår en galvanisk strøm mellom kopperet i filterbåndet, som utgjør offeranoden, og elektrodeplaten 46. Denne effekt kan stimuleres ytterligere ved at man danner en sluttet strømkrets via en likespenningskilde 47, som helt skjematisk antydet i fig. 3. Den elektriske tilkopling til båndfilteret skjer på passende måte, f.eks. via skjøtekontakt eller liknende. Avløpsvannet danner da elektrolyt og kopperioner avgis fra filterbåndet og vandrer over til elektrodeplaten 36, hvorved den toksiske effekten øker og avsetting av mikroorganismer på filterbåndet. i høy grad motvirkes. Ioneemisjonen reguleres slik at filterbåndet ikke forbrukes med en ugunstig hastighet. Eksempelvis er korrosjonshastigheten i vannet hos kopper uten ytre spenningskilde 5-10 mikrometer/år, hvilket gir et praktisk talt umerkbart forbruk av koppermaterialet.

Med det ovenfor beskrevne båndfilteret ifølge oppfinnelsen og ved dets arbeidsmåte løses problemet med gjentetting ved de tidligere kjente filtre, hvilket ellers hurtig setter filtret ut av funksjon. Dette er et stort problem ved spesielt fiskeoppdrettsbassenger, der fisk oppholder seg i et meget stort antall pr volum vann og der kontinuerlig forurensning skjer p.g.a. fiskens avføring, rester av for etc, samtidig som det stilles meget høye krav til vannkvalitet for å gi en maksimal tilvekst hos fiskene. I liknende anlegg kan båndfilteret inngå i et i det minste delvis sluttet system med resirkulasjon av vannet i oppdrettsbassenger, der vann fra bassengene således ledes som forurenset vann gjennom røret 15

og renset vann tilbakeføres til bassengene. Derved kan i visse tilfeller oppsamlingskassen 25 utelates og båndfilteret plasseres over et basseng, slik at vann kan falle direkte ned i bassenget og derved også passere gjennom filterbåndets returparti 12 for en ytterligere rensing. Stativet 1 er således helt åpent nedentil slik at vannet fritt kan falle rett ned i bassenget. Alternativt kan filteret plasseres ved bassengets ene kant og en skråstilt styreplate under båndfilteret forårsake tilbakeføring av det rensete vannet til bassenget. Dersom båndfilteret plasseres på et annet sted (hvilket er den mest sannsynlige plassering) enn umiddelbart ved siden av bassenget, kan oppsamlingskassen benyttes samt en returledning 24, gjennom hvilken det rensete vannet tilbakeføres til bassenget eller bassengene.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til det ovenfor beskrevne og på tegningene viste utføringseksempel, men kan varieres innenfor rammen av de etterfølgende patentkrav. Eksempelvis kan filterbåndet langs sine lengdekantpartier forsynes med oppadstående faste støttekanter f.eks. av gummi, som støter mot og eventuelt rager inn under det fremløpende båndets kantpartier og forhindrer avrenning av forurenset vann med partikler over båndets kantpartier i dets øvre part 11.

Oppsamlingskassen 23 kan med fordel være oppdelt i seksjoner ved hjelp av mellomvegger som strekker seg på tvers av filterbåndets bevegelsesretning. Disse står ikke i direkte kommunikasjon med hverandren, men utgjør separate utløp som kan forenes i et samlet utløp, hvorved en større helning av oppsamlingskassen muliggjøres med bibehold av høyden av kassens sidevegger 24. Kassen medfølger således i båndfilterets omstilling mellom ulik helning. Elektrodeplaten 46 er ikke en forutsetning for at den toksiske effekten skal oppnås. Det samme gjelder den ytre spenningskilde som øker denne effekt. Det er videre ikke nødvendig at båndfilteret er av et oligodynamisk virksomt materiale. Anordningen 28 for fjerning av partikler kan i prinsippet være plassert hvor som helst langs returparten 12 av filteret. Den i fig. 1 viste motrullen 45 er ikke på noe vis nødvendig for funksjonen, og kan i mange tilfeller utelates.

Avvanningsanordningen 17 kan f.eks. utnytte varmluft for ytterligere å redusere vanninnholdet i partiklene. Videre kan oppfangingsanordningen ha annen utforming enn bueform. Viktig er det at luftstrømmene og dermed spruten som hovedsaklig blir rettet mot oppfangningsorganet, styres i retning nedover mot filterbåndet til et sted foran avblåsingstedet, dvs. motsatt den øvre båndpartens 11 bevegelsesretning. F.eks. kan skjermen bestå av to vinklete plane overflater som heller mot båndet.

Claims (2)

1. Filteranordning som utgjøres av et båndfilter for separering av partikler fra væske, idet væsken bringes til å strømme inn mot filteret gjennom et innløp (13) ved filterets ene ende og de fraskilte partikler oppsamles ved filterets motsatte ende, samtidig som båndfilteret utgjøres av i det minste et endeløst filterbånd (10) som bringes til å løpe over en fremre og en bortre vendevalse (2, 3) i det innstrømmende vannets retning og til å bære og avvanne partiklene under transport i en valgt transportretning fra den ene enden mot den motsatte enden, mens renset vann bringes til å passere gjennom i det minste filterbåndets øvre del (11) og filterbåndet (10) er i det minste i sin øvre del (11) innstillbart mellom horisontalstilling og ulik helning mot innløpet (13) i forhold til horisontalplanet (5), karakterisert ved at der i sluttenden av filterbåndets (10) øvre del (11) er anordnet en awanningsanordning (17) omfattende dels over filterbåndets (10) bredde forløpende blåseorgan (18).beregnet til å rette en luftstrøm mot undersiden av filterbåndets (10) øvre del (11) og derved blåse av vann fra båndet og partiklene over en forutbestemt sone av båndet, og dels en på oversiden av filterbåndets øvre del ovenfor nevnte blåseorgan beliggende skjerm (19) , innrettet til å styre det av luftstrømmen i retning mot skjermen avblåste vann tilbake til filterbåndets overside foran den av avvanningsanordningen formete sone, dvs. i retning mot nevnte transportretning.

2. Filteranordning ifølge krav 1, karakterisert ved at skjermen (19) oppviser bueformet profil.