NO309230B1 - Anordning for regulering av tilsetning av kjemisk avvanningsmodifikator i en strömmende suspensjon, anordning for flokkulering av en suspensjon og avvanning av den flokkulerte suspensjon, samt fremgangsmåte for avvanning av en suspensjon - Google Patents

Abstract

Tilsetningen av polymer-flokkingsmiddel eller annen kjemisk awanningsmodifikator til en suspensjon som strømmer gjennom en driftsledning (1) til et awanningsanlegg, reguleres automatisk som reaksjon på automatisk bestemmelse av en filtreringshastighets-parameter. Denne kan bestemmes ved bruk av en ny anordning som innbefatter en filtreringsenhet (5) omfattende et kammer (7) med et filterelement (4) montert over dets åpne ende, og vanndusjer (9) for vask av filterelementet. I én utføringsform foretrekkes det, v.h.a. en luftrenser (13), å medvirke til bakvasking, mens det i en annen utføringsform. er midler (31, 36) for adskillelse av filtreringsenheten for å. tillate rengjøring.

Description

Denne oppfinnelse angår generelt automatisk "on-line"-regulering av awanning av suspensjoner som f.eks. kloakkslam, celluloseholdig slam for papirfremstilling, og mineralsuspensjoner. Den angår særlig regulert tilsetning av polymer-flokkuleringsmiddel (eller annet kjemikalie som påvirker awanning) for medvirkning til awanning, reguleringsanordning for automatisk regulering av tilsetningen av flokkuleringsmiddelet eller annet kjemikalie, og komponenter hos denne reguleringsanordning.

Det er vanlig å bringe en suspensjon til å strømme gjennom en driftsledning mot et awanningsanlegg hvor suspensjonen awannes, og å bringe suspensjonen til å flokkulere før awanning ved tilsetning av polymer-flokkuleringsmiddel i suspensjonen ved hjelp av doseringsutstyr for flokkuleringsmiddel. Optimal awanningsytelse avhenger av suspensjonens beskaffenhet, men denne har en tilbøyelighet til å være variabel. Som en følge er det utviklet ulike metoder for bestemmelse av egnetheten til en bestemt suspensjon m.h.t. awanning.

Vanlige metoder innbefatter at en prøve tatt fra suspensjonen utsettes for en hensiktsmessig test i et laboratorium for å bestemme en test-parameter (f.eks. grumsethet, viskositet eller filtreringshastighet), og deretter justere hele prosessen manuelt som reaksjon på den observerte verdi. Laboratorie-testen kan i sin helhet være manuell, f.eks. filtrering gjennom en Buchner-trakt, eller laboratorie-testen kan til en viss grad være automatisert, f.eks. som beskrevet i "An Automated Method for Filterability Determination" av de Moor og Gregory, World Filtration Congress III, 1982, sidene 253 til 261. Når suspensjonen er en kloakk-suspensjon, er det vanlig med kapillærsugetid-tester. Når suspensjonen er en cellulosesuspensjon, er det vanlig med drenerings- og freeness-tester.

Særlig ved fremstilling av papir er det vanlig å justere malings- og/eller fortynningsnivået til cellulosesuspensjonen i henhold til den målte freeness hos den tykke masse, og det er kjent forskjellige porsjonsvise laboratoriemetoder for bestemmelse av freeness for medvirkning til optimalisering av prosessen.

En automatisert metode utført på suspensjonen i maskinen er foreslått av Thompson Equipment Company (Teco) i deres reklamebrosjyre "Drainac (vare-merke) Continuous On-Line Freeness Measurement". Denne brosjyre uttaler at Drainac-anordningen til Teco virker etter filtreringsprinsippet i likhet med den standard laboratorie-freenesstester. Drainac-detektoren til Teco sies å bestå av et vertikalt stigerør inneholdende en perforert plate. En trykkforskjell mellom suspensjon-driftsledningen og den fjerne side av filterplaten bevirker filtrering gjennom platen og oppsamling av en pute av fibre på platen. Tiden som kreves for å trekke et kjent volum av filtrat gjennom puten brukes til å beregne freeness. Straks freeness er bestemt, økes lufttrykket for tilbakeføring av filtrat og fiber til masselinjen som forberedelse til neste syklus, og samtidig innføres skyllevann i kammeret for rengjøring av sikten. Skyllingen sies å tvinge den oppsamlede fibermatte tilbake til driftsledningen.

Det er antakelig ment at dette bør gjøres ved tykkmasse-trinnet slik at fibermatten har en mulighet til igjen å bli fordelt i suspensjonen. Hvis det ble gjort ved tynnmasse-trinnet, ville fibermatten sannsynligvis bevirke brudd eller defekter i det endelige papirark. Brosjyren uttaler at Drainac-systemet fra Teco er egnet til bruk ved masselinje-trykk på omtrent 1,4 til 6,5 bar (20 til 90 psig) idet hvert av trykkene til lufttrykk og skyllevann ikke er mer enn 0,7 bar (10 psig) over linjetryk-ket. Følgelig er det maksimale vanndyse-trykk omtrent 0,7 bar, og ofte lavere. Drainac-systemet fra Teco er kun beskrevet i forbindelse med overvåking av freeness og andre masseegenskaper, for derved å gi informasjon om massen, men brosjyren foreslår også at det kan innbefatte en mikroprosessor hvis utgangs-data kan innmates i et raffinør-styresystem, d.v.s. for justering av massens freeness.

Dette Drainac-system fra Teco kan brukes til overvåking, og kanskje til justering av tykk masse ved papirfremstilling, men er ikke relevant m.h.t. det gamle problem med forbedring av regulering av tilsetning av flokkuleirngsmiddel før awanning av f.eks. kloakkslam.

Det er foreslått forskjellige metoder for automatisering av reguleringen av tilsetningen av flokkuleringsmiddel i en suspensjon som skal awannes som reaksjon på måling av en test-parameter hos suspensjonen, eller mer vanlig, filtratet. I DE-A-3908222 blir f.eks. avfallsvann-slam flokkuleret og deretter utsatt for trykk-filtrering, og grumsethet hos filtratet bestemmes i en grumsethetsmålersom en test-parameter, og resultatene sammenliknes med målsetningsverdier og brukes til regulering av tilførsel av flokkuleringsmiddel.

I EP-A-272673 tilsettes flokkuleringsmiddel i en suspensjon som skal avvannes, og mengden av, størrelsen og/eller strukturen til de resulterende flokkulerer måles kontinuerlig eller periodisk, og den resulterende test-parameter benyttes til å regulere tilsetningen av flokkuleringsmiddel.

I CA 111(14)120321 n måles effluentet fra en awanningssentrifuge m.h.t. pH, konsentrasjon av tungmetall og suspendert faststoff, og den resulterende test-parameter brukes til styring av prosessen.

I US-A-4627914 avvannes en suspensjon ved bruk av et trykkfilter som innbefatter en styreenhet for bestemmelse av varigheten av awanningsprosessen og særlig tidspunktet når den faste fase av suspensjonen når fastsatte parametre, og den resulterende test-parameter brukes til styring av prosessen.

I DE-A-4234507 benyttes måling av kapillærsugetid ved tilsetning av koaguleringsmiddel i kloakkslam.

Andre for industrien kjente metoder for forsøk på automatisering av styringen av en flokkuleringsprosess, omfatter observering av test-parametre innbefattende viskositetsendringer, massebalansen av faststoff (mellom suspensjonen, kaken og filtratet), verdier for filtratets grumsethet, restladning-avlesningen fra en detektor for flytende strøm, og ladningstitrering, men i utøvelse har ingen av dem vist seg å være tilstrekkelig hensiktsmessig og pålitelig til å få bred anvendelse.

Ett problem med de fleste detekteringsmetoder er at detekteringsanordningen er utsatt for å bli så sterkt forurenset, særlig hvis detekteringsanordningen er i kontakt med suspensjonen i stedet for kun å være i kontakt med filtratet, at en tilstrekkelig reproduserbar test-parameter ikke kan oppnåes hensiktsmessig. Laboratorieanordning for porsjoner tillater rengjøring og derfor unngåelse av forurensning, men tillater ikke hensiktsmessig automatisert "on-line"-regulering av tilsetningen av flokkuleringsmiddel eller annet kjemikalie.

Metoder som anvendes på filtratet kan være anvendelige for optimalisering av flokkuleringstilsetningen m.h.t. klarhet og faststoff-innhold i filtratet, men vil ikke nødvendigvis gi en anvendbar indikering for optimalisering av tilsetningen av flokkuleringsmiddel m.h.t. andre filtreringsytelse-karakteristika, såsom filtreringshastigheten eller faststoff-innholdet i den endelige filterkake. De kan følgelig gi til liten eller ingen medvirkning ved noen awanningsprosesser.

Det gjenstår følgelig et behov for å være istand til å utføre en tilstrekkelig pålitelig, automatisk "on-line"-bestemmelse av en suspensjon ved bruk av en effektiv test-parameter som er relevant for awanningsytelsen til denne suspensjon, og for å benytte denne parameter til automatisk regulering av tilsetningen av flokkuleringsmiddel, for derved å optimalisere awanningen av suspensjonen.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen med en anordning for regulering av tilsetningen av kjemisk awanningsmodifikator ved hjelp av kjemisk doseringsutstyr i en suspensjon som strømmer gjennom en driftsledning mot et awanningsanlegg, hvilken anordning omfatter

en testeinnretning for måling av en test-parameter hos suspensjonen, og

doserings-reguleringsmidler for automatisk regulering av tilsetningen av kjemikaliet ved hjelp av doseringsutstyret som reaksjon på den målte test-parameter, hvor

testeinnretningen innbefatter

en filtreringsenhet omfattende et filterelement og innløpsmidler som kan tilkoples driftsledningen for å danne fluidforbindelse mellom filterelementet og driftsledningen, hvorved suspensjon kan bringes til å strømme fra driftsledningen til, og til å filtreres gjennom, filterelementet, og

midler for måling av en filtreringshastighet-parameter hos suspensjonen under filtreringen av suspensjonen gjennom filterelementet,

og hvor filtreringshastighet-parameteren kan anvendes av doserings-reguleringsmidlene som den målte test-parameter for automatisk regulering av tilsetning av kjemikaliet.

Oppfinnelsen omfatter også en anordning for flokkulering av en suspensjon og for awanning av den flokkulert suspensjon. Anordningen omfatter et awanningsanlegg, en driftsledning gjennom hvilken suspensjonen kan strømme til awanningsanlegget, kjemisk doseringsutstyr ved hjelp av hvilket polymer-flokkuleringsmiddel eller annet kjemikalie kan doseres i suspensjonen, og anordning som ovenfor angitt for regulering av tilsetningen av kjemikaliet. Følgelig kan anordningen ifølge oppfinnelsen for flokkulering av en suspensjon og awanning av suspensjonen, være en vanlig anordning bortsett fra innbefattelsen av den nye reguleringsanordning for regulering av tilsetningen av kjemikaliet.

Oppfinnelsen innbefatter også en fremgangsmåte for awanning av en suspensjon ved bruk av slik anordning. Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen pumpes suspensjonen gjennom en driftsledning, kjemisk awanningsmodifikator tilsettes suspensjonen ved hjelp av det kjemiske doseringsutstyr før, under eller etter strømning gjennom driftsledningen, og den flokkulerte suspensjon awannes i awanningsanlegget (som i sin helhet kan være av vanlig type), og ifølge oppfinnelsen måles en filtreringshastighet-parameter hos suspensjonen ved bruk av reguleringsanordningens testeinnretning, og tilsetningen av polymer-flokkuleringsmiddel eller annet kjemikalie ved hjelp av doseringsutstyret reguleres automatisk ved hjelp av reguleringsanordningens doserings-reguleringsmidler som reaksjon på den målte filtreringshastighet-parameter.

I oppfinnelsen utføres følgelig en virkelig filtrering i en "on-line"-prosess ved bruk av selve suspensjonen, og derved bestemmes en filtreringshastighet-parameter som benyttes til automatisk regulering av tilsetningen av polymer-flokkuleringsmiddelet eller annet kjemikalie.

Filtreringshastighet-parameteren kan være en parameter som kan bestemmes ved hjelp av overvåking av et filtreringstrinn. den kan innbefatte bestemmelse av filtreringshastigheten et forutbestemt tidspunkt etter begynnelsen av en filtreringssyklus, eller bestemmelse av endringen av filtreringshastighet som en funksjon av tiden, eller bestemmelse av det totale volum av filtrat som er oppsamlet inntil filteret tettes eller filtreringshastigheten faller til en forutbestemt verdi. Generelt bestemmes filtreringshastighet-parameteren som filtreringsvolumet som oppnåes i løpet av et forutbestemt tidsrom, eller tiden som kreves for å oppnå et forutbestemt filtreringsvolum, og midlene for måling av filtreringshastighet-parameteren omfatter derfor generelt midler for tidsstyring og for måling av volum. Selv om det henvises til volum, er dette kun fordi det er hensiktsmessig, og det er naturligvis like mye mulig å måle masse. Filtreringsvolumet (eller -massen) som registreres kan være det volum av suspensjonen som filtreres, eller det kan være det volum av filtratet som er blitt filtrert.

For å eliminere variasjoner i den målte filtreringshastighet p.g.a. endringer i trykkfallet over filterelementet (særlig når filtrering fremmes eller forårsakes av trykket i driftsledningen), kan anordningen innbefatte midler for opprettholdelse av trykkfallet over filterelementet ved en forutbestemt verdi, og/eller midler for bestemmelse av trykkfallet og korrigering av filtreringshastigheten ved et bestemt tidspunkt i henhold til variasjoner i trykkfallet.

Filtreringsenheten kan være en hensiktsmessig konstruksjon som gir en opplag ring av et filterelement og som tillater måling av en filtreringshastighet-parameter gjennom filterelementet. Enheten innbefatter vanligvis et kammer som er åpent ved én ende over hvilken filterelementet er montert eller kan monteres i fluidtett samvirkning. Dette kammer kan enten være for mottak av filtrat som er filtrert gjennom filterelementet, eller det kan være for å inneholde suspensjon som skal filtreres gjennom filterelementet.

Anordningen kan også innbefatte et antall dyser som ofte er permanent montert m.h.t. kammeret, og plassert for å rette vann mot stort sett hele filterelementets flate, og en innretning for tilførsel av trykksatt vann til dysene. Dysene kan være montert i eller på kammeret, eller på annen måte fiksert i forhold til kammeret og orientert slik at de oppnår grundig vask av filterelementet når det er i den stilling som kreves for slik vask. Ved hjelp av disse midler er det mulig å vaske

filtrert faststoff av fra filterelementet.

Bruk av anordningen innbefatter nødvendigvis en rekke operasjoner, f.eks. å bevirke filtrering av suspensjonen gjennom filterelementet og deretter vask av filtrert faststoff av fra filterelementet ved tilførsel av trykksatt vann til dysene, og reguleringsanordningen ifølge oppfinnelsen omfatter fortrinnsvis en sekvensiell filtreringsstyring for å bringe hver av operasjonene til å finne sted i ønket rekkeføl-ge. Tidsstyringsmidlene som kan være påkrevet (f.eks. for tidsstyring av oppsamling av filtreringsvolumet) er vanligvis innbefattet i denne filtreringsstyring.

Selv om det i noen tilfeller kan være hensiktsmessig å tømme det filtrerte faststoff tilbake i driftsledningen, foretrekkes det at anordningen bør innbefatte uttømmingsmidler som ved hjelp av av den sekvensielle filtreringsstyring kan drives til å føre det filtrerte faststoff som er vasket av fra filterelementet til avløp. Hvis anordningen brukes på en cellulosesuspensjon, kan følgelig det avsatte lag av cellulosefibre tømmes til avfall i stedet for å mates tilbake til driftsledningen. Dette reduserer risikoen for uregelmessigheter i det endelige ark, særlig når suspensjonen er en tynn masse (f.eks. under 2% faststoff).

Anordningen innbefatter dessuten ofte en innløpsventil i innløpsmidiene, og denne ventil kan være opererbar ved hjelp av den sekvensielle filtreringsstyring for isolering av filterelementet fra driftsledningen. Denne isolering kan i noen tilfeller være nødvendig under filtrering, og kan i andre tilfeller være nødvendig under vask av filterelementet.

For å minimere risikoen forfeil p.g.a. tilsmussing av anordningen, er det ønskelig å sikre grundig vask av filterelementet. For dette formål foretrekkes det at det trykksatte vann som brukes i dysene bør tilføres ved et trykk som er slik at det dannes et trykkfall gjennom dysene på minst omtrent 5 eller 10 bar, og generelt minst omtrent 20 bar eller sogar omtrent 50 bar, og opptil omtrent 100 bar. De høyere trykk, f.eks. over 30 og ofte over 50 bar, er anvendbare for å fremme ren-gjøring, særlig når suspensjonen er kloakkslam.

Filterelementet kan være dannet av en nettingskive med en maskevidde som er valgt for suspensjonen som skal testes. Det kan f.eks. være en vevet bronsenetting, såsom C19 - 65 som brukes i Scandinavian Standard Freeness Test. Det kan i stedet være en perforert plate av rustfritt stål, såsom den som er , brukt i denne freeness-test, f.eks. 0,4 mm tykk med hull på 0,5 mm med senter-avstand 1 mm og omtrent 100 pr 100 mm<2> ved bruk til en cellulosesuspensjon.

Elementet er fortrinnsvis dannet av perforert platemateriale, såsom elektro-perforert platemetall, vanligvis nikkel. Porestørrelsen til filterelementet er typisk fra 0,05 til 2 mm, avhengig av suspensjonens beskaffenhet. Når suspensjonen f.eks. er en kloakksuspensjon er porestørrelsen typisk 0,2 til 1 mm, når suspensjonen er en mineralsuspensjon er porestørrelsen typisk 0,05 til 0,2 mm, og når suspensjonen er en cellulosesuspensjon er porestørrelsen typisk 0,2 til 2 mm.

Det er særlig foretrukket (særlig for bruk med kloakk) at filterelementet bør være en plate utstyrt med dreneringsåpninger (vanligvis laget som elektro-perfore-ringer) som har en konisk form hvor diameteren til hver åpning er større ved den ende av åpningen som er fjernt fra dysene som er anordnet for vask av filterelementet, enn ved enden mot dysene. Følgelig åpnes åpningene utad i retningen for vask ved hjelp av dysene, og dette letter rengjøring av åpningene. Diameteren ved den ende som er fjernt fra dysene kan f.eks. være 1,2 til 2,5 ganger diameteren ved enden nærmere dysene. Hensiktsmessig filterelement-materiale med koniske åpninger av denne type er tilgjengelig fra Utildi AB, Laholm, Sverige.

Kammeret kan ha enhver hensiktsmessig utforming, men er typisk sylind-risk. Det kan være dannet av platemetall eller annet fluidtett materiale.

Filtreringsenheten kan være anordnet enten for filtrering nedad ved hjelp av tyngdekraften (eventuelt medvirkende en påført trykkforskjell) eller ved hjelp av vakuum idet strømningen under filtrering ofte er oppadrettet.

I en første utføringsform av oppfinnelsen er filterelementet i filterenheten mellom kammeret og innløpsmidlene, og det er midler for opprettholdelse av et lavere trykk i kammeret enn trykket i driftsledningen mens filterelementet er i fluidforbindelse med driftsledningen. Som en følge vil det finne sted filtrering av suspensjon fra driftsledningen gjennom filterelementet, med oppsamling av filtrat i kammeret. I denne utføringsform er dysene hensiktsmessig plassert for tilbakevasking av filterelementet, og kan derfor være plassert i kammeret.

Midlene for opprettholdelse av et lavere trykk i kammeret enn trykket i driftsledningen kan omfatte en vakuumpumpe for påføring av vakuum på baksiden av filterelementet, d.v.s. i kammeret. Dette letter regulering og variasjon av trykkfallet over filterelementet, f.eks. i henhold til hvorvidt det ønskes filtrering eller tilbakevasking. I stedet for eller i tillegg til påføring av vakuum i kammeret, er det mulig å basere seg på trykkpåføirngs-midler i driftsledningen, f.eks. en driftsstrøm-pumpe kombinert med midler for opprettholdelse av et lavere trykk på baksiden av filterelementet. Kammeret kan f.eks. utsettes for atmosfæretrykk. Generelt skyldes i det minste noe av det nødvendige trykkfall over filterelementet at driftsledningen er ved et høyere trykk (over atmosfæretrykk). Trykket i typiske tilgjengelige strøm-ningssystemer ved papirfremstilling kan f.eks. være opptil 1-2 bar over atmosfæretrykk, og trykket i den trykksatte ledning som fører til en trykkfiltreirngsanord-ning, såsom en filterpresse, er typisk 7-15 bar. Et hensiktsmessig trykkfall over elementet er vanligvis mye mindre (f.eks. 0,1-2 bar), og derfor kan det være nødvendig å påføre trykk bak elementet for å redusere trykkfallet til en akseptabel størrelse.

Filtreringshastighet-parameteren vil, for en bestemt suspensjon og et bestemt filterelement, avhenge av trykkfallet. Hvis trykkfallet er variabelt, vil midlene for bestemmelse av filtrerings-parameteren normalt innbefatte midler for korrigering av den registrerte parameter i henhold til endringer i trykkfallet. Imidlertid opprettholdes fortrinnsvis trykkfallet stort sett konstant, f.eks. ved variasjon av trykket i kammeret i henhold til variasjoner i rørledningen. En trykktransduser kan være tilveiebragt for dette formål.

I den første utføringsform er filterelementet under filtrering fortrinnsvis direkte utsatt for suspensjonen som strømmer gjennom driftsledningen. Filterelementet kan være montert i sideveggen til driftsledningen eller til et omløp, i hvilket tilfelle innløpsmidlene som kan forbindes med driftsledningen for danning av fluidforbindelse mellom filterenheten og driftsledningen, kun utgjør den ende-flate av filterelementet som er utsatt for suspensjonen i driftsledningen (eller i omløpet gjennom hvilket en andel av all suspensjonen strømmer). Filterelementet kan f.eks. dekke en åpning i veggen til driftsledningen, og kammeret kan være montert bak filterelementet, for derved å danne en fluidtett tetning mellom kammeret, filterelementet og driftsledningen. Filterelementet kan være utformet og plassert slik at det inntar samme kontur som resten av den tilstøtende sidevegg.

Ett fortrinn ved å montere filterelementet i sideveggen av omløpet (i stedet for i driftsledningen) er at det noen ganger kan være lettere å skape ønsket trykkfall mellom omløpet og kammeret enn mellom hoved-driftsledningen og kammeret. Det er dessuten ofte ønskelig å være istand til å stenge av filterelementet fra hoved-driftsstrømmen, f.eks. under rengjøring, og å lette utskifting av filterelementet mens driftsstrømmen opprettholdes.

Hvis filterelementet er i et omløp i stedet for hoved-driftsledningen, er det nødvendig å sikre at omløpet er bygget på en måte som minimerer blokkering. Hvis det er ventilinnretninger for lukking av begynnelsen og/eller slutten av omlø-pet, bør disse ventilinnretninger være utformet og dimensjonert slik at de ikke er tilbøyelige til å bevirke blokkering.

I stedet for å være montert i veggen til driftsledningen eller et omløp, kan filterenheten være montert i strømningsbanen i driftsledningen. Kammeret, dets fester, dets materør og annet utstyr tilknyttet det bør være utformet slik at risikoen for blokkering minimeres. Filterenheten kan typisk være anordnet med filterelementets plan stort sett parallelt med sideveggen av driftsledningen.

Uansett hvor filterelementet monteres, foretrekkes det at en hylse bør strekke seg fra rundt omkretsen av filterelementet i en retning som fører bort fra dysene, og at det bør være luft-tilførselsmidler for tilførsel av renseluft gjennom filterelementet i en retning som fører bort fra dysene, for derved å opprette en grenseflate i hylsen mellom luft og væske i anordningen. Når renseluften påføres, fortrenger følgelig luften suspensjonen eller annen væske som ellers ville vært i hylsen og tvinger den mot driftsledningen, idet det avgrenses en grenseflate over hylsen mellom luften (på den side som vender mot renseluft-kilden) og væske på driftslednings-siden.

For dette formål er det ikke avgjørende at hylsen bør ha samme diameter som periferien av filterelementet, og den kan være litt mindre eller den kan være større. Økning av hylsens dimensjoner øker mengden renseluft som kreves, siden noe av luften kan bevege seg radielt i stedet for å være begrenset til aksiell bevegelse, og derfor er hylsen generelt ikke betydelig større enn periferien av filterelementet. Med en slik anordning er den sekvensielle filtreringsstyring anordnet slik at renseluften bringes til å tvinge grenseflaten langs hylsen over på den side av filterelementet som er fjernt fra dysene før og/eller under tilførselen av trykksatt vann til dysene. Som en følge støter dysevannet mot filterelementet og fortrenger faststoff fra filterelementet kun i en atmosfære av luft, og som resultat er rengjøringen mye mer effektiv enn når dysene er rettet over på et filterelement som fremdeles er neddykket i filtrat eller suspensjon. Dessuten kan selve renseluften fjerne noe faststoff fra filterelementet. Renseluften påføres stort sett i tilstrekkelig tid til å fortrenge grenseflaten langs hylsen, og dette kan være kun få sekunder opp til et minutt eller mer, f.eks. 5 til 60 sekunder, før dusjingen begynner. Generelt fortsetter renseluften under noe av eller hele dusjingen.

Hylsen kan være dannet kun for å lette fortrengning av grenseflaten bort fra filterelementet, og følgelig kan en slik hylse, i form av en forholdsvis grunn krave, være anvendbar når filterelementet er montert i veggen til driftsledningen, d.v.s. med kraven forløpende inn i driftsledningen.

Filtreringsenheten er fortrinnsvis i en støtte eller sidearm hos driftsledningen, og følgelig kan innløpsmidlene omfatte et innløpsrør som utgjør støtten eller sidearmen, og veggene til dette rør kan fungere som hylsen. Filterelementet kan være montert i en sidevegg av støtten, men fortrinnsvis er filterelementet montert over én ende av støtten. Den andre ende av røret eller støtten bør innbefatte midler for montering til driftsledningen, eller den kan være montert til eller være i ett med driftsledningen. Innløpsrøret kan innbefatte en innløpsventil som kan opereres av den sekvensielle filtreringsstyring for lukking av røret, og følgelig isolering av filtreringsenheten fra driftsledningen. Dette kan f.eks. være anvende-lig under tilbakevasking og/eller under luftrensingen hvis denne anvendes.

Virkningen av tilbakevasking vil normalt være å tømme faststoffet som er vasket av fra filterelementet tilbake til driftsledningen, men dette kan være uønsket i noen tilfelle, hvilket er årsaken til at det kan være foretrukket å anordne uttøm-mingsmidler som kan opereres av den sekvensielle filtreringsstyring for å føre til avløp det filtrerte faststoff som er vasket av fra filterelementet. Én hensiktsmessig måte å oppnå dette på er å anordne fra røret et ventilforsynt dreneringsutløp som kan opereres av den sekvensielle filtreringsstyring og som kan åpnes for å tillate drenering av vaskevann (innbefattende faststoff) fra røret når filterelementet er isolert fra driftsledningen ved hjelp av innløpsventilen. Røret kan f.eks. innbefatte en treveis ventil, hvorved filtreringsenheten enten er frilagt mot driftsledningen eller mot et avløp.

Støtten eller sidearmen som danner innløpsrøret strekker seg fortrinnsvis oppad slik at filterelementet er ovenfor nivået til driftsledningen, og kammeret fortrinnsvis er ovenfor filterelementet. Hvis den i stedet strekker seg stort sett horisontalt, kan det være vanskelig å oppnå ensartet trykkfordeling over filterelementet under oppstarten eller under luftrensingen, og hvis den strekker seg nedad, kan det være vanskelig å fortrenge filtrert faststoff oppad fra sikten. Disse problemer unngås ved å anordne røret forløpende oppad, men det er ønskelig at røret bør være så kort som praktisk mulig, for derved å minimere risikoen for at det hersker uensartede forhold gjennom rørets lengde.

Selv om midlene for registrering av filtreringshastighet-parameteren i sin helhet kan være innbefattet i kammeret som filtratet innledningsvis oppsamles i, foretrekkes generelt å anordne en filtrat-mottakstank eller annen mottaker i fluidforbindelse med kammeret for mottak av filtratet fra kammeret. Mottakeren er fortrinnsvis anordnet i forhold til kammeret slik at stort sett alt filtrat stort sett umiddelbart fjernes fra kammeret og inn i mottakeren. Noen av eller alle midlene for bestemmelse av filtreringshastighet-parameteren er vanligvis anordnet i denne mottaker. Mottakeren kan f.eks. innbefatte volumregistreringsmidler for bestemmelse av volumet av filtrat som oppsamles i løpet av et forutbestemt tidsrom, eller for bestemmelse av tiden for oppsamling av et forutbestemt volum. Tanken kan være i ett med kammeret, eller mer vanlig, forbundet med et avløp fra kammeret, og drenering oppnås enten ved hjelp av tyngdekraften eller ved anvendelse av suging for å trekke filtrat fra kammeret. Når det er mer enn én filterenhet, kan alle kammere mate til en enkelt tank. Som en følge av å anordne en separat tank for mottak av filtrat, er det mulig å filtrere et mye større volum av suspensjon i en syklus, mens det brukes en forholdsvis liten filtreringsenhet, enn det som ellers ville vært mulig.

I en andre utføringsform av oppfinnelsen finner filtrering sted ved hjelp av tyngdekraften eller ved hjelp av tyngdekraften og en medvirkende trykkforskjell, og kammeret er et oppreist kammer med filterelementet i dets bunn. I denne type filtreringsenhet er suspensjonen fortrinnsvis ikke utsatt for trykket i driftsledningen under filtrering, og er i stedet fortrinnsvis isolert fra driftsledningen under filtrering.

I denne type enhet omfatter innløpsmidlene generelt et rør som fører fra kammeret ovenfor filterelementet og som kan forbindes med driftsledningen for føring av suspensjon fra driftsledningen til kammeret, og det er en innløpsventil i røret som kan opereres av den sekvensielle filtreringsstyring for isolering av kammeret fra driftsledningen. Innløpsmidlene kan innbefatte midler for registrering og/eller regulering av volumet av suspensjon som strømmer inn i kammeret.

Drenering er nedad gjennom filterelementet, og som en følge vil faststoff

søke å oppsamles på dets øvre flate, i bunnen av kammeret. For å tillate rengjø-ring, kan anordningen innbefatte støttemidler for filterelementet, som kan opereres av den sekvensielle filtreringsstyring vekselvis for å holde filterelementet i fluidtett kontakt med bunnen av kammeret (under filtreringstrinnet), og for å adskille filterelementet fra kammeret før og under tilførselen av trykksatt vann til dysene (under rengjøringstrinnet).

Under rengjøring av filterelementet blir filtrert faststoff vasket av fra dette, og kombinasjonen av dusjingen og et dreneringsutløp eller annen hensiktsmessig uttømmingspunkt fra et hus hvor enheten er montert, utgjør uttømmingsmidler som kan opereres av den sekvensielle filtreringsstyring for å føre til avløp det filtrerte faststoff som er vasket av fra filterelementet.

Hvis det ønskes, kan det være en beholder på undersiden av filterelementet, f.eks. i fluidtett kontakt med dette, for oppsamling av filtrat. Hvis det er en slik beholder, kan det hvis det ønskes påføres vakuum i beholderen, for derved å fremme filtreringshastigheten ned gjennom filterelementet.

Filtreringsenheten kan innbefatte midler for bestemmelse av filtreringsvolumet i løpet av et forutbestemt tidsrom, eller for bestemmelse av tiden som kreves for et forutbestemt filtreringsvolum. Når midlene er beliggende i kammeret eller innløpet, vil det målte volum være volumet av suspensjon, men når det er en oppsamlingsbeholder for mottak av filtrat gjennom filterelementet, kan midlene være beliggende i denne beholder, i hvilket tilfelle filtreringsvolumet vil være volumet av filtrat.

Én måte å holde filterelementet vekselvis i kammeret, og å adskille filterelementet fra kammeret, er å anordne midler for skyving av filterelementet på tvers til kammeret mellom en stilling hvor filterelementet er i fluidtett kontakt med nedre ende av kammeret og en stilling hvor filterelementet er utenfor kammeret og er anbragt for å bli vasket ved hjelp av de trykksatte vanndyser. Følgelig kan disse dyser være beliggende ved enhvert hensiktsmessig sted i anordningen, slik at de effektivt rengjør filterelementet når det er adskilt fra kammeret.

Den foretrukkede måte å anordne filtreringsenheten på er å anordne støtte-midler for filterelementet, som vekselvis holder filterelementet i fluidtett kontakt med bunnen av kammeret, og adskiller filterelementet nedad fra kammeret. Følgelig kan kammeret og filterelementet bringes til å bevege seg vertikalt frem og tilbake i forhold til hverandre mellom en lukket stilling hvor de er i fluidtett kontakt og en åpen stilling hvor det er et rom mellom bunnen av kammeret og filterelementet, for derved å tillate vask av faststoff av fra filterelementet ved hjelp av dysene, som hensiktsmessig kan være beliggende i kammeret.

Denne anordning kan innbefatte midler for registrering av tiden som kreves for et forutbestemt volum av suspensjon å dreneres gjennom filterelementet. Det kan f.eks. være øvre og nedre væskenivå-detektorer i kammeret for avgrensing av det forutbestemte volum, og det kan være tidsstyringsmidler for styring av tiden som suspensjonen bruker til å tømmes fra detektoren på øvre nivå til detektoren på nedre nivå. Volumet av filtrert suspensjon vil generelt innbefatte volumet av suspensjon i innløpsrøret mellom innløpsventilen og kammeret, og derfor er det hensiktsmessig å anordne innløpet slik at dette volum minimeres, og særlig slik at det sikres at det ikke oppstår feil p.g.a. variasjoner av volumet av suspensjon som dreneres ut av innløpsrøret og inn i kammeret.

For å forenkle bestemmelse av filtreringsvolumet er det ønskelig å fylle kammeret og deretter å isolere kammeret fra driftsledningen ved å lukke en inn-løpsventil før filtrering begynner.

Filtreringsenheten innbefatter fortrinnsvis et hus som strekker seg ned fra rundt filterelementet, og som innbefatter en ventil for lukking av huset nedenfor filterelementet, og fortrinnsvis så nær filterelementet som mulig, for derved å hindre drenering gjennom filterelementet. Det er fortrinnsvis en pluggventil som kan beveges vertikalt frem og tilbake i forhold til filterelementet, for derved å hindre drenering gjennom filterelementet når pluggventilen trykkes mot filterelementet for å innta en tettende stilling. Filterelementet er generelt utstyrt med et grunt hus eller en krave forløpende en kort avstand ned fra rundt omkretsen av filterelementet, og pluggventilen kan beveges vertikalt frem og tilbake i forhold til filterelementet og danner en fluidtett pasning i denne krave eller dette hus.

Det er hensiktsmessig å være istand til å nedsenke pluggventilen uten umiddelbart å begynne drenering gjennom filterelementet. Dette kan øke nøyak-tigheten til prosessen idet det reduserer muligheten for feil ved registrering av filtreringshastigheten ved begynnelsen av syklusen. Det er følgelig ønskelig at filtreringsenheten er slik at kammeret kan lukkes over filterelementet (d.v.s. at alle porter og andre åpninger bør kunne tettes), og det bør være luft-avblødningsmid-ler som kan opereres av den sekvensielle filtreringsstyring for å tillate inntrengning av luft i kammeret over filterelementet ved ønsket tidspunkt. Hvis det ønskes, kan det påføres vakuum gjennom avlødningen eller annen hensiktsmessig munning, for å redusere risikoen for at suspensjon dreneres for tidlig ned gjennom filterelementet.

Driften av de ulike typer filterenheter som i oppfinnelsen brukes som testeinnretning, finner normalt sted i en porsjonsvis tilstand bestående av en filtreringssyklus etterfulgt av en rengjøringssyklus, slik at hver filtreringssyklus begynner med et rent filterelement. I hver filtreringssyklus kan filtrering gjennom filterelementet utføres stort sett kontinuerlig, bortsett fra under tilbakevasking eller annen rengjøring, i hvilket tilfelle den kan opereres til å gi informasjon om filtreringshastigheten kontinuerlig eller av og til. Filtreringen kan alternativt utføres kun periodisk eller under en del av tiden, i hvilket tilfelle det kan være hensiktsmessig, når det ikke kreves måling, å hindre eller minimere filtrering gjennom filterelementet. I den andre utføringsform kan f.eks. pluggventilen være satt i lukkt stilling, og i den første utføringsform kan en innløpsventil som fører til filterelementet være lukket, eller trykkfallet over filterelementet kan være redusert.

Det er tilveiebragt hensiktsmessige datamaskinmidler som den sekvensielle filtreringsstyring for sekvensiell drift av hver porsjonsvise syklus, men det skal bemerkes at noen av operasjonene kan utføres manuelt hvis det ønskes. Datamaskinen kan gi kun et signal som mates til doserings-reguleringsmidlene for automatisk regulering av tilsetningen av polymer-flokkuleringsmiddelet eller annet kjemikalie som reaksjon på dette signal, men gir ofte også en avlesning for å gi operatøren for anlegget mulighet til å gripe inn i styringen av prosessen hvis det er hensiktsmessig.

Generelt innbefatter reguleringsanordningen en enkelt overordnet datamaskin som styrer ventilene som styrer filtrering, tilbakevasking og måling av filtreringshastighet under hver syklus, og som, hvis nødvendig, innbefatter tidsstyringen for bestemmelse av filtreringshastighet, og doserings-reguleringsmidlene for aktivering av doseringsutstyret.

Hvis ønsket, kan en filtreringsenhet innbefatte fler enn ett filterelement, og/eller testeinnretningen i reguleringsanordningen kan innbefatte fler enn én filtreringsenhet, og/eller det kan være fler enn én testeinnretning i reguleringsanordningen. Reguleringsanordningen kan f.eks. registrere en filtreringshastighet-parameter på den ovenfor beskrevne måte, og en annen test-parameter på kjent måte. Det kan brukes to reguleringssystemer som ofte måler forskjellige test-parametre. Når det brukes to eller flere reguleringssystemer, eller når det brukes ett reguleringssystem som gir to eller flere test-parametre, kan én brukes til å regulere kjemisk dosering og den andre kan brukes til regulering av de andre prosesstilstander.

Selv om reguleringsanordningen primært har som formål automatisk regulering av doseringen av polymer-flokkuleringsmiddel eller annet kjemikalie, innbefatter reguleringsanordningen fortrinnsvis en skjerm for fremvisning av filtreringshastighet-parameteren, og en manuell styring for doseringsutstyret for å tillate manuell overstyring av den automatiske styring. Reguleringsanordningen kan dessuten brukes til styring av andre deler av avvanningsprosessen, f.eks. ved fortynning av den opprinnelige suspensjon eller regulering av awanningsforhold-ene.

Doseringsutstyret kan være vanlige anordninger for dosering av polymer-flokkuleringsmiddel eller annen awanningsmodifikator, generelt som en fortyn-ningsløsning, i suspensjonen. Styringen av doseringsutstyret kan innbefatte regulering av hastigheten eller varigheten til en pumpemating, eller justeringen av mateventiler eller andre midler for oppnåelse av ønsket regulert tilsetning av polymer-flokkuleringsmiddel.

Det kjemiske doseringsutstyr som styres av filtreringshastighet-parameteren kan være nedstrøms eller oppstrøms i forhold til det punkt i driftsledningen hvor suspensjonens filtreringshastighet-parameter registreres (d.v.s. det punkt hvor innløpsmidlene fører fra driftsledningen til filterelementet). Følgelig kan filtreringshastighet-parameteren bestemmes for en suspensjon som ikke er blitt flokkuleret eller som kun er flokkuleret i begrenset grad, og ytterligere kjemikalie kan deretter tilsettes, før awanning. Alternativt kan filtreringshastighet-parameteren bestemmes for en suspensjon som det allerede er dosert flokkuleringsmiddel til, og parameteren brukes så, hvis nødvendig, til modifikasjon av dosen som tilsettes.

Awanningsanordningen kan være en vanlig awanningsanordning som er hensiktsmessig for suspensjonen som skal awannes. Den kan f.eks. være en beitepresse, sentrifuge, filterpresse, et vakuumfilter eller en dreneringssikt.

Kjemikaliet kan være et kjemisk materiale som har en virkning på awanningen. Generelt er kjemikaliet et polymer-flokkuleringsmiddel med høy molekylvekt

(f.eks. med egenviskositet på over 4 dl/g) og er av den art som vanligvis henvises til som et "bridging" flokkuleringsmiddel, men hvis ønsket kan flokkuleringsmiddelet være et ionerikt polymer-materiale med lav molekylvekt (f.eks. med egenviskositet på under 3 dl/g) av den art som det ofte henvises til som et koaguleringsmiddel. Når flokkuleringsmiddelet tilsettes en cellulosesuspensjon, er flokkuleringsmiddelet normalt valgt m.h.t. egnethet som en medvirkning til retensjon, og suspensjonen kan være en tykk masse eller en tynn masse. Det kan brukes vanlige midler for medvirkning til retensjon. Når suspensjonen er en kloakk-, mineral- eller annen suspensjon, kan en av de vanlige flokkuleringsmidler for disse tilsettes. Dosen av tilsatt flokkuleringsmiddel eller middel for medvirkning til retensjon er vanligvis innenfor de vanlige områder.

Andre kjemikalier som i oppfinnelsen kan doseres innbefatter uorganiske koaguleringsmidler som f.eks. flerverdige salter, kolloid kisel eller polykiselsyre eller avledninger av disse, polyetylen-imin, pofyetylen-oksyd, naturlige polymerer såsom stivelse eller katione-stivelse, lignosulfonater, ionemodifisert alkylketendimer eller alkenylrav-anhydridlim og uorganiske materialer såsom svellende leire, generelt kjent som bentonitter.

Suspensjonen har generelt et faststoff-innhold på minst omtrent 0,1 %. Et

fortrinn ved oppfinnelsen er at den kan brukes svært effektivt på fortynnet suspensjon, f.eks. opp til 2 eller 2,5% faststoff, men den kan også brukes på mer konsen-trerte suspensjoner som f.eks. i kullrejekt. Suspensjonen har fortrinnsvis en betydelig andel av suspendert faststoff på over 100um.

Oppfinnelsen har særlig verdi for regulering av awanning av kloakkslam i en beitepresse, sentrifuge eller filterpresse (særlig ved bruk av den første utføringsform).

Oppfinnelsen innbefatter dessuten nye filterenheten Disse innbefatter de beskrevne enheter hvor filterelementet har koniske dreneringshull som ovenfor

beskrevet. De nye enheter innbefatter også de beskrevne filterenheter ifølge den andre utføringsform, særlig de hvor kammeret og filterelementet er adskilt vertikalt for å muliggjøre rengjøring. De nye enheter innbefatter også de som er anordnet for å miliggjøre at det filtrerte faststoff som er blitt vasket av fra filterelementet kan føres til avfall. Oppfinnelsen innbefatter en anordning for enten manuell eller

automatisk drift av slike enheter, og en anordning for bruk av den resulterende filtreringshastighet-parameter for manuell eller automatisk styring av en awanningsprosess. Denne styring kan innbefatte regulering av flokkuleringsmiddel-dosering, fortynning av suspensjonen, justering av freeness av en papirmasse, eller styring av prosessforholdene i awanningsanlegget.

Oppfinnelsen er vist i de medfølgende tegninger hvor:

Figur 1 er et snitt gjennom en reguleringsanordning ifølge oppfinnelsen, innbefattende en filtreringsenhet.

Figur 2 viser en modifisering av Figur 1.

Figur 3 er et skjematisk flytskjema anvendbart for systemene ifølge

Figurene 1 og 2.

Figur 4 er en graf som viser mengden av filtrat som oppsamles i en prosess ved forskjellige doser av flokkuleringsmiddel. Figur 5 er en tegning av en annen filterenhet ifølge oppfinnelsen, vist i sin demonterte tilstand.

Med henvisning til Figurene 1, 2 og 3 er en sidearm 2 montert som et T-stykke til en driftsledning 1, gjennom hvilken suspensjon strømmer. Denne sidearm virker som et innløpsrør anordnet med boltinnretninger 3 beregnet for å feste den til driftsledningen ved én ende og som er lukket ved dets andre ende ved hjelp av et filterelement 4 hos en filterenhet 5. En innløpsventil 6 er anordnet for å tillate lukking av innløpsrøret.

Filterenheten 5 omfatter et filtrat-oppsamlingskammer 7 som er åpent ved dets ende 7a. Denne ende er dekket av filterelementet 4, og er anordnet med bolter eller andre festemidler 7b beregnet for å feste kammeret til resten av anordningen. Kammeret er lukket ved dets andre ende ved hjelp av en bakvegg 8 i hvilken et antall dyser 9 er montert. Disse dyser tilføres trykksatt vann fra et høy-trykks vannkammer 10 som tilføres vann under et hensiktsmessig trykk gjennom en ventil 25 og en ledning 11 fra en trykksatt vanntilførsel 12.

En ledning 13 munner ut i kammeret 7 og fører fra dette til en 3-veis ventil 14 som er innbyrdes forbundet med ledninger 15 og 16. Ledningen 15 fører til en filtrat-mottakstank 17 mens ledningen 16 fører til en tilførsel 18 for trykkluft. Tanken 17 innbefatter en innretning 19 for bestemmelse av volum av filtrat som er oppsamlet i tanken 17. Innretningen 19 kan være en hensiktsmessig innretning for bestemmelse av volum, f.eks. ved hjelp av masse, integrert strømning, trykkforskjell eller fluidnivå. I bunnen av tanken 17 er det et tømmeventil-utløp 20 ved hjelp av hvilket tankens innhold kan føres til avløp. Fra en vakuumpumpe 22 kan det påføres vakuum i tanken. En avluftingsventil 23 kan være anordnet for å avlufte tanken til atmosfæretrykk ved behov.

En datamaskinstyrt anordning 26 sørger for hensiktsmessig tidsstyring og sekvensiell aktivering av anordningens ulike komponenter, idet styrekretsene er vist skjematisk med brutte linjer. Datamaskinen styrer automatisk flokkuleringsmiddel-doseringsanordningen 24. Awanningsanordningen er ikke vist.

Det er en pumpe (ikke vist) beregnet til å tvinge suspensjon gjennom røret 1, og denne skaper en trykkheving i røret 1 i nærheten av sidearmen 2, som er over atmosfæretrykk. Et hensiktsmessig trykkfall opprettholdes over filterelementet 4, for derved å bevirke filtrering fra røret 1 gjennom filterelementet og inn i kammeret 7. Dette trykkfall kan reguleres til en forutbestemt verdi, f.eks. ved hjelp av en trykktransduser (ikke vist) festet til røret 1, og automatiske styringer, hvorved det gjennom ledningen 15 påførte vakuum varieres som reaksjon på variasjoner i røret 1. Et automatisk vakuum- eller trykkreguleringssystem kan være festet til en ledning 21 for å opprettholde konstant trykkfall som reaksjon på variasjon av inngående ledningstrykk.

Diameteren av driftsstrømledningen 1 er typisk i området 50 til 1000 mm. Sidearmen 2 har typisk et sirkulært tverrsnitt, men tverrsnittet kan ha oval eller annen hensiktsmessig form. Diameteren av sidearmen er typisk i området 50 til 200 mm. Diameteren av kammeret er typisk i samme område og dets lengde er typisk i området 10 til 100 mm. Volumet av tanken 17 er ofte på 2 til 10 liter, f.eks. omtrent 5 liter. Åpningen av sidearmen inn i røret strekker seg ofte over fra omtrent 1/5 til 1/3 av rørets omkrets. Renseluften har generelt et trykk på 50 til 1000 mm kvikksølv (0,07 til 1,33 bar) over trykket i driftsledningen 1. Dysene 9 er generelt beliggende i kammerets bakvegg, og kan derfor være 10 til 100 mm fra filterelementet. Den trykksatte vanntilførsel er generelt utformet for å frembringe et trykkfall gjennom dysene på 5 til 100 bar.

En typisk sekvens begynner med at filtrat-oppsamlingsbeholderen 17 er tom, filterelementet 4 er rent, tømmeventilen 20 og avluftingsventilen 23 er åpne, vaskeventilen 25 er lukket, filtratventilen 14 stenger ledningen 15 og fører sammen ledningene 13 og 16, samt at vakuumpumpen 22, høytrykks vanntilførselen 12 og trykkluft-tilførselen 18 er av. Ved begynnelsen av sekvensen vil tømme-ventilen 20 og avluftingsventilen 23 lukke, og vakuumpumpen 22 vil starte.

Filtratventilen 14 vil virke til å lukke ledningen 16 og føre sammen ledningene 13 og 15, hvilket vil påføre vakuum, som er bygget opp i filtrat-oppsamlingsbeholderen 17, i filtrat-oppsamlingskammeret 7 i enheten 5. Dette vil bevirke at suspensjon trekkes fra driftsledningen 1 inn i sidearmen 2 og over på filterelementet 4, hvor den vil avvannes, idet det bygges opp et lag med kake på filterelementets nedre side. Filtrat som er produsert i prosessen vil trekkes inn i filtrat-oppsamlingsbeholderen 17 via ledningen 13, ventilen 14 og ledningen 15.

Det gjøres strømnings- og volum-målinger av det oppsamlede filtrat, det gjøres trykkmålinger i sidearmen 2 slik at det kan gjøres justeringer av trykkfallet over filterelementet. Denne awanningsprosess vil fortsette inntil den overordnede datamaskin 26 (som styrer vakuumpumpen, alle ventilene, tilbakevaskings/renseluft-systemet og tidsstyring av filtreringen) bestemmer at sekvensens måle/filtrat-oppsamlingstrinn bør avsluttes, f.eks. som en følge av at et forutbestemt volum av filtrat er oppsamlet.

Vakuumpumpen 22 vil bli slått av. Filtratventilen 14 vil virke til å stenge av ledningen 15 til filtrat-oppsamlingsbeholderen 17, og åpne ledningen 16 fra trykk-luftkilden 18 til ledningen 13.

Trykklufttilførselen 18 vil starte, for derved å tvinge nedad væsken i kammeret 7 og i den del av sidearmen 2 som er nær filterelementet 4. Denne sidearm virker som en hylse som strekker seg rundt omkretsen av filterelementet og av-grenser fluidet og luften mot radiell utadrettet bevegelse. Den resulterende grenseflate mellom luft i den øvre del og fluid i den nedre del kan, ved hjelp av hensiktsmessig regulering av mengden av trykkluft, tvinges ned under filterelementet og ned i sidearmen.

Kort tid etter, f.eks. 30 sekunder, vil vaskeventilen 25 åpnes og tilførselen av høytrykks vaskevann 12 vil begynne, idet vann til tilbakevasking mates til ledningen 11, gjennom ventilen 25 og inn i kammeret 10. Dysene 9 vil fordele vaskevann med høy hastighet jevnt over baksiden av filterelementet 4, for fra dette å fjerne faststoffet som er oppsamlet under awanningssyklusen.

Avluftingsventilen 23 vil åpnes for å utlikne det innvendige trykk i filtrat-oppsamlingsbeholderen 17 med atmosfæretrykket, for å tillate at beholderens innhold dreneres ut ved hjelp av tyngdekraften, under neste trinn.

Tømmeventilen 20 vil åpnes, slik at innholdet i filtrat-oppsamlingsbeholderen 17 tømmes til avfall.

Etter et hensiktsmessig tidsforløp, f.eks. 15 sekunder til 2 minutter, vil høy-trykks vanntilførselen 12 stoppe, vaskeventilen 25 vil lukke og trykklufttilførselen 18 vil stoppe.

Den overordnede datamaskin 26 vil gjøre nødvendige justeringer av awan-ningstrinnet som systemet styrer, vanligvis før vasketrinnet. Sekvensen vil gjentas umiddelbart eller etter et hensiktsmessig opphold, etter behov.

Tilbakevaskingen av systemet som er vist i Figurene 1 og 2 vil føre til at filterkaken vaskes tilbake til ledningen 1. Modifiseringen som er vist i Figur 2 unngår dette. I stedet for en enkel innløpsventil 6, er innløpsventilen 6 en treveis kuleventil 27 som innbyrdes forbinder sidearm-komponentene 2a og 2b og et dreneringsutløp 28. I den viste stilling er det opprettet fluidforbindelse mellom driftsledningen 1 og filterelementet 4. Under tilbakevasking ville treveis kuleventilen 27 dreies slik at filterelementet isoleres fra driftsledningen, og slik at tilbakevaskingsvæske tillates ført til avløp gjennom ventilen 27 og dreneringsutløpet 28. Både kuleventilen og komponentene 2a og 2b kan ha stort sett ensartet diameter, hvis dette viser seg ønskelig for å minimere risikoen for blokkering. Det kan også være ønskelig å gjøre komponentene 2a og 2b så korte som mulig.

I Figurene 1 og 2 er filterelementet fortrinnsvis en 0,2 mm tykk elektroperfo-rert folie, der perforeringene er koniske med en diameter på 0,5 mm i dens øvre flate og 0,85 mm i dens nedre flate, idet 23% av foliens areal er åpent.

Filterenheten i Figur 5 består av en ramme 30 på hvilken er fast montert en krave 31 i hvilken er montert et filterelement 4 og en ringpakning 37. En plugg ventil 32 som er utformet for tettende pasning i kravens 31 nedre flate, er bevegelig vertikalt frem og tilbake ved hjelp av en dobbeltvirkende luftsylinder 33.

Et kammer 7 som er åpent ved dets nedre ende 7a og lukket ved dets øvre ende 35, henger ned fra en dobbeltvirkende luftsylinder 36 som kan bevege det vertikalt frem og tilbake. Hensiktsmessig aktivering av sylinderen 36 og resulterende bevegelse av kammeret 7 i forhold til kraven 31 sørger følgelig for vekselvis å holde kammerets 7 åpne ende 7a i fluidtett kontakt med pakningen 37 og for å adskille filterelementet fra kammeret. Kammeret har typisk en lengde på 200 til 800 mm, f.eks. 500 mm, med en diameter på 1/4 til 1/2 lengde.

Et innløp 38 i kammeret er forbundet med et rør 39 som fører gjennom en lukkbar ventil 40 fra driftsledningen 1 (ikke vist).

I hodet 35 av kammeret 7 er det montert en ordnet gruppe med dyser 9 som strekker seg fra en manifold 41 for trykksatt vann som mates fra et tilførsels-rør 11 (som i Figur 3).

En indikator 42 for nedre nivå strekker seg fra hodet ned til nær bunnen av kammeret, og en indikator 43 for øvre nivå strekker seg gjennom hodet. Denne indikator har en gjennomgående kapillærboring forbundet med en luftledning 44 som fører til en ventil 45, ved hjelp av hvilken luftledningen kan holdes stengt eller kan åpnes for å tillate inntrengning av luft fra atmosfæren, eller kan tillate påføring av vakuum gjennom en vakuumledning (ikke vist).

Under drift opereres sylindrene 33 og 36 slik at pluggventilen 32 og enden 7a begge danner fluidtett kontakt med filterelement-enheten 4, 31 og 37. Med luftventilen 45 åpen, føres suspensjon inn i kammeret gjennom ventilen 40 og ledningen 39, inntil kammeret er fullt til over nivået 43. Ventilen 40 lukkes. Ventilen 45 lukkes slik at kammeret gjøres luft-tett eller åpnes til en vakuumledning slik at det påføres vakuum i kammeret.

Deretter nedsenkes pluggventilen 32. Fordi kammeret er luft-tett, holder

filterelementet innledningsvis suspensjonen i kammeret. Et hensiktsmessig tidsrom etter at pluggventilen er nedsenket, brytes vakuum ved å åpne ventilen 45 til atmosfæren, og en tidsstyring i styreinnretningen 26 igangsettes. Det registreres tiden som kreves for å drenere prøven fra føleren 43 for øvre nivå til føleren 42 for nedre nivå.

Deretter aktiveres sylinderen 36 for å heve kammeret 7 over filterelementet, hvilket typisk gir en klaring på 50 mm over og under filterelementet. Vann tvinges gjennom munnstykkene 9 under høyt trykk for å skylle av filterkake-faststoff fra filterelementet 4.

Rammen 30 er montert i en beholder (ikke vist) og alt filtrat og vaskevann oppsamles i bunnen av beholderen, og kan ved behov føres til avløp.

De ulike operasjoner i denne prosess, tidsstyringen, bestemmelsen av filtreringshastigheten, og frembringelsen av et signal for styring av doseringsmidler er alle fortrinnsvis styrt av en datamaskinstyring 26, som i Figur 3. Hvis ønsket, kan imidlertid denne filtreringsenhet opereres manuelt (i det minste delvis) og/eller benyttes kun til å gi en synlig fremvisning av filtreringshastighet-parameteren, og den resulterende informasjon kan brukes til manuell regulering av dosen av kjemikalie eller til manuell styring av utøvelsen av prosessen, f.eks. fortynning av suspensjonen eller awanningsforhold. Det er dessuten mulig å benytte filtreringshastighet-signalet som frembringes av denne nye enhet til å styre prosessen automatisk på en måte som ikke innbefatter regulering av tilsetningen av kjemikalie, f.eks. ved regulering av fortynningen av suspensjonen, awanningsforholdené eller suspensjonens freeness (når den er en papirmasse).

Sikten 4 er fortrinnsvis fremstilt av en vevet netting eller perforert rustfritt stål, såsom den som brukes i Scandinavian Standard Freeness Tester. Denne anordning har særlig verdi når suspensjonen er en tynn papirmasse (cellulose-konsentrasjon under 2%), med den kan også brukes til tykk masse. Enheten kan imidlertid brukes med alle andre suspensjoner som er nevnt ovenfor, med hensiktsmessig valg av filterelement.

Oppfinnelsen skal nå beskrives ytterligere i følgende eksempel.

Eksempel

Kloakkslam kondisjonert med varierende doser med avvannende katione-polyelektrolytt-polymer ble testet i en filterenhet, som vist i Figur 1.

Figur 4 er en graf som viser volumet av filtrat som er oppsamlet av systemet ifølge oppfinnelsen, i forhold til polymer-flokkuleringsmiddel som er dosert inn i slammet. Awanningsytelse er gjengitt som volumet av oppsamlet filtrat, idet

øket ytelse er gjengitt som øket filtratvolum. Grafen viser at økning av dosen av polymer øker avvanningsytelsen opp til et maksimum ved en polymerdose på

omtrent 6,5 kg polymer / tonn tørt slam-faststoff. økning av polymerdosen forbi maksimum fører til et fall i awanningsytelse.

Ved å følge denne analyse av polymerens ytelse for awanning av slammet, ville awanningsprosessen bli satt til å drives ved en polymerdose på 6,5 kg polymer / tonn tørt slam-faststoff, d.v.s. maksimal ytelse. Prosessen ville da over-våkes ved bruk av systemet ifølge oppfinnelsen, og polymerdosen ville økes eller reduseres i henhold til variasjoner i awanningsytelse på hver side av maksimum,

for å opprettholde maksimal ytelse gjennom prosessen.

Claims (31)

1. l 1. Anordning for regulering av tilsetning av kjemisk awanningsmodifikator ved hjelp av kjemisk doseringsutstyr (24) i en suspensjon som strømmer gjennom en driftsledning (1) mot et awanningsanlegg, omfattende

   en testeinnretning for måling av en test-parameter hos suspensjonen i driftsledningen (1), og doserings-reguleringsmidler (26) for automatisk regulering av tilsetningen av kjemikaliet ved hjelp av doseringsutstyret (24) som reaksjon på den målte test-parameter, karakterisert ved at testeinnretningen innbefatter en filtreringsenhet (5) omfattende et filterelement (4) og innløpsmidler (2, 38, 39) som kan tilkoples driftsledningen (1) for å danne fluidforbindelse mellom filterelementet (4) og driftsledningen (1), hvorved suspensjon kan bringes til å strømme fra driftsledningen (1) til, og til å filtreres gjennom, filterelementet (4), og midler (19, 42, 43) for måling av en filtreringshastighet-parameter hos suspensjonen under filtreringen av suspensjonen gjennom filterelementet (4), og hvor filtreringshastighet-parameteren kan anvendes av doserings-reguleringsmidlene (26) som den målte test-parameter for automatisk regulering av tilsetning av kjemikaliet.
2. 2. Anordning ifølge krav 1,karakterisert ved at filtreringsenheten (5) innbefatter et kammer (7) som er åpent ved én ende (7a) over hvilken filterelementet (4) kan monteres, og anordningen innbefatter et antall dyser (9) som er permanent montert m.h.t. kammeret og plassert for å rette vann mot stort sett hele filterelementets flate, en innretning (11) for tilførsel av trykksatt vann til dysene, og en sekvensiell filtreringsstyring for sekvensielt å bevirke filtrering av suspensjonen gjennom filterelementet og deretter tilføre trykksatt vann til dysene for å vaske av filtrert, fast stoff fra filterelementet.
3. 3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at kammeret (7) innbefatter midler (13, 42, 43) for bestemmelse av filtreringsvolumet som oppnåes i løpet av et forutbestemt tidsrom, eller tiden som kreves for å oppnå et forutbestemt filtreringsvolum.
4. 4. Anordning ifølge krav 2 eller krav 3, karakterisert ved at den innbefatter uttømmingsmidler (28, 31, 36) som kan drives av den sekvensielle filtreringsstyring (26) for å tømme i et avløp det filtrerte faststoff som er vasket av fra filterelementet.
5. 5. Anordning ifølge et av kravene 2 til 4, karakterisert ved at den innbefatter en innløpsventil (6, 40) i innløpsmidlene (2, 39) som kan drives av den sekvensielle filtreringsstyring (26) for isolering av filterelementet (4) fra driftsledningen (1).
6. 6. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at filterelementet (4) er mellom kammeret (7) og innløpsmidlene (2), det er midler (15, 22) for opprettholdelse av et lavere trykk i kammeret enn trykket i driftsledningen mens filterelementet er i fluidforbindelse med driftsledningen, og derved bevirker filtrering av suspensjonen gjennom filterelementet og oppsamling av filtrat i kammeret, og dysene (9) er plassert for tilbakevasking av filterelementet.
7. 7. Anordning ifølge krav 6, karakterisert ved at en hylse (2) strekker seg fra rundt omkretsen av filterelementet i en retning som fører bort fra dysene (9), det er luft-tilførselsmidler (13, 18) for tilførsel av renseluft gjennom filterelementet i en retning som fører bort fra dysene (9), for derved å opprette en grenseflate i hylsen mellom luft og væske i anordningen, og den sekvensielle filtreringsstyring (26) er slik at den bringer renseluften til å tvinge grenseflaten langs hylsen over på siden av filterelementet i avstand fra dysene før og/eller under tilførselen av trykksatt vann til dysene.
8. 8. Anordning ifølge krav 6 eller krav 7, karakterisert ved at innløps-midlene omfatter et innløpsrør (2)^ og at filterelementet er montert over én ende av innløpsrøret, og den andre ende innbefatter midler (3) for montering til driftsledningen eller er montert til driftsledningen.
9. 9. Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved at det er en innløps-ventil (6) som kan drives av den sekvensielle filtreringsstyring, og et ventilforsynt dreneringsutløp (28) fra røret, som kan drives av den sekvensielle filtreringsstyring og som kan åpnes for å tillate drenering av vaskevann fra røret når filterelementet er isolert fra driftsledningen ved hjelp av innløpsventilen.
10. 10. Anordning ifølge et av kravene 6 til 9, karakterisert ved at den innbefatter en filtratmottaker (17) i fluidforbindelse med kammeret, for opptak av alt filtrat som kommer inn i kammeret, og mottakeren innbefatter en volum-registreringsinnretning (19) for bestemmelse av volumet av filtrat som er oppsamlet i mottakeren.
11. 11. Anordning ifølge krav 2, hvor kammeret (7) er et oppreist kammer med filterelementet i sin bunn, innløpsmidlene omfatter et rør (39) som fører fra kammeret over filterelementet og som kan koples til driftsledningen for føring av suspensjon fra driftsledningen til kammeret, karakterisert ved at den innbefatter en innløpsventil (40) i røret (39) som kan drives av den sekvensielle filtreringsstyring for isolering av kammeret (7) fra driftsledningen (1), og opplagringsinnretninger (31, 36, 37) for filterelementet, som kan drives av den sekvensielle filtreringsstyring, for vekselvis å holde filterelementet i fluidtett kontakt med bunnen (7a) av kammeret og for å adskiile filterelementet fra kammeret før og under tilførselen av trykksatt vann til dysene.
12. 12. Anordning ifølge krav 11,karakterisert ved at den innbefatter midler (42, 43) for bestemmelse av filtreringsvolum i løpet av et forutbestemt tidsrom, eller for bestemmelse av tiden som kreves for et forutbestemt filtreringsvolum, hvor midlene er beliggende i kammeret eller i innløpsmidlene, eller hvor anordningen innbefatter en oppsamlingsbeholder for mottak av filtrat gjennom filterelementet, og som innbefatter midlene for bestemmelse av filtreringsvolum.
13. 13. Anordning ifølge krav 11 eller krav 12, karakterisert ved at opplagringsinnretningene for filterelementet innbefatter midler for skyving av filterelementet på tvers til kammeret mellom en posisjon hvor filterelementet er i fluidtett kontakt med nedre ende av kammeret og en posisjon hvor filterelementet er utenfor kammeret og plassert for å bli vasket av de trykksatte vanndyser.
14. 14. Anordning ifølge krav 11, karakterisert ved at filter-opplagringsinnretningene for filterelementet omfatter innretninger (31, 37, 36) for vekselvis å holde filterelementet i fluidtett kontakt med bunnen av kammeret og for å adskiile filterelementet nedad i forhold til kammeret, og anordningen innbefatter midler for registrering av tiden et forutbestemt volum av suspensjon bruker på å dreneres igjennom filterelementet.
15. 15. Anordning ifølge krav 14, karakterisert ved at den innbefatter øvre og nedre væskenivå-detektorer (42,43) i kammeret, og tidsstyringsmidlerfor styring av tiden som suspensjonen bruker til å tømmes fra detektoren på øvre nivå til detektoren på nedre nivå.
16. 16. Anordning ifølge et av kravene 11 til 15, karakterisert ved at et hus (31) strekker seg ned fra rundt filterelementet, og at det er en ventil (32) for lukking av huset nedenfor filterelementet, for derved å hindre drenering gjennom filterelementet.
17. 17. Anordning ifølge et av kravene 11 til 16, karakterisert ved at den innbefatter en pluggventil (32, 33) som kan beveges vertikalt frem og tilbake i forhold til filterelementet til en tettende stilling hvor den hindrer drenering gjennom filterelementet.
18. 18. Anordning ifølge krav 17, karakterisert ved at den innbefatter midler for lukking av kammeret ovenfor filterelementet mot luftinntrengning, og luft-avblødningsmidler (43) for å tillate inntrengning av luft i kammeret ovenfor filterelementet.
19. 19. Anordning ifølge et av kravene 2 til 18,karakterisert ved at innretningen for tilførsel av trykksatt vann kan tilføre vann ved 20 til 100 bar.
20. 20. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at filterelementet er en plate forsynt med dreneringsåpninger som strekker seg gjennom dens tykkelse, idet dreneringsåpningene har en konisk form med en diameter som er større ved den ende av åpningene som er fjernt fra dysene enn ved den ende som er nær dysene.
21. 21. Anordning for flokkulering av en suspensjon og for awanning av den flokkulerte suspensjon, karakterisert ved at anordningen omfatter et awanningsanlegg, en driftsledning (1) gjennom hvilken suspensjonen kan strømme til avvanningsanlegget, kjemisk doseringsutstyr (24) ved hjelp av hvilket kjemisk avvanningsmodifikator kan doseres i suspensjonen, og anordning ifølge et av de foregående krav for regulering av tilsetningen av kjemikaliet.
22. 22. Fremgangsmåte for awanning av en suspensjon ved bruk av anordning ifølge krav 21,karakterisert ved at suspensjonen pumpes gjennom en driftsledning (1), kjemisk awanningsmodifikator tilsettes suspensjonen ved hjelp av det kjemiske doseringsutstyr (24) før, under eller etter strømning gjennom driftsledningen (1), og den flokkulerte suspensjon awannes i avvanningsanlegget, hvor en filtreringshastighet-parameter hos suspensjonen måles ved bruk av testeinnretningen og tilsetningen av kjemikalie ved hjelp av doseringsutstyret reguleres automatisk ved hjelp av doserings-reguleringsmidlene som reaksjon på den målte filtreringshastighet-parameter.
23. 23. Fremgangsmåte ifølge krav 22, karakterisert ved at suspensjonen er valgt blant mineralsuspensjoner, kloakksuspensjoner og cellulosesuspen-sjoner med et innhold av fast cellulosestoff på opptil 2 vektprosent, og kjemikaliet er et polymer-flokkuleringsmiddel.
24. 24. Filtreringsenhet som er hensiktsmessig for bruk i anordningen ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter et oppreist kammer (7) som er åpent ved dets bunn, et rør (39) som fører fra kammeret og som kan koples til driftsledningen for føring av suspensjon fra driftsledningen til kammeret, en innløpsventil (40) i røret (39) for lukking av røret, et filterelement (4) som kan trekke seg over kammerets åpne bunn, opplagringsinnretninger (31, 36) for vekselvis å holde filterelementet i fluidtett kontakt med kammerets bunn og for å adskiile filterelementet fra kammeret, og et antall dyser (9) som er permanent montert m.h.t. kammeret og plassert for å rette vann mot stort sett hele filterelementets flate når det er adskilt fra kammeret.
25. 25. Enhet ifølge krav 24, karakterisert ved at opplagringsinnretningene for filterelementet omfatter innretninger (31, 36, 37) for vekselvis å holde filterelementet i fluidtett kontakt med bunnen av kammeret og for å adskiile filterelementet vertikalt fra kammeret,
26. 26. Enhet ifølge krav 24 eller krav 25, karakterisert ved at den innbefatter øvre og nedre væskenivå-detektorer (42, 43) i kammeret for avgrensning av et forutbestemt volum av suspensjon i kammeret.
27. 27. Enhet ifølge et av kravene 24 til 26, karakterisert ved at den innbefatter et hus (31) som strekker seg ned fra rundt filterelementet, og at den innbefatter en ventil (32) for lukking av huset nedenfor filterelementet, for derved å hindre drenering gjennom filterelementet.
28. 28. Enhet ifølge krav 27, karakterisert ved at ventilen for lukking av huset under filterelementet omfatter en pluggventil (32, 33) som kan beveges vertikalt frem og tilbake i forhold til filterelementet til tetningsanlegg mot huset.
29. 29. Enhet ifølge krav 28, karakterisert ved at den innbefatter midler for lukking av kammeret ovenfor filterelementet mot luftinntrengning, og luft-avblødningsmidler (43) for å tillate inntrengning av luft i kammeret ovenfor filterelementet.
30. 30. Filtreringsenhet hensiktsmessig for bruk i anordningen ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter et kammer (7) som er åpent ved én ende (7a), innløpsmidler (2) som fører fra kammeret og som kan koples til driftsledningen (1), et filterelement (4) som kan monteres over den åpne ende (7a) av kammeret, mellom kammeret og innløpsmidlene luftspylemidler (13,18) beregnet for å tvinge luft gjennom filterelementet mot innløpsmidlene, et antall i kammeret plasserte dyser (9) for tilbakevasking av stort sett hele filterelementets flate, og idet innløpsmidlene omfatter et inniøpsrør (2) som innbefatter en innløps-ventil (6) for lukking av røret, et ventilforsynt dreneringsutløp (28) fra røret, som kan åpnes når ventilen er lukket for å drenere vaskevann fra røret, og midler (3) for til driftsledningen å montere av den ende av røret som er fjernt fra kammeret.
31. 31. Filtreringsenhet som er hensiktsmessig for bruk i anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter et kammer (7) som er åpent ved én ende (7a), et filterelement (4) som kan monteres over den åpne ende, innløpsmidler (2) som kan koples til driftsledningen (1) for å danne fluidforbindelse mellom filterelementet og driftsledningen, og et antall dyser (9) som er permanent montert i forhold til kammeret og plassert for å rette vann mot stort sett hele filterelementets flate, og idet filterelementet er en plate forsynt med dreneringsåpninger som strekker seg gjennom dens tykkelse, idet dreneringsåpningene har en konisk form med en diameter som er større ved den ende av åpningene som er fjernt fra dysene enn ved den ende som er nær dysene.