NO310182B1 - Renseanordning for avlöpsvann, samt blåseorgan for bruk ved slik renseanordning - Google Patents

Description

Oppfinnelsen gjelder en rensanordning for avløpsvann, som angitt i innledningen til patentkrav 1 og et blåseorgan som angitt i patentkrav 5, for å blåse luft eller en annen gass mot et dukformet renseband i en slik renseanordning, for på denne måten å fjerne forurensning fra rensebandet.

Bakgrunn

Renseanlegg med endeløse filterband har vært beheftet med den ulempe at visse typer filterrester har avleiret seg på bandet og tettet dette til. Dette har f.eks. vært tilfelle med fettrester i kommunalt avvann og stivelsesrester i avvann fra potetforedlingsbedrifter.

Fra US-patentskrift nr. 2.885.080 er det kjent å rense filterbandet med vannstråler fra oversida. Oppvarmingen av vannet for å øke renseeffekten er imidlertid energikrevende og vanntilførselen betyr økt utskillingsbehov, særlig når vannet blir primært rensemedium for filterbandet og det derfor må tilføres betydelige mengder.

I norsk patentskrift 165.826 beskrives en anordning for bruk av luftblåsing fra filterbandets underside, for å løfte vann og partikler fra bandet og styre vannet tilbake mot bandet. Heller ikke denne løsningen har vist seg å gi mulighet for tilfredsstillende drift for de renseanlegg som er mest aktuelle, nemlig for rensing av kommunalt avvann.

Fra WO-publikasjon A87/02595 (Eriksson) er det kjent å blåse trykkluft eller vann ovenfra mot et filterband og fange opp filtratet i ei oppsamlingsrenne. Denne form for filtratfjerning har ikke vist seg effektiv. Blåsing av luft på denne måten er i beste fall egnet for fjerning av tørt filtrat og filtrat som er uten innhold av fett og liknende stoffer.

Fra US-patentskrift 4.921.608 er det kjent å løse dette problemet med sprøyting av varm vanndamp. Men denne løsningen er både utstyrs- og energikrevende og derfor kostbar å realisere selv om den virker teknisk.

Fra norsk patentskrift 178608 er det kjent en renseanordning med et endeløse filterband som er ført gjennom en awansbeholder for fitrering av avvann, idet filterbandet er ført over ei rekke venderuller, slik at det i et område løper generelt horisontalt med filtratet vendt nedover, idet det i dette området finnes et stangformet utblåsingsorgan for utblåsing av luft, mot filterbandet, og at det parallelt med utblåsningsorganet er anordnet en nedstrøms plassert dyserør for å sprøyte vannstråler mot filterbandet. Denne renseanordning har hatt forskjellige svakheter når det gjelder samvirket av de forskjellige enheter. Dette gjelder blant annet blåseorganet, hvor det viser seg at det kjente blåseorganet krever ekstra høy energitilførsel for å oppnå tilfredsstillende avrivingseffekt. Dessuten har det vært utsatt for tilstopning på grunn av partikler som har beveget seg inn i blåseåpningen.

Formål

Hovedformålet med oppfinnelsen er derfor å forbedre renseanordningen som er vist i norsk patentskrift 178608. Dette innebærer at en ønsker å øke rensekapasiteten og -effektiviteten. Dette krever at en sørger for god fjerning av vann fra avleiringene på filterduken, uavhengig av tilført mengde avløpsvann og av tørrstoffinnholdet i avløpsvannet.

Når det gjelder filterduken, er det viktig at den er ført på en slik måte, at hastigheten kan varieres uten at det skaper spesiell slitasje. En ønsker med andre ord en forbedret føring og bedre behandling av filterduken, slik at en sikrer lang levetid under varierende hastighet.

Det er særlig et formål å skape et blåseorgan som har forbedret effektivitet på løsneeffekten, slik at det kan løsnes avleiringer med lavt vanninnhold fra filterduken. Det ønskes en høy hastighet på blåselufta, som krever mindre energi og som gir effektiv rensevirkning over et større dukområde, blant annet for å hindre fettavleiring. Dessuten er det et formål å skape et blåseorgan som er mindre utsatt for tilstopning.

Oppfinnelsen

Renseanordningen kan forbedres med de nye trekk som er angitt i patentkrav 1.

De vesentlige trekkene skaper lavt vanninnold i avleiringene som føres fra filterduken over på skruetransportøren. Skruetransportøren vil da kunne foreta en effektiv pressing av tørrstoffet, for å redusere vannandelen ytterligere. Dette reduserer i sin tur problemene med å ta hand om restavfallet.

Utformingen på blåseorganet som angitt i patentkrav 5 vil også bidra til å øke renseeffekten.

Dette tilskrives etter den oppfatning en har nå, hovedsakelig at den nye utformingen skaper en gunstig kombinasjon av økt lufthastighet og økt bredde på luftstrømmen som er effektiv overfor rensebandet.

Den nye utformingen gir for det første høyere hastighet på blåselufta når den forlater blåseorganet og passerer filterduken. Dette gjelder særlig dersom det nyttes et blåsetrykk høyere enn 0,8 bar. Dette fører både til større mekanisk effekt på grunn av den høyere hastigheten i renseområdet og effektiv virkning over et bredere område av filterduken. Dette kan enten gi økt renseeffekt og/eller tillate reduksjon i luftmengden eller lufttrykk og dermed lavere energiforbruk.

En annen fordel med oppfinnelsen er at luftspalta er vesentlig bredere i kontaktområdet mot rensebandet, det vil si filterduken. Med en filterduk i bevegelse vil det være risiko for vandring av partikler inn i luftspalta. Med ei større luftspalte i samsvar med oppfinnelsen, og dermed bredere luftstrøm med høyere hastighet, vil det oppstå mindre problemer på grunn av materialvandring og glidning og avsetninger av forurensninger fra rensebandet. Dette fører igjen til større driftssikkerhet og mindre vedlikehold.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i patentkrav 2-4 og 6-7.

Eksempel

Oppfinnelsen er illustrert i tegningene, hvor

Fig. 1 viser et skjematisk sideriss av et blåseorgan i samsvar med oppfinnelsen, for bruk ved en renseanordning som vist i fig. 3 og 4,

Fig. 2 viser et tverrsnitt gjennom den sentrale delen av blåseorganet i fig. 1,

Fig. 3 viser et sideriss av en renseanordning i samsvar med oppfinnelsen, der blåseorganet i fig.

2 er montert,

Fig. 4 viser et delvis oppsnittet enderiss fra uttaksenden av renseanordningen i fig. 3, mens

Fig. 5 viser et snitt gjennom føringsskinnene for filterdukens kant.

I fig. 1 er det vist et stangformet blåseorgan 11 som er forsynt med en brakett 12 og 13 ved hver av endene for montering i et ikke vist anlegg, for eksempel under og opptil et renseband 14 for avløpsvann (fig. 2). Rensebandet 14 kan bestå av en filterduk som føres gjennom ei ikke vist opptakssone, for eksempel for avløpsvann og deretter med oppovervendt bakside forbi det underliggende blåseorganet 11, hvor det skal fjernes avleiringer som kan inneholde fett.

Blåseorganet 11 omfatter et tilførselsrør 15, for eksempel et firkantrør med ei hullrekke i overkanten, som er tilkoblet ei trykkluftkilde (ikke vist), idet det ved en ende er påsatt et rørformet vinkelstykke 16. Over tilførselsrøret 15 er det plassert ei dysestang 17, for eksempel av plast, som er vist nærmere i snitt i fig. 2 og som er den sentrale del av oppfinnelsen.

I fig. 2 er det vist hvordan dysestanga 17 omfatter et langsgående inntakskammer 18, som mottar komprimert luft fra det opptilliggende, langsgående tilførselsrøret 15. Dysestanga 17 kan for eksempel være skrudd fast til tilførselsrøret 15 med ei rekke hull 19 i anleggsflata mot inntakskammeret 18. Inntakskammeret 18 kan ha en bredde på 8 mm og en bunn 18A som konvergerer med en åpningsvinkel på ca. 120° og danner inngangsmanifold til ei rekke med hull 20 som løper på tvers gjennom dysestanga, for eksempel med en diameter på 2,5 mm, en lengde på 1-10 mm og en senteravstand på 4 mm.

Hullrekka 20 munner ut i ei langsgående munningsspalte 21 med bredde ved utgangen på omtrent 1/5 av hulldiameteren og med en dybde på ca. 5 ganger den smaleste bredden. Munningsspalta 21 utvider seg trumpetformet mot utløpet, Jdet den kan ha en divergerende linjeføring fra en kort innløpsdel 21A med parallelle vegger, over en mellomdel 2IB med vegger som danner en åpningsvinkel på ca. 20°, til en utløpsdel 21C sirkelbueformet krumning mot ytterkanten 2ID. Denne utformingen vil skape et endret strømningsbilde ved dekomprimeringen og overgangen fra munningsspalta 21 til rensebandanslag.

For det første vil det øke hastigheten ved spalteutløpet 21C. Dette vil øke luftmengden som er i bevegelse opptil rensebandet. Som en følge av dette oppstår det en sterkere luftbevegelse, både i intensitet og størrelse, slik det er omtalt foran.

For å stabilisere dysestanga 17 mekanisk i forhold til tilførselsrøret 15 er det opptil inntaksspalta 18 utformet anordnet et spor 22 som danner langsgående sideflenser 23, 24 og som står i inngrep med tilførselsrøret.

Forskjellige parametre ved denne konstruksjonen kan modifiseres i forhold til utførelseseksemplet, for eksempel avstanden mellom dysestang og renseband, lengden på den parallelle delen av munningsspalta, som kan være null, åpningsvinkelen på munningsspalta og det buete forløpet på den ytre delen av denne.

Forholdet mellom komprimeringsområdet 20 og munningsområdet 21C er mindre enn ca. 1:5, fortrinnsvis mindre enn ca. 1:10. Bredden på munningsområdet er omtrent 1/5 av lengden på den divergerende delen 2IB, 21C.

I fig. 3 og 4 er det vist en renseanordning i samsvar med oppfinnelsen med et endeløst filterband 31 som er ført over en nedre venderulle 32, skrått opp gjennom en avvannsbeholder 33 til en første øvre venderulle 34 og over et horisontalt parti 35 til en andre øvre venderulle 36 som fører bandet tilbake under det horisontale partiet 35 til en underliggende venderulle 37 under den første øvre venderullen 34. Derfra løper filterbandet 31 ned til den nedre venderullen ved bunnen av avvannsbeholderen 33. Filterbandets 31 skrå bane 38 opp gjennom avvannsbeholderen ligger tettende an mot føringsskinner som er vist nærmere i fig. 5, og danner det aktive filterområdet, idet avvannet her går gjennom filteret og ut i den innenforliggende delen av avvannsbeholderen og opp mot en sideveis rettet utløpsstuss 39 ved overkanten av avvannsbeholderen. Denne ligger under den første øvre venderullen 34.

I området mellom den andre øvre venderullen 36 og den underliggende venderullen 37 danner filterbandet 31 en bane 40 med omsnudd flate, slik at oppsamlete rester kan falle ned i et oppsamlingstrau 41. Løse partikler og andre løse rester vil etter passeringen av den andre øvre venderullen 36 falle fritt ned og bli fanget opp av en tversløpende snekkeskrue 42 som fører filtratet sideveis ut til hensiktsmessig oppsamling.

For å fjerne fasthengende filtrat er det over bandområdet, omtrent rett over snekkeskruen 42, plassert et tversløpende blåseorgan 43 som beskrevet foran og som er tilkoblet en ikke vist luftkompressor. Dette kan være et langsgående rør som er forsynt med hensiktsmessige utblåsningsdyser eller -spalter rettet nedover mot den oppovervendte sida av filterbandet 31, det vil si baksida i forhold til filtratet.

Det har vist seg at en med et slikt blåseorgan 43 kan fjerne forskjellige typer avleiringer eller sediment, som ellers ville blitt hengende ved filterbandet og dermed bygge opp ei filterkake som etterhvert ville tette filterbandet. En del av denne gunstige virkningen antas å skyldes den oppvarmingen av lufta som skjer ved utblåsningen gjennom forholdsvis trange dyser eller spalter. Denne oppvarmingen kan skje uten vesentlig energitilførsel på grunn av luftas lave spesifikke varme, idet luftblåsingen gir en meget effektiv varmeoverføring til avleiringer på filterbandet.

Etter blåseorganet 43 er det nedstrøms plassert et utsprøytingsrør 44 for utsprøyting av vannstråler mot filterbandet 31. Disse vannstrålene vil fjerne rester som er blitt løsgjort av luftstrålene, men som fortsatt henger ved filterbandet 31. For oppsamling av det tilførte vannet og disse siste restene er det i fortsettelsen av oppsamlingstrauet 41 anordnet ei ytterligere tversløpende oppsamlingsrenne 45 med et sideveis rettet utløpsrør. Vannet fra denne blir ført tilbake til avvannsbeholderen 33.

Ved renseanordningens innløpsende finnes en inntaksstuss 46 for avvann, med en innvendig dekkskjerm 47 som fører avvannet ned mot bunnen av avvannsbeholderen 33. Opptil dekkskjermen 47 er det plassert en overløpsskjerm 48 på tvers av avvannsbeholderen, for å resirkulere ubehandlet avvann dersom tilførselen blir for stor i forhold til kapasiteten.

I avvannsbeholderen 33 er det plassert en sensor 49, som kan være et luftrør som registerer mottrykket mot innblåst luft og på den måten fastslår når nivået i avvannsbeholderen stiger over en viss høyde. Alterantivt kan det brukes en flottør eller en nivåføler basert på lydbølger. Sensoren 49 er koblet til et styringssystem (ikke vist) for en drivmotor 50 plassert ved en ende av den bakre vendrullen 36, for drift av filterbandet.Dette styringssystemet sørger for å holde farten på filterbandet så sakte, at nivået i awanningsbeholderen 33 holdes under en viss høyde. Dermed sikres en tilstrekkelig lengde på den delen av oppadstigende del 38 av filterbandet 31 til at vanninnholdet i avleiret masse på filterbandet kommer under ca. 95%, fortrinnsvis under 90%.

Under den øvre delen av filterduken 31 kan det være plassert en avsugingskasse 74 tilkoblet ei avtrekksvifte (ikke vist) for å trekke ytterligere vann ut av avleiringen på filterduken.

I fig. 5 er det vist en detalj ved føringen av filterbandet 31. Det kan for eksempel bruke en filterduk av polyestervev, med tråder på 0,3 mm og hull på 0,3 mm. Dette vil gi en duktykkelse på 0,6 mm. Som støtte- og drivmiddel for filterbandet brukes ei drivrem 51 med ei styreribbe 52 på undersida. Drivremma 51 kan f.eks. være tilvirket av polyuretan, eventuelt med armeringstråder. Den løper altså over venderullene og føres mellom disse på ei styreskinne 53 med et spor 54 for styreribba 52. Styreskinna 53 kan være tilvirket av polyetylen og den kan vær naglet til ei stålskinne 55 som er festet til renseanordningens bæreramme 56. Styreskinna 53 er ved innerkanten forsynt med en oppragende flens 57 som sideveis styring for drivremma 51.

For å holde filterbandet 31 ned mot drivremma 51 er det over kanten anordnet ei styreskinne 58 av polyetylen, som er festet til bæreramma 56 med en skrue 59 og ei trykkplate 60. Styreskinna 58 er forsynt med ei nedovervendt ribbe 61 som danner et ytre og et indre avrenningsspor 62, 63. For å utøve trykk mot filterbandet 31 er det plassert ei leppe 64 av mykt materiale, så som teflon-gummi, ved kanten, med anleggsflate 65 vendt mot filterbandet 31. For å verne filterbandet 31 mot slitasje, er det dekket av et band 66 i kantområdet. Leppa 64 er satt inn i en sliss 67 som danner en vinkel på ca. 70° med bandplanet. For forankring av leppa 64 i slissen 67 er det skrudd inn ei rekke skruer 68 vinkelrett på slissen 67.

Med denne utformingen av føringen av filterbandet 31 oppnås flere fordeler. Det gir redusert slitasje samtidig som en oppnår god tetningseffekt. Filterbandet kan ligge stramt rundt venderullene og på denne måten føres sikker også ved varierende hastighet.

Med denne utformingen blir det mulig å foreta en mer effektiv komprimering i skruetransportøren 42 enn tidligere. Ved å forsyne utløpsrøret 70 med et fjørbelastet lokk 71 blir det mulig å foreta en pressing av tørrstoffmassen, slik at det skjer en avvanning av denne ved utløpsrøret. Utløpsrøret 71 er perforert ved enden av transportskruen 42 og forsynt med ei oppsamlingskappe 72 med avløpsrør 73

Claims (7)

1. Renseanordning med et endeløst filterband (31) som er ført gjennom en awannsbeholder (33) for filtrering av avvann, idet filterbandet er ført over ei rekke venderuller (32, 34, 36, 37), slik at det i et område løper generelt * horisontalt med filtratet vendt nedover, idet det i dette området finnes et stangformet utblåsingsorgan (43), for utblåsing av luft mot filterbandet, og at det parallelt med utblåsningsorganet (43) er anordnet et nedstrøms plassert dyserør (44) for å sprøyte vannstråler mot filterbandet, idet det under dyserøret (44) er anordnet en skruetransportør (42) for bortførsel av restmasse som løsner fra filterduken, hvor filterbandet (31) ligger an mot et drivband (51), og presses mot dette av ei klemlist (58) i det stigende området (38) av filterbandet, og at den er forsynt med en styreanordning som tilpasser filterbandets bevegelse til tilførselen av avvannkarakterisert vedat utblåsingsorganet (43) for luft er utformet med ei utløpsspalte med en innsnevring (20) for å gi en knivformet luftstråle som blir rettet mot filterbandet fra så kort avstand at den føres tilnærmet fullstendig gjennom filterbandets åpninger, og at filterbandets sidekanter er dekket av et tett dekkband (66), som blir presset ned av ei mykelastisk trykkleppe (64).

2. Renseanordning i samsvar med patentkrav 1, karakterisert vedat trykkleppa (64) er innsatt i et spor (67) som strekker seg på skrå oppover fra kanten av klemlista (58).

3. Renseanordning i samsvar med patentkrav 1 eller 2, karakterisert vedat det under filterbandets øvre del (35) er anbragt en kasse (74) for luftavsug gjennom filterbandet.

4. Renseanordning i samsvar med patentkrav 1-3, hvor avleiring fra filterduken føres ned i en skruetransportør (42) ved filterbandets høye ende, karakterisert vedat skruetransportøren (42) på kjent måte er forsynt med et utløpsrør (71) med fjørforspent endedeksel som skaper pressing av tørrstoff-pluggen før utslipp.

5. Blåseorgan for bruk ved en renseanordning i samsvar med patentkrav 1, for å blåse luft eller en annen gass mot et renseband (15), særlig en filterduk, for på denne måten å fjerne forurensning fra rensebandet, for eksempel i et renseanlegg for avløpsvann, hvor det i et stangformet organ (17) finnes ei langsgående spalte med en bredde som forårsaker Komprimering av gjennomblåst luft, idet det finnes en innsnevring (20), særlig i form av ei hullrekke, karakterisert vedat den langsgående spalta har en utløpsdel (21) som utvider seg fra innsnevringen (20), med buet overgang til det stangformete organets frontside (2ID) mot rensebandet (15), hvor forholdet mellom komprimeringsområdet (20) og munningsområdet (21C) er mindre enn ca. 1:5, fortrinnsvis mindre enn ca. 1:10, og hvor bredden på munningsområdet er omtrent 1/5 av lengden på den divergerende delen (21B, 21C).

6. Blåseorgan i samsvar med patentkrav 5, karakterisert vedat frontsida (21D) ligger an mot rensebandet (15).

7. Blåseorgan i samsvar med patentkrav 5 eller 6, karakterisert vedat utløpsdelen (21) har et rettlinjet divergerende parti (2IB) med en åpningsvinkel på ca. 20°.