NO325502B1

NO325502B1 - Procedures for cleaning liquids

Info

Publication number: NO325502B1
Application number: NO20051506A
Authority: NO
Inventors: Oddvar Kristoffersen; Jan Henrik Knudsen
Original assignee: Anoxkaldnes As
Priority date: 2004-03-24
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2008-05-26
Also published as: NO20051506L; NO20051506D0

Abstract

Fremgangsmåte og anlegg for å rense væsker, så som drikkevann, avløpsvann, prosessvann fra industri og lignende, der partikler som både er tyngre og lettere enn den bærende væsken utskilles fra væsken og ledes til dertil egnede reservoarer. Væsken tilsettes tilsetningsstoffer og/eller væsker for å forbedre utskillingseffekten og der væsken ledes gjennom et flotasjonsanlegg. Væsken ledes først gjennom en flokkulator (10) hvor i det minste vesentlige deler av de partikler som er tyngre enn den bærende væske fjernes fra væsken og ledes bort til egnet oppsamlingsdeponi. Deretter ledes den delvis rensede væsken videre til en flotasjonsenhet (13) der i det minste vesentlige deler av de partikler som er lettere enn den bærende væsken skilles ut og ledes til et egnet oppsamlingsdeponi. Dessuten inngår det en spesielt konstruert flotasjonsenhet (13).Process and plant for purifying liquids, such as drinking water, wastewater, industrial process water and the like, where particles which are heavier and lighter than the carrier liquid are separated from the liquid and fed into suitable reservoirs. The liquid is added to additives and / or liquids to improve the separation effect and where the liquid is passed through a flotation plant. The liquid is first passed through a flocculator (10) where at least substantial portions of the particles heavier than the carrier liquid are removed from the liquid and diverted to a suitable collection site. Thereafter, the partially purified liquid is passed to a flotation unit (13) where at least substantial portions of the lighter particles than the carrier liquid are separated and transported to a suitable collection site. In addition, a specially designed flotation unit (13) is included.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å rense væsker, så som drikkevann, avløpsvann, kloakk, prosessvann fra industri og lignende, der partikler som både er tyngre og lettere enn den bærende væsken utskilles fra væsken og ledes til dertil egnede reservoarer, idet væsken som skal renses i forkant er tilsatt tilsetningsstoffer og/eller -væsker, fortrinnsvis gjennom en jetinjektor som skaper turbulens i væskestrømmen for å forbedre utskillingseffekten, anordnet oppstrøms for en flokkulator, hvoretter væsken fortrinnsvis er ledet inn i en flokkulator hvor i det minste vesentlige deler av de partikler som er tyngre enn den bærende væske fjernes fra væsken og ledes bort til egnet oppsamlingsdeponi, mens de partikler som er lettere tillates å flokkulere, hvoretter den delvis rensede væsken inneholdende flokker ledes videre til en flotasjonsenhet der i det minste vesentlige deler av de partikler som er lettere enn den bærende væsken skilles ut og ledes til et egnet oppsamlingsdeponi, hvilken flotasjonsenhet er utstyrt med en innvendig anordnet, oppad åpen traktformet beholder som snur væskestrømmens vertikale strømningsretning 180 grader i retning nedover. The present invention relates to a method for cleaning liquids, such as drinking water, waste water, sewage, process water from industry and the like, where particles that are both heavier and lighter than the carrier liquid are separated from the liquid and directed to suitable reservoirs, as the liquid to be is cleaned in advance, additives and/or liquids are added, preferably through a jet injector that creates turbulence in the liquid flow to improve the separation effect, arranged upstream of a flocculator, after which the liquid is preferably led into a flocculator where at least significant parts of the particles that are heavier than the carrier liquid are removed from the liquid and led away to a suitable collection landfill, while the particles that are lighter are allowed to flocculate, after which the partially purified liquid containing flocs is led on to a flotation unit where at least significant parts of the particles that are lighter than the carrier liquid is separated and directed to a suitable collection point landfill, which flotation unit is equipped with an internally arranged, upwardly open funnel-shaped container which turns the vertical flow direction of the liquid stream 180 degrees downwards.

Fra norsk patentskrift nr. 156.975 er det kjent å utvinne fett- og proteinstoffer fra prosessvann fra nærings-middelindustrien ved i vertikal retning å akselerere og retardere en væskestrøm som inneholder partikler med høyere og lavere tetthet enn den bærende væsken, under samtidig endring av strømningsretningen. Ved denne løsningen kan partikler som er tyngre enn den bærende væske bunnfelles på bunnen av en beholder, hvorfra de kan tappes ut, mens partikler som er lettere enn den bærende væsken samles på overflaten hvorfra de fjernes ved gjennom avskumming. From Norwegian patent document no. 156,975, it is known to extract fatty and protein substances from process water from the food industry by vertically accelerating and decelerating a liquid flow containing particles with a higher and lower density than the carrier liquid, while simultaneously changing the flow direction. With this solution, particles that are heavier than the carrier liquid can settle to the bottom of a container, from where they can be drained, while particles that are lighter than the carrier liquid are collected on the surface from where they are removed by skimming.

For å gjennomføre en slik utvinning benyttes ifølge det norske patentskrift en flotasjonsbeholder som på oversiden er utstyrt med en roterende skrape og i bunnen er utstyrt med en ventil for avtapping av bunnfelt materiale. Beholderen er videre utstyrt med en indre konisk beholder som er montert sentrisk i beholderen, idet tilførselsledningen for væske som skal renses ledes inn ved bunnen av den ytre beholder og videre inn i et sylindrisk kammer anordnet på utsiden av den indre koniske beholder ved dennes bunn. Den indre koniske beholder er åpen ved sin øvre ende via en justerbar eller fast trakt. In order to carry out such an extraction, according to the Norwegian patent document, a flotation container is used which is equipped with a rotating scraper on the upper side and equipped with a valve at the bottom for draining bottom material. The container is further equipped with an inner conical container which is mounted centrally in the container, the supply line for liquid to be cleaned being led in at the bottom of the outer container and further into a cylindrical chamber arranged on the outside of the inner conical container at its bottom. The inner conical container is open at its upper end via an adjustable or fixed funnel.

Ifølge norsk patentskrift nr. 156.975 ledes avløpsvannet inn gjennom tilførselsrøret og inn i det sylindriske kammer. Her avbøyes væskens strømningsretning med 90° for så å dreies 180° oppover mot toppen av den indre beholder hvor strøm-ningsretningen så dreies 180° nedover igjen. De partikler som er tyngre enn den bærende væske skilles ut ved beholderens nedre ende, mens de partikler som er lettere enn den bærende væske skrapes av ved beholderens topp. According to Norwegian patent document no. 156,975, the waste water is led in through the supply pipe and into the cylindrical chamber. Here, the direction of flow of the liquid is deflected by 90° and then turned 180° upwards towards the top of the inner container, where the direction of flow is then turned 180° downwards again. The particles that are heavier than the carrier liquid are separated at the lower end of the container, while the particles that are lighter than the carrier liquid are scraped off at the top of the container.

Fra US 4,869,595 er det kjent en metode for å kjemisk behandle væske, der koagulenter tilsettes den væsken som skal behandles, slik at det kan oppnås en etterfølgende flokkulering av partikler som forefinnes i væsken. Væsken som skal behandles gjennom en jetdiffusor, som skaper turbulens i væskestrømmen, hvorpå kjemikalier tilsettes væsken i selve diffusoren. From US 4,869,595, a method for chemically treating liquid is known, where coagulants are added to the liquid to be treated, so that a subsequent flocculation of particles present in the liquid can be achieved. The liquid to be treated passes through a jet diffuser, which creates turbulence in the liquid flow, after which chemicals are added to the liquid in the diffuser itself.

JP 11151494 viser en anordning for å behandle vann. Flokkulant og vann ledes gjennom en jetinjektor, hvorpå disse utsettes for en turbulent strømning og det skjer en blanding av vann og flokkulant i røret. JP 11151494 shows a device for treating water. Flocculant and water are led through a jet injector, after which these are exposed to a turbulent flow and a mixture of water and flocculant occurs in the pipe.

EP 1 197 474 Al beskriver en fremgangsmåte og et apparat for å behandle vann. Vann som skal behandles føres gjennom et rør, hvor koagulent sprøytes inn i røret og en flokkulant injiseres inn i røret. Vannet som nå inneholder kjemikalier, utsettes deretter for en flokkulering i en tank som inneholder blant annen en rører med padleblad. Padlebladene kan ha ulike størrelser. EP 1 197 474 Al describes a method and an apparatus for treating water. Water to be treated is passed through a pipe, where coagulant is injected into the pipe and a flocculant is injected into the pipe. The water, which now contains chemicals, is then subjected to flocculation in a tank which contains, among other things, a stirrer with paddle blades. The paddle blades can have different sizes.

JP 09314151 beskriver en metode for å rense væske ved at væsken først ledes gjennom en flokkulator, hvor det tilsettes en polymer. Deretter ledes væsken videre til en flotasjonsenhet hvor de lettere partiklene skilles ut. JP 09314151 describes a method for purifying liquid by first passing the liquid through a flocculator, where a polymer is added. The liquid is then passed on to a flotation unit where the lighter particles are separated.

SU 1792742 beskriver et anlegg for å rense vann. Anlegget omfatter blant annet en flokkuratorenhet med en etterfølgende fIotasjonsseparatorenhet. SU 1792742 describes a plant for purifying water. The facility includes, among other things, a flocculation unit with a subsequent flotation separator unit.

RU 2 104 953 viser en flotasjonsenhet som benyttes til å rense vann. Den er bygget opp av flere soner, hvorpå sonene er atskilt av vertikale perforerte skillevegger. RU 2 104 953 shows a flotation unit which is used to purify water. It is made up of several zones, on which the zones are separated by vertical perforated partitions.

For å oppnå gode renseeffekter ved rensing av væsker, er en avhengig av å benytte en hjelpekoagulent i form av en polymer og en optimal hurtigblanding og flokkulering. In order to achieve good cleaning effects when cleaning liquids, you need to use an auxiliary coagulant in the form of a polymer and an optimal rapid mixing and flocculation.

Det er et kjent forhold at når en hensiktsmessig polymer introduseres sammen med en koagulant, endres både innblanding og flokkuleringsbetingelsene og ikke minst sedimenterings-hastighetene og derved dimensjonerende flatebelastninger. It is a well-known fact that when a suitable polymer is introduced together with a coagulant, both the mixing and the flocculation conditions change and not least the sedimentation rates and thereby dimensioning surface loads.

Foreliggende oppfinnelse er en videreutvikling av løsningen ifølge ovennevnte norske patentskrift nr. 156.975 og omfatter et anlegg og en fremgangsmåte som benytter en kjemikaliedoserer, flokkuleringsenhet med dynamisk omrøring og en flottasjonsenhet med innvendig dekantering. The present invention is a further development of the solution according to the above-mentioned Norwegian patent document no. 156,975 and comprises a plant and a method that uses a chemical doser, flocculation unit with dynamic stirring and a flotation unit with internal decantation.

Et formål med oppfinnelsen er å oppnå en forbedret styring av separeringsprosessen og en optimalisert prosess med forbedret effektivitet i rensing av væsken som skal renses. An object of the invention is to achieve an improved control of the separation process and an optimized process with improved efficiency in cleaning the liquid to be cleaned.

Et annet formål ved oppfinnelsen er å forbedre den renseeffekt som er oppnådd med løsningen ifølge ovennevnte norske patentskrift. Another purpose of the invention is to improve the cleaning effect achieved with the solution according to the above-mentioned Norwegian patent document.

Nok et formål med oppfinnelsen er å sikre en optimal innblanding av kjemikalier i væskestrømmen oppstrøms for flokkulatoren, slik at flokkulatoren fungerer optimalt. Another purpose of the invention is to ensure an optimal mixing of chemicals in the liquid flow upstream of the flocculator, so that the flocculator functions optimally.

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å sikre en optimal effekt i flokkulatoren ved at tilførselen av kjemikaler til væsken oppstrøms for flokkulatoren og at omrørerens rotasjonshastighet justeres avhengig av mengden og volum av væske som kommer inn i flokkulatoren. A further purpose of the invention is to ensure an optimal effect in the flocculator by the supply of chemicals to the liquid upstream of the flocculator and the stirrer's rotation speed being adjusted depending on the amount and volume of liquid entering the flocculator.

Nok et formål ved oppfinnelsen er å forbedre flotasjons-prosessen, både med hensyn til egenskapene til dispergerings-væsken som tilsettes og fIotasjonsprosessen inne i flota-sj onsenheten. Another object of the invention is to improve the flotation process, both with regard to the properties of the dispersing liquid that is added and the flotation process inside the flotation unit.

Renseprosessen ifølge oppfinnelsen omfatter bruk av en flytende koagulant som tilsettes væsken i en doseringsenhet, etterfulgt av en dynamisk flokkulator plassert i forkant av en flotasjonsenhet. Doseringsenheten eller hurtiginnbland-ingsenhet er anordnet ved doseringspunktet. Erfaringen viser at det er viktig å fordele koagulanten jevnt i vannmassene slik at tiden det tar for kjemikaliene å nå samtlige partikler i væskestrømmen er så kort som mulig og helst i løpet av et sekund. For å optimalisere innblandingen av koagulanten, kan det være fordelaktig å innføre koagulanten i en turbulent strøm og med en innføringsretning som i det vesentlige er parallell med væskestrømmens hovedstrømnings-retning. The cleaning process according to the invention comprises the use of a liquid coagulant which is added to the liquid in a dosing unit, followed by a dynamic flocculator placed in front of a flotation unit. The dosing unit or rapid mixing unit is arranged at the dosing point. Experience shows that it is important to distribute the coagulant evenly in the water masses so that the time it takes for the chemicals to reach all particles in the liquid stream is as short as possible and preferably within a second. In order to optimize the mixing of the coagulant, it may be advantageous to introduce the coagulant into a turbulent flow and with an introduction direction which is essentially parallel to the main flow direction of the liquid stream.

Flotasjon krever vesentlig mindre fnokker enn sedi-mentering. I tillegg vil en hjelpekoagulant, i form av en polymer, bygge opp fnokkene hurtigere og gir større fnokk-styrke slik at fnokkene ikke går like lett i stykker og gir muligheter for bedre reformering hvis noen fnokker brytes opp. Derfor kan det også benyttes kortere oppholdstid i flokkulatoren. Flotation requires significantly less fluff than sedimentation. In addition, an auxiliary coagulant, in the form of a polymer, will build up the flake faster and provide greater flake strength so that the flake does not break as easily and provides opportunities for better reformation if some flake breaks up. Therefore, a shorter residence time in the flocculator can also be used.

Dynamisk flokkulering er en effektiv flokkuleringsmetode og krever vesentlig lavere flokkuleringstider enn vanlige padleomrørere. Med dynamisk flokkulering menes en flokkulator der energiinndrivingen (G-verdien) dynamisk endres i forhold til variasjon i innkommende vannmengde. Dynamic flocculation is an effective flocculation method and requires significantly lower flocculation times than conventional paddle stirrers. By dynamic flocculation is meant a flocculator where the energy recovery (G-value) changes dynamically in relation to variations in the incoming water quantity.

Det er tidligere beskrevet flokkulering i rør i 3 steg med følgende oppdelinger: A. Hurtiginnblanding av koagulant i råvannet der koagulanten er innført vinkelrett på strømningsretningen med: Flocculation in pipes has previously been described in 3 stages with the following divisions: A. Rapid mixing of coagulant into the raw water where the coagulant is introduced perpendicular to the direction of flow with:

G-verdi : 1000 - 5000 / sekund G-value : 1000 - 5000 / second

Oppholdstid : 0,1-1,0 sekund Residence time: 0.1-1.0 second

B. Aggregering (flokkulering) som leder til mikrofnokker: B. Aggregation (flocculation) leading to microflocs:

G-verdi : 200 - 500 / sekund G-value : 200 - 500 / second

Oppholdstid : 15-30 sekunder Residence time: 15-30 seconds

C. Aggregering (flokkulering) som leder til makrofnokker: C. Aggregation (flocculation) leading to macroflocs:

a. Uten hjelpekoagulant a. Without auxiliary coagulant

G-verdi : 20 - 50 / sekund G-value : 20 - 50 / second

Oppholdstid : 300 - 1000 sekunder Residence time: 300 - 1000 seconds

b. Med hjelpekoagulant b. With auxiliary coagulant

G-verdi : 50 - 120 / sekund G-value : 50 - 120 / second

Oppholdstid : 20 - 200 sekunder Residence time: 20 - 200 seconds

Dette dimensjoneringssettet er satt opp i forhold til partikkelseparasjon i et sirkulært sedimenteringstanksystem med tangensialt innløpsarrangement. Erfaring fra dette kan benyttes også ved dimensjonering av flokkuleringsenheten for et fIotasjonssystem. This sizing set is set up in relation to particle separation in a circular sedimentation tank system with a tangential inlet arrangement. Experience from this can also be used when dimensioning the flocculation unit for a flotation system.

Flotasjonsenheten ifølge oppfinnelsen er basert på fIotasjon som krever litt mindre fnokker. G-verdiene kan enten være noe høyere eller oppholdstidene noe lavere. The flotation unit according to the invention is based on flotation which requires slightly less fluff. The G values can either be somewhat higher or the residence times somewhat lower.

Når det benyttes hjelpekoagulant kan G-verdiene økes ca 2,5 ganger, mens oppholdstiden kan reduseres til ca 1/15 på nedre grense til 1/5 på den øvre. Redusert oppholdstid eller flokkuleringstid ved bruk av hjelpekoagulant betyr at flok-kuleringsvolumet kan reduseres betydelig. When auxiliary coagulant is used, the G values can be increased approx. 2.5 times, while the residence time can be reduced to approx. 1/15 on the lower limit to 1/5 on the upper limit. Reduced residence time or flocculation time when using auxiliary coagulant means that the flocculation volume can be significantly reduced.

For verifisering av flokkuleringsberegninger benyttes en beregningsmodell basert på: For verification of flocculation calculations, a calculation model is used based on:

Dette tallet er viktig ved at produktet bør være i et bestemt område. Har man for lave G-verdier bygges fnokkene saktere opp og man trenger lenger flokkuleringstid for å komme i mål. På den annen side hvis omrøringsintensiteten (G-verdien) er høyere kan man klare seg med lavere tid og Camptallet er tilnærmet konstant. Faremomentet er at fnokkene blir så store at fnokkene knuses ved for høye G-verdier. This number is important in that the product should be in a specific area. If G values are too low, the flocs build up more slowly and you need longer flocculation time to reach the goal. On the other hand, if the stirring intensity (G-value) is higher, you can get by with a shorter time and the Camp number is approximately constant. The danger is that the bunches become so large that the bunches are crushed at excessively high G values.

I en dynamisk flokkulator blir "Camptallet" relativt konstant, men ikke helt. In a dynamic flocculator, the "Camp number" becomes relatively constant, but not completely.

I et anlegg for separering av væsker vil normalt vann-mengdevariasjonen være betydelig og dette vil kreve at flokkuleringsforholdene hele tiden tilpasses variasjonen for at flokkuleringen skal være optimal hele tiden. Ved en flotasjonsenhet ifølge oppfinnelsen vil normalt vannmengdevaria-sjonen være betydelig og kreve konstante flokkuleringsforhold uansett vannmengdebelastning. Dette løses på fordelaktig måte ifølge oppfinnelsen med en dynamisk omrører. For å oppnå best resultat og størst mulig fleksibilitet er det således utviklet en kombinert vertikal dynamisk flokkulator med mekanisk omrører som flokkuleringstrinn. In a plant for separating liquids, the water quantity variation will normally be significant and this will require that the flocculation conditions are constantly adapted to the variation so that the flocculation will be optimal all the time. With a flotation unit according to the invention, the water quantity variation will normally be significant and require constant flocculation conditions regardless of the water quantity load. This is advantageously solved according to the invention with a dynamic stirrer. In order to achieve the best results and the greatest possible flexibility, a combined vertical dynamic flocculator with a mechanical stirrer as a flocculation step has been developed.

Prosessmessig plasseres denne før fIotasjonsenheten ifølge oppfinnelsen. Når råvannet føres til fIotasjonsenheten tilsettes en hovedkoagulant til en doseringsenhet. Dette systemet ligger " in line " og baseres på "jetinjeksjon" av koagulanten i strømningsrøret og der fellingskjemikaliene doseres langs strømningsretningen i et turbulent område for å sikre optimal innblanding i røret i løpet av maks 0,5 -1,0 sek. Det betyr også at koagulanten må mates kontinuerlig. Membranpumpen for mating av koagulanten som anvendes er derfor av en type som har et utjevningssystem. In terms of process, this is placed before the flotation unit according to the invention. When the raw water is fed to the flotation unit, a main coagulant is added to a dosing unit. This system is "in line" and is based on "jet injection" of the coagulant in the flow pipe and where the precipitation chemicals are dosed along the flow direction in a turbulent area to ensure optimal mixing in the pipe within a maximum of 0.5 -1.0 sec. This also means that the coagulant must be fed continuously. The membrane pump for feeding the coagulant used is therefore of a type that has an equalization system.

Etter innblanding av koagulant og avløpsvann føres vannet videre inn i en dynamisk flokkulator. Matningsrøret til den dynamiske flokkulatoren vil bidra med noe rørflokku-lering mens partiklene er svært små. After mixing coagulant and waste water, the water is fed further into a dynamic flocculator. The feed pipe to the dynamic flocculator will contribute some pipe flocculation while the particles are very small.

Beregningsmessig så avklares først viktige karakteristika for den væskestrømmen som skal separeres. Dette gjelder spesielt temperatur, vannmengdevariasjon samt partikkelinnhold eller suspendert stoff i væsken. Disse dataene legges som grunnlag for beregning av den dynamiske flokkulatoren med hensyn til nødvendig oppholdstid, volum og nødvendige G-verdier som igjen gir nødvendig areal og form som må etableres på padleomrørerne samt det rotasjonshastighetsspenn som kreves. Etter dimensjonering av dynamisk flokkulator vil denne fysisk være en konstant, men der hastigheten for padleomrørerene varieres etter innkommende vannmengde. Dette gjøres ved å registrere innkommende vannmengde og en utarbeidet børverdi-kurve for hastighet for PLS-automatikken (PLSO Programmerbar Logisk Styring) for anlegget slik at enhver vannmengde korrespon-derer til en børverdi for omrøreren. Signalet fra PLS-enheten sendes til en frekvensomformer som igjen styrer hastigheten til motoren på omrøreren. In terms of calculation, important characteristics for the liquid stream to be separated are first clarified. This applies in particular to temperature, water volume variation as well as particle content or suspended matter in the liquid. This data is used as a basis for calculating the dynamic flocculator with regard to the required residence time, volume and required G-values, which in turn provide the necessary area and shape that must be established on the paddle stirrers as well as the rotation speed range required. After dimensioning the dynamic flocculator, this will physically be a constant, but where the speed of the paddle stirrers is varied according to the incoming amount of water. This is done by recording the incoming amount of water and a prepared target value curve for speed for the PLC automation (PLSO Programmable Logic Control) for the plant so that any amount of water corresponds to a target value for the agitator. The signal from the PLC unit is sent to a frequency converter which in turn controls the speed of the motor on the stirrer.

Løsningen ifølge foreliggende oppfinnelse skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til figurene hvor: figur 1 viser et flytdiagram for vesentlige, men ikke alle deler av en renseprosess ifølge foreliggende oppfinnelse; The solution according to the present invention shall be described in more detail in the following with reference to the figures where: figure 1 shows a flow diagram for essential, but not all, parts of a cleaning process according to the present invention;

figur 2 viser vertikalsnitt gjennom en dynamisk flokkulator ifølge oppfinnelsen; figure 2 shows a vertical section through a dynamic flocculator according to the invention;

figur 3 viser et horisontalsnitt gjennom den dynamiske flokkulatoren vist på figur 2; figure 3 shows a horizontal section through the dynamic flocculator shown in figure 2;

figur 4 viser et vertikalsnitt gjennom en flotasjonsenhet ifølge oppfinnelsen. Og figure 4 shows a vertical section through a flotation unit according to the invention. And

figur 5 viser et horisontalsnitt gjennom fIotasjonsenheten . Figure 5 shows a horizontal section through the flotation unit.

Figur 1 viser deler av en prosess for rensing av væsker, så som drikkevann, avløpsvann med mer. Væske ledes først inn gjennom et innløpsrør 11 og en jetinjektor 41 til en dynamisk flokkulator 10. Funksjonen og oppbyggingen av den dynamiske flokkulatoren 10 vil bli beskrevet nedenfor i tilknytning til figurene 2 og 3. Væsken som skal renses ledes inn i jetinjektoren 41 der det ved jetinjektorens utgang skapes en turbulent strømning i væsken. Kjemikalier fra en kjemikalie-reservoar 15 ledes gjennom en tilførselsledning 16 til jetinjektoren 41, idet kjemikaliene innføres i væskestrømmen i det området der den turbulente væskestrømningen skapes, d.v.s. i området for jetinjektorens 41 utløp. Kjemikaliene tilsettes for å oppnå flokkulering av urenheter i væsken. Tilsettingen av kjemikalier ved jetinjeksjon sikrer at all kjemikalier kommer i kontakt med alle partikler som skal flokkuleres i løpet av 0,5-1,0 sekund. Av miljøhensyn er kjemikaliereservoaret 15 plassert i et katastrofebasseng 15A som har et større volum enn reservoaret 15. Figure 1 shows parts of a process for cleaning liquids, such as drinking water, waste water and more. Liquid is first led in through an inlet pipe 11 and a jet injector 41 to a dynamic flocculator 10. The function and structure of the dynamic flocculator 10 will be described below in connection with figures 2 and 3. The liquid to be cleaned is led into the jet injector 41 where at at the jet injector's output, a turbulent flow is created in the liquid. Chemicals from a chemical reservoir 15 are led through a supply line 16 to the jet injector 41, the chemicals being introduced into the liquid flow in the area where the turbulent liquid flow is created, i.e. in the area of the jet injector 41 outlet. The chemicals are added to achieve flocculation of impurities in the liquid. The addition of chemicals by jet injection ensures that all chemicals come into contact with all particles to be flocculated within 0.5-1.0 seconds. For environmental reasons, the chemical reservoir 15 is placed in a disaster pool 15A which has a larger volume than the reservoir 15.

Etter at væsken er behandlet i den dynamiske flokkulatoren 10 og samtlige partikler og kolloider er flokkulert, ledes væsken via et rør 12 til en flotasjonsenhet 13 for videre behandling og rensing. I tilknytning til flotasjonsenheten 13 tilsettes væsken et polymer som leveres fra en tank 18 for råpolymer og som blandes ferdig blant annet med vann i en blandeenhet 19. Videre tilsettes dispergeringsvann proporsjonalt med innkommende vannstrøm rett under flota-sjonstanken, så nær innløpet i fIotasjonsenheten som mulig. Her frigjøres trykket i dispergeringsvannet som medfører frigjøring av en mengde mikroskopiske bobler som vil tendere å flyte opp til overflaten av flotasjonsenheten. På vei opp mot overflaten vil disse boblene knytte til seg de fnokkene som allerede er bygget opp og føres til overflaten som slam. Den fraksjon av avfallsprodukter, som er lettere enn den bærende væsken, skrapes ut ved fIotasjonsenhetens 13 øvre ende og ledes gjennom et slamutløp 13A til et slamreservoar 53. Den fraksjon av avfallsproduktene som er tyngre enn den bærende væsken fjernes gjennom et rør 17 ved fIotasjonsenhetens 13 nedre ende til et slamreservoar (ikke vist). Den rensede væsken ledes deretter til et en holdetank 14 som blant annet tjener til avledning og resirkulering av vann tilbake til prosessen gjennom en rørledning 42, så som dispergeringsvann. På figur 1 er også tanken for dispergeringsvann 43 vist. I dispergeringsvanntanken 43 trykksettes vannet ved hjelp av en trykkgasskilde 44, mens vann tilføres gjennom rørledningen 42 og spres i en dråpeform inn i den trykksatte tanken 43. For å ha styring på hvor mye dispergeringsvann som til enhver tid befinner seg i tanken 43, benyttes en vekt 45 koplet til tankens 43 ben. Nevnte vekt 45 styrer mengden av returvann som tilføres tanken 43. After the liquid has been treated in the dynamic flocculator 10 and all particles and colloids have been flocculated, the liquid is led via a pipe 12 to a flotation unit 13 for further treatment and purification. In connection with the flotation unit 13, a polymer is added to the liquid, which is delivered from a tank 18 for raw polymer and which is finished mixing, among other things, with water in a mixing unit 19. Furthermore, dispersing water is added in proportion to the incoming water flow directly below the flotation tank, as close to the inlet of the flotation unit as possible . Here, the pressure in the dispersing water is released, which results in the release of a quantity of microscopic bubbles that will tend to float to the surface of the flotation unit. On their way up to the surface, these bubbles will attach to themselves the clumps that have already built up and be brought to the surface as sludge. The fraction of waste products, which is lighter than the carrier liquid, is scraped out at the upper end of the flotation unit 13 and led through a sludge outlet 13A to a sludge reservoir 53. The fraction of waste products that is heavier than the carrier liquid is removed through a pipe 17 at the flotation unit 13 lower end to a sludge reservoir (not shown). The purified liquid is then led to a holding tank 14 which, among other things, serves to divert and recycle water back to the process through a pipeline 42, such as dispersion water. Figure 1 also shows the tank for dispersing water 43. In the dispersing water tank 43, the water is pressurized using a pressurized gas source 44, while water is supplied through the pipeline 42 and spread in a droplet form into the pressurized tank 43. In order to control how much dispersing water is in the tank 43 at any given time, a weight 45 connected to the tank's 43 leg. Said weight 45 controls the amount of return water supplied to the tank 43.

Prosessen ifølge oppfinnelsen styres av en PLS-enhet 46 der karakteristika for væsken som skal separeres er lagt inn som sammenligningsgrunnlag. Slike karakteristika kan være temperatur, væskemengdevariasjon samt partikkelinnhold eller suspendert stoff i væsken. Disse dataene benyttes som grunnlag for beregning av den dynamiske flokkulatoren 10 med hensyn til væskens nødvendige oppholdstid i flokkulatoren 10, volum og nødvendige G-verdier som igjen gir nødvendig areal og form som må etableres på flokkulatorens 10 padleomrørere samt det rotasjonsspenn som kreves. I PLS-enheten 46 er det lagt inn en på forhånd utarbeidet bør-verdikurve. The process according to the invention is controlled by a PLC unit 46 where characteristics of the liquid to be separated are entered as a basis for comparison. Such characteristics can be temperature, liquid quantity variation as well as particle content or suspended matter in the liquid. This data is used as a basis for calculating the dynamic flocculator 10 with regard to the required residence time of the liquid in the flocculator 10, volume and required G-values which in turn provide the necessary area and shape that must be established on the paddle stirrers of the flocculator 10 as well as the rotational span required. In the PLC unit 46, a previously prepared desired value curve has been entered.

Input til PLS-enheten 4 6 er innkommende vannmengde. PLS-enheten 4 6 sammenligner den målte innkomne væskemengde opp mot nevnte bør-verdikurve og på dette grunnlaget styres rotasjonshastigheten på padleomrørerne i flokkulatoren 10, volumet av kjemikalier som må tilføres fra kjemikaliereservoaret 15 og mengden på polymer som skal tilføres den flokkulerte væskemengde ved inngangen til fIotasjonsenheten 13. PLS-enheten 4 6 styrer også mengden på dispergeringsvann som tilføres væskestrømmen før fIotasjonsenheten 13, samt rotasjonshastigheten på flotasjonsenhetens 13 overflate-skimmer. Input to the PLC unit 4 6 is the incoming water quantity. The PLC unit 4 6 compares the measured amount of incoming liquid against said desired value curve and on this basis the rotation speed of the paddle stirrers in the flocculator 10, the volume of chemicals that must be supplied from the chemical reservoir 15 and the amount of polymer that must be supplied to the flocculated liquid quantity at the entrance to The flotation unit 13. The PLC unit 4 6 also controls the amount of dispersing water that is supplied to the liquid stream before the flotation unit 13, as well as the rotation speed of the flotation unit 13's surface skimmer.

Det er bare de deler av prosessen som er relevante i tilknytning til den dynamiske flokkulatoren 10 og flotasjonsenheten 13 som er vist på fig. 1. Det er åpenbart for en fagmann at en slik prosess også innholder ventiler og rør med videre, som tildels er inntegnet på fig. 1. It is only the parts of the process that are relevant in connection with the dynamic flocculator 10 and the flotation unit 13 that are shown in fig. 1. It is obvious to a person skilled in the art that such a process also contains valves and pipes etc., which are partly drawn in fig. 1.

Figur 2 viser et vertikalsnitt gjennom en dynamisk flokkulator 10 ifølge oppfinnelsen, mens fig. 3 viser et horisontalsnitt gjennom den dynamiske flokkulatoren 10 vist på fig. 2. Denne er utformet som en vertikal sylinder 20 med en sentralt plassert paddler 21 i form av en vertikal aksel 22 og et flertall horisontale padleblad 23A-G. Med sikte på effektiv og hurtig innblanding har padleren 21 her fått en spesiell og fordelaktig form, nemlig slik at et antall par padleblad 23A, 23B...23G er minst tre og typisk opptil seks eller syv par padleblad. Mer spesielt fremgår det av fig. 2 at lengden av padlebladene avtar trinnvis fra det øverste blad 23A til det nederste padleblad 23G som sitter på akselen 22. Det fremgår også, særlig av fig. 3, at alle padlebladene ligger i ett og samme plan. Figure 2 shows a vertical section through a dynamic flocculator 10 according to the invention, while fig. 3 shows a horizontal section through the dynamic flocculator 10 shown in fig. 2. This is designed as a vertical cylinder 20 with a centrally located paddler 21 in the form of a vertical shaft 22 and a plurality of horizontal paddle blades 23A-G. With a view to efficient and quick mixing, the paddler 21 has here been given a special and advantageous shape, namely such that the number of pairs of paddle blades 23A, 23B...23G is at least three and typically up to six or seven pairs of paddle blades. More specifically, it appears from fig. 2 that the length of the paddle blades gradually decreases from the uppermost blade 23A to the lowermost paddle blade 23G which sits on the shaft 22. It also appears, particularly from fig. 3, that all the paddle blades lie in one and the same plane.

Padleren 21 drives av en elektromotor 24 plassert på toppen av den dynamiske flokkulatoren. Væsken tilføres den dynamiske flokkulatoren 10 gjennom et rør 26 (jfr. 16 fig. 1) via en jetinjektor 41 ved flokkulatorens 10 øvre del og forlater den dynamiske flokkulatoren gjennom et rør 25 (jfr. 12 fig. 1) anordnet ved flokkulatorens 10 nedre ende. Disse to rør (innløp/utløp 25 og 26) er med fordel tilnærmet tangensialt orientert i forhold til den dynamiske flokkulatoren. Flokkulatoren 10 er videre utstyrt med et flertall vertikale bafflere 47, anordnet på innvendig i flokkulatoren 10. The paddler 21 is driven by an electric motor 24 placed on top of the dynamic flocculator. The liquid is supplied to the dynamic flocculator 10 through a pipe 26 (cf. 16 fig. 1) via a jet injector 41 at the flocculator 10's upper part and leaves the dynamic flocculator through a pipe 25 (cf. 12 fig. 1) arranged at the flocculator 10's lower end . These two pipes (inlet/outlet 25 and 26) are advantageously oriented almost tangentially in relation to the dynamic flocculator. The flocculator 10 is further equipped with a plurality of vertical baffles 47, arranged on the inside of the flocculator 10.

Dimensjonering av den dynamiske flokkulatoren gjøres ved at oppholdstiden settes til fra 20 til 200 sekunder. Ved Qdim settes øvre grense til 200 sekunder. Siden det her er partikkelseparasjon basert på flotasjon er ytterligere en sikkerhet lagt inn. Dimensioning of the dynamic flocculator is done by setting the residence time to from 20 to 200 seconds. With Qdim, the upper limit is set to 200 seconds. Since the particle separation here is based on flotation, a further security has been added.

Den G-verdien som påføres vannet vil være en funksjon av omdreiningshastigheten og kan beregnes. For å få en korrekt energiinput kan vridningsmomentet måles i fullskala. G-verdi input kan endres ved at omdreiningshastigheten på omrøreren kan styres trinnløst ved frekvensomformere og i tillegg kan både stator- og padler/rotorutforming endres The G value applied to the water will be a function of the rotational speed and can be calculated. To get a correct energy input, the torque can be measured at full scale. The G-value input can be changed by the fact that the speed of rotation of the stirrer can be controlled steplessly by frequency converters and in addition both the stator and paddles/rotor design can be changed

omrøringsanordningen. the stirring device.

Figur 4 viser i prinsipp og i vertikalsnitt oppbyggingen av en utførelsesform av en flotasjonsenhet 13 ifølge oppfinnelsen med innvendig dekantering. Figure 4 shows in principle and in vertical section the structure of an embodiment of a flotation unit 13 according to the invention with internal decantation.

På innløpsledningen 12 til fIotasjonsenheten 13 doseres inn fellingskjemikalie (hjelpekoagulant) fra en tank 18, med egen frekvensstyrt doseringspumpe 19. Hjelpekoagulanten kan med fordel være en egnet polymer og det er viktig at polymer-doseringen skjer jevnt og hurtig for at virkningen skal være tilfredsstillende. I den forbindelse er det en fordelaktig løsning at tilførselsrøret 40 for polymer munner ut i inn-løpsrøret 12 ved et bend i dette like før det rager inn vertikalt oppad gjennom bunnen i fIotasjonsbeholderen 13. Dermed blir det oppnådd en form for stråleinjeksjon ("jet injection") på dette punktet. Dispergeringsvann skal tilsettes så nær innløpet i fIotasjonsenheten 13 som mulig. Doseringsmengde for polymer styres etter vannmengden inn til flotasjon. Vannmengden registreres i egen elektromagnetisk vannmengdemåler montert på ledningen inn på flotasjons-anlegget. On the inlet line 12 to the flotation unit 13, precipitation chemical (auxiliary coagulant) is dosed from a tank 18, with its own frequency-controlled dosing pump 19. The auxiliary coagulant can advantageously be a suitable polymer and it is important that the polymer dosing is done evenly and quickly for the effect to be satisfactory. In this connection, it is an advantageous solution that the supply pipe 40 for polymer opens into the inlet pipe 12 at a bend in it just before it protrudes vertically upwards through the bottom into the flotation container 13. Thus a form of jet injection is achieved ") at this point. Dispersing water must be added as close to the inlet of the flotation unit 13 as possible. Dosing amount for polymer is controlled according to the amount of water used for flotation. The amount of water is registered in a separate electromagnetic water quantity meter mounted on the line into the flotation plant.

Etter punkt for dosering, tilføres dispergeringsvann til innløpsvannet. Dette styres automatisk med egen regulerings-ventil og vannmåler på trykkledningen fra dispersjonsanlegget (ikke vist). After the dosing point, dispersing water is added to the inlet water. This is controlled automatically with a separate control valve and water meter on the pressure line from the dispersion system (not shown).

Dispersjonsanlegget 43-45 trykksetter og luftmetter en andel av utløpsvannet fra flotasjonen, og tilbakefører dette til innløpet. I dispersjonen mettes vannet med ca 100 1 luft pr. m<3> dispersjon i et trykkområde mellom 4-6 bar. Dette gjøres ved forstøving av væske over trykksatt luft i egen tank på dispersjonsanlegget 43-45. Når dispersjonen gjennom et rør 40 tilsettes innløpsledningen 12, frigjøres trykket, og mikroskopiske luftbobler frigjøres. Disse blandes med flokkulert slam, med det resultat at partikkelaggregater med ekstrem oppdrift ledes inn i fIotasjonsenheten 13. The dispersion plant 43-45 pressurizes and aerates a proportion of the outlet water from the flotation, and returns this to the inlet. In the dispersion, the water is saturated with approx. 100 1 air per m<3> dispersion in a pressure range between 4-6 bar. This is done by atomizing liquid over pressurized air in a separate tank at the dispersion plant 43-45. When the dispersion through a tube 40 is added to the inlet line 12, the pressure is released, and microscopic air bubbles are released. These are mixed with flocculated sludge, with the result that particle aggregates with extreme buoyancy are led into the flotation unit 13.

Prosessvannets gang gjennom fIotasjonsenheten 13 kan inndeles i 5 soner, slik som skjematisk illustrert på fig. 4. The passage of the process water through the flotation unit 13 can be divided into 5 zones, as schematically illustrated in fig. 4.

Sone 1 Innløpssone . Avløpsvannet ledes med selvfall inn i bunnen på enheten 13 hvor polymer og dispersjonsvann 40 tilsettes like før innløpet. Vannmengden registreres kontinuerlig av elektromagnetisk vannmåler før flokkulatoren 10. Zone 1 Inlet zone. The waste water is led automatically into the bottom of the unit 13 where polymer and dispersion water 40 are added just before the inlet. The amount of water is continuously recorded by an electromagnetic water meter before the flocculator 10.

Sone 2 Fordelingssone. Avløpsvann, polymer og dispersjonsvann blandes godt sammen og fordeles hydraulisk jevnt sirkulært i fIotasjonsenheten 13 umiddelbart etter innløpet 12. Fordelingsplaten 48 sørger for at ferdig flokkulert væske fordeler seg sentrisk jevnt over hele flotasjonsarealet og at ikke overskuddsslam legger seg som sedimenter i innløpet 12. Zone 2 Distribution zone. Waste water, polymer and dispersion water are mixed well together and distributed hydraulically evenly in a circular manner in the flotation unit 13 immediately after the inlet 12. The distribution plate 48 ensures that the finished flocculated liquid is evenly distributed centrally over the entire flotation area and that excess sludge does not settle as sediments in the inlet 12.

Sone 3 Akselerasjonssone . Avløpsvannet ledes oppover hvor overflaten reduseres mellom fIotasjonsenhetens 13 ytre vegg og indre koniske veggparti på beholderen 30. Hastigheten på vann og partikler økes betydelig. Zone 3 Acceleration zone. The waste water is led upwards where the surface is reduced between the outer wall of the flotation unit 13 and the inner conical wall part of the container 30. The speed of water and particles is increased significantly.

Sone 4 Separasjonssone . Vannstrømmen kommer inn i separa-sjonssonen hvor overflatearealet er maksimert, og hastigheten reduseres raskt. Partikler etc. er gitt en hastighet vertikalt mot overflaten og vil separeres fra væskefasen. Flotert slam skrapes av overflaten og ned i en slamlomme 53. Det rensede vannet strømmer rolig 180° ned i indre beholder 30. Zone 4 Separation zone. The water flow enters the separation zone where the surface area is maximized, and the velocity is rapidly reduced. Particles etc. are given a velocity vertical to the surface and will separate from the liquid phase. Floated sludge is scraped off the surface and into a sludge pocket 53. The purified water flows calmly 180° down into the inner container 30.

Sone 5 Utløpssonen . Vannet ledes fra indre beholder opp i senterrøret 36 og deretter snus det 180° ned i trakten/utløpsrøret 37 (med nivåregulering) og ut Zone 5 The outlet zone. The water is led from the inner container up into the center pipe 36 and then turned 180° down into the funnel/outlet pipe 37 (with level control) and out

38 gjennom mantelvegg på enheten 13. I senter av 38 through the casing wall of unit 13. In the center of

denne kan det rensede vannet visuelt kontrolleres. Fra utløpsrøret 38 tas vann til dispersjonsanlegget og til spedevannspumpen 19 for polymer. Renset vann ledes videre med selvfall til resipient. this the purified water can be visually checked. From the outlet pipe 38, water is taken to the dispersion system and to the fresh water pump 19 for polymer. Purified water is led onward with self-fall to the recipient.

På bakgrunn av den kjente teknikk vil fagfolk innse at renseprosessen gjennom fem soner som omtalt ovenfor innebærer flere nye og særegne trekk, som også er knyttet til de forskjellige nivåer av rør- og veggkanter der vannstrømmen vendes mer eller mindre 180° slik som eksempelvis illustrert med pilene på fig. 4. On the basis of the known technique, professionals will realize that the cleaning process through five zones as discussed above involves several new and distinctive features, which are also linked to the different levels of pipe and wall edges where the water flow is turned more or less 180° as illustrated for example with the arrows in fig. 4.

Claims

1. Procedure for cleaning liquids, such as drinking water, waste water, sewage, process water from industry and the like, where particles that are both heavier and lighter than the carrier liquid are separated from the liquid and directed to suitable reservoirs, the liquid to be cleaned in leading edge additives and/or liquids are added, preferably through a jet injector (41) which creates turbulence in the liquid flow to improve the separation effect, arranged upstream of a flocculator (10), after which the liquid is preferably led into a flocculator (10) where in the least significant part of the particles that are heavier than the carrier liquid are removed from the liquid and led away to a suitable collection landfill, while the particles that are lighter are allowed to flocculate, after which the partially purified liquid containing flocs is led on to a flotation unit (13) where at least significant parts of the particles that are lighter than the carrier liquid are separated and directed to a suitable collection landfill, which n flotation unit (13) is equipped with an internally arranged, upwardly open funnel-shaped container (30) which turns the vertical flow direction of the liquid stream 180 degrees in a downward direction, characterized in that the direction of the liquid flow inside the funnel-shaped container (30) is then led up into the tubular unit (36), to then be turned 180 degrees downwards again through an upwardly open funnel-like unit (37) arranged inside the tubular unit (36) and out of the flotation unit.

2. Method according to claim 1, where the liquid is led vertically into the lower part of the flotation unit where the upwardly directed liquid flow hits an upper boundary which turns the liquid flow 90 degrees, so that the liquid is distributed over the entire cross-section in a distribution zone, whereby particles run together and form larger clumps and where any heavier particles settle, then flow upwards to an acceleration zone (zone 3) where the speed of the liquid is increased, after which the liquid is directed 180° downwards again to a separation zone (Zone 4) in the funnel-shaped container (30) where the surface area of the flotation unit is maximized and the liquid velocity is reduced, so that floated sludge floats to the surface and is removed by scraping (35).