NO341985B1 - Fremgangsmåte for fremstilling av et filtermateriale - Google Patents
Fremgangsmåte for fremstilling av et filtermateriale Download PDFInfo
- Publication number
- NO341985B1 NO341985B1 NO20080296A NO20080296A NO341985B1 NO 341985 B1 NO341985 B1 NO 341985B1 NO 20080296 A NO20080296 A NO 20080296A NO 20080296 A NO20080296 A NO 20080296A NO 341985 B1 NO341985 B1 NO 341985B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- filter material
- lightweight aggregate
- water
- filter
- grinding
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 112
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 53
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 42
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 24
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 46
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 abstract description 34
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 abstract description 34
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 33
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 abstract description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 18
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 17
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 16
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 12
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 11
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 10
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 4
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 4
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 4
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000003657 drainage water Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 2
- -1 phosphorus compound Chemical class 0.000 description 2
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007836 KH2PO4 Substances 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000247 postprecipitation Methods 0.000 description 1
- GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M potassium dihydrogen phosphate Chemical compound [K+].OP(O)([O-])=O GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/02—Loose filtering material, e.g. loose fibres
- B01D39/06—Inorganic material, e.g. asbestos fibres, glass beads or fibres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/105—Phosphorus compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/06—Contaminated groundwater or leachate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Geology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Formålet med den foreliggende oppfinnelsen er fremstilling av et filtermateriale av hvor lettvektsaggregat, kalsiumhydroksid og vann anvendes, der fremstilling av filtermaterialet har blitt blandet ved oppmaling. Videre vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for å fremstille filtermaterialet, til en patron og anvendelse av filtermaterialet for å fjerne fosfor.
Description
Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av et filtermateriale som angitt i krav 1.
Tidligere teknikk
Ved overføring av fosfor fra f.eks.landbruksområder, til vannmasser, så som innsjøer, og til havet, oppstår betydelige miljømessige problemer. Et overskudd av fosforinnhold i vannmassene forårsaker f.eks.overgjødsling av vannmassene.
Å danne såkalte beskyttende soner for landområder er tidligere kjent, med målsetning om å forhindre overføring av fosfor fraktet av overflatevannet, for eksempel til innsjøer og til havet. Den beskyttende sonen er for eksempel et område lokalisert på en åker, avgrensning av en innsjø, elv eller bekk, og dekket med høylignende vegetasjon. Målet med det beskyttende sone er å redusere den skadelige overføringen av jordsmonn, næringsstoffer og andre skadelige stoffer fra f.eks. åkeren til vannmassene og grunnvannet.
I tillegg er anvendelsen av jordfiltre for prosessering av avløp tidligere kjent.
Driften av et jordfilter er basert på det faktum at vann som skal renses passerer gjennom flere lag av forskjellige materialer, urenhetene til stede i vannet bindes til materiallagene mens vannet renses. Når det anvendes et jordfilter, blir det et problem med en slik spesielt komplisert og dyr konstruksjonen derav, som krever et stort areale og spesielt ved at det er en dårlig binding av fosfor til filterlag.
Fra patent FI 113246, er det kjent med et filtergranulat fremstilt av brent kalk og/eller dolomitt og jernholdig gips, som anvendes til å fjerne fosforforbindelser fra avfallsvann ved å filtrere avfallsvannet. Et problem når det anvendes filtergranulater er at, ved kontakt med vann, blir filtergranulatet bløtgjort og således endret i form, og filtermassen faller sammen i kollaps. Vannpermabiliteten for en kollapset filtermasse blir betydelig redusert, hvori den ikke fjerner fosforet som er til stede i det vannet som skal renses. Liknende filtreringsmetoder og anordninger er også kjent fra JP 2004121908 A, JP 2001047037 A og EP 0699475 A1.
Videre, er det tidligere kjent at ved tilstedeværelse av kalsium i lettvektsaggregat, kan man få et filtermedium som trolig holder igjen, dvs. fjerner fosfor fra vann.
Videre, er det kjent med et filtermedium (Filtralite) som har blitt anvendt, f. eks. som et bindemiddel i en biofilm i biologiske prosesser, og som et mekanisk filtermedium for fjerning av partikler. Videre har filtermediet blitt anvendt i nitrifiseringsprosesser, i forbehandling og gjenbehandling for fjerning av nitrater, så vel som for fjerning av punktformet organisk materiale. Nevnte filtermedium har også blitt anvendt i forbindelse med et jordfilter med kalk blandet inn i filtermediet. Imidlertid, spesielt når fosfor skal fjernes, har problemet med det tidligere kjente mediet vært at kalsiumet ikke kunne bindes tilstrekkelig godt til lettvektsaggregatet, men ble vasket bort med vannet som skulle filtreres. I tillegg er filtermediets evne til å holde igjen fosforet dårlig, og oppholdstiden for vann som skal renses er lang i forbindelse med filtermediet.
Den foreliggende oppfinnelsen har som mål om å eliminere de ovenfornevnte ulempene.
Spesielt er det et formål med oppfinnelsen å fremstille et nytt, enkelt og svært effektivt filtermateriale. Spesielt er det et formål med oppfinnelsen å fremstille et filtermateriale for fjerning fosfor som er i vann. Videre er det formål med oppfinnelsen å fremstille fremgangsmåter for fremstilling av filtermateriale, en filterpatron og en anvendelse av filtermateriale for rensing av vann, så som avfallsvann og sigevann, hvor fremgangsmåten inkluderer de trinn som er angitt i krav 1.
Oppsummering av oppfinnelsen
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er karakterisert ved det som er nedfelt i kravene.
Oppfinnelsen er basert på forskningsarbeid, hvor det overraskende ble funnet at et svært effektivt filtermateriale kan oppnås for fjerning av fosfor til stede i vann, så som sigevann, f.eks. dreneringsvann, eller i et hvilket som helst vann som skal renses ved å anvende lettvektsaggregat, kalsiumhydroksid og vann for fremstilling av filtermaterialet. Ved fremstilling av filtermaterialet blandes disse komponentene ved oppmaling. Det var overraskende, at aktiviteten for komponentene anvendt i fremstilling av filtermaterialet, kunne økes ved å male opp, og således oppnå kalsium, som er kjent for å ha evnen til å binde fosfor, for å bli effektivt bundet til lettvektsaggregatet. Videre, ved å male opp en betonglignende struktur ble det overraskende funnet at filtermaterialet ble gjort svært motstandsdyktig mot slitasje. Andre komponenter egnet for fremstillingen av filtermaterialet kan også anvendes i fremstilling av filtermaterialet.
Fosfor betyr en oppløselig fosfor, en fosforforbindelse og/eller enhver annen komponent som inneholder fosfor, som er fri og/eller bundet. Spesielt betyr fosfor oppløselig fosfor.
Lettvektsaggregat betyr for eksempel en Leca grus (lett ekspanderte leireaggregater). LWA grus (lettvektsaggregater) og/eller enhver annen struktur som er tilsvarende lettvektsaggregat.
Lettvektsaggregat kan for eksempel være lettvektsaggregat laget av en finsk leirekvalitet som er ekstremt lettvekts og langsomt fuktende.
Lettvektsaggregatet anvendt for fremstilling av filtermaterialet kan være støv av lettvektsaggregat, knust lettvektsaggregat, granulert lettvektsaggregat og/eller enhver annen lettvektsaggregat-partikkel avhengig av anvendelsesområdet for filtermaterialet. I samsvar med strukturen til lettvekstaggregatet som brukes, kan det dannete filtermaterialet være til stede f.eks. i form av betonglignende blanding, i form av filtergranulat og/eller i enhver annen form egnet for rensing av vann.
For fremstilling av filtermaterialet ifølge oppfinnelsen kan 8 til 60 vekt % av lettvektsaggregat, 25 til 90 vekt % av kalsiumhydroksid, og 1 til 40 vekt% av vann, fortrinnsvis 10 til 50 vekt % av lettvektsaggregat, 40 til 75 vekt % av kalsiumhydroksid og 5 til 15 % vekt vann anvendes.
Granulatstørrelsen, volumvekt, fosforgjenholdelsesevne og/eller motsand mot slitasje for filtermaterialene kan, i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen justeres avhengig av anvendelsesområdet.
Granulatstørrelsen for filtermaterialet kan typisk være 0, 001 til 80 millimeter, fortrinnsvis 0,05 til 50 millimeter, og mer foretrukket 2 til 20 millimeter, avhengig av anvendelsen for filtermaterialet.
Volumvekten av filtermaterialet kan justeres, f.eks. ved å endre relasjonen mellom granulatstørrelsen til lettvektsaggregatet som skal anvendes og mengden av filteroverflaten dannet derpå. Filtermaterialet kan f. eks. være flytende, suspendert, eller kan være tyngre enn vann. Volumvekten til filtermaterialet kan f.eks. være 200 til 1300 kg/m<3>fortrinnsvis 400 til 1000 kg/ m<3>.
Fosforgjenholdelsesevnen, det vil se filtereffektiviteten for filtermaterialet, kan justeres, f.eks. ved å endre det spesifikke arealet for filteroverflaten av lettvektsaggregat-strukturen og endre mengden av det frie kalsiumet i filtermaterialet. Når mengden av fritt kalsium i filtermaterialet økes, må det nevnes at filtermaterialets likhet med betong dermed reduseres. Likheten med betong for filtermaterialet gjør at det blir svært slitasjesterkt overfor strømmende vann. Med andre ord, fosforgjenholdelsesevnen for filtermaterialet og styrken til filtermaterialet påvirkes av mengden fritt kalsium i filtermaterialet.
Fosforgjenholdelsesevnen og fosforgjenholdelseskapasiteten for filtermaterialet kan videre forbedres ved å forlenge oppholdstiden for vann som skal renses i filtermaterialet, og således ved å øke mengden av filtermaterialet i filterenheten.
Filtermaterialet kan fremstilles ved en fremgangsmåte som omfatter trinnene av å: a) fukte knust lettvektsaggregat og/eller et lettvektsaggregat-granulatblanding med vann,
b) male opp det fuktede knuste lettvektsaggregatet og/eller lettvektsaggregatgranulatblandingen, i 5 til 30 minutter meld en blandingshastighet på 20-100 rpm og
c) tilsette kalsiumhydroksid til det oppmalte knuste lettvektsaggregatet og/eller lettvektsaggregat-granulatblandningen, mens det samtidig gjøres kontinuerlig blanding i 10 til 140 minutter.
En lettvektsaggregat-granulatblanding betyr en blanding av hele lettvektsaggregatgranulater som har forskjellige størrelse eller samme størrelse.
Det knuste lettvektsaggregatet og/eller lettvektsaggregat-granulatblandingen kan fuktes, for eksempel ved å senke det knuste lettvektsaggregatet og/eller lettvektsaggregat-granulatblandingen i vann, eller ved å tilsette vann til lettvektsaggregater for å fylle porene til et lettvektsaggregat med vann. Etter fukting av de knuste lettvektsaggregatene og/eller lettvektsaggregatgranulatblandingen, kan overskuddsvann fjernes, om ønskelig f.eks. ved å la de strømme ut, og/eller ved tørking. Det knuste lettvektsaggregatet og/eller lettvektsaggregat-granulatblandingen kan siktes for å fjerne overskuddsvannet.
Etter å ha blitt fuktet, kan det knuste lettvektsaggregatet og/eller lettvektsaggregat-granulatblandingen males opp for å aktivere lettvaktsaggregatpartiklene. Oppmaling betyr at lettvektsaggregatet, og muligens andre komponenter, blir svært godt blandet, f.eks. slipet opp, malt ved friksjon, oppmalt ved slitasje og/eller en annen måte for å få til en intens blanding over en tilstrekkelig lang tid. Som nevnt ovenfor er oppfinnelsen basert på den observasjon at, ved å blande lettvektsaggregatet ved oppmaling for en tilstrekkelig lang tidsperiode, blir dets partikler aktivert, f.eks. lastet inn på en måte som gjør at de på en bemerkelsesverdig lett måte reagerer med kalsiumhydroksidet som er tilsatt lettvektsaggregatet, bindingen dannes mellom kalsiumet og lettvektsaggregatpartiklene. Videre, som et resultat av oppmaling, løsner de støvlignende svært reaktive partiklene fra lettvektsaggregatpartiklene, som bidrar ytterligere til reaksjonen mellom kalsiumhydroksidet og lettvektsaggregatet. Knust lettvektsaggregat og/eller lettvektsaggreagat-granulatblandingen kan males opp i en hvilken som helst kjent blander som sådan, hvor oppmalingen kan utføres tilstrekkelig intenst. Fuktet knust lettvektsaggregat og/eller lettvektsaggregatgranulatblandingen kan males opp i 0 til 40 minutter, fortrinnsvis 5 til 30 minutter, og mest foretrukket omtrent 10 minutter. Oppmaling kan for eksempel effektueres med en blandingshastighet på omtrent 20 til 250 rpm, fortrinnsvis omtrent 45 til 100 rpm, mest foretrukket til omtrent 50 rpm.
Kalsiumhydroksid (Ca(OH2) tilsettes det oppmalte knuste lettvektsaggregatet og/eller lettvektsaggregat-granulatblandingen. Ved å tilsette kalsiumhydroksid til lettvektsaggregat fuktet med vann, skjer en såkalt alkalisk reaksjon, kalsiumhydroksidet degraderes til kalsiumioner og hydroksidioner, som igjen fører til en økning av pH i blandingen. Ved en høy pH (for eksempel mer enn 10, fortrinnsvis mer enn 12), degraderes den faste nettformete strukturen til lettvektsaggregatpartiklene, hvori kalsium og lettvektsaggregat reagerer og danner bindinger. Under fremstillingen av filtermaterialet må pH i blandingen observeres, siden en høy pH bidrar i reaktiviteten for lettvektsaggregatoverflaten.
Det er viktig å fortsette med oppmaling i trinn c) tilstrekkelig lenge og/eller med tilstrekkelig intensitet for at partiklene i blandingen skal ha tilstrekkelig tid til å bli aktivert som et resultat av oppmaling og for å reagere med hverandre mens det dannes bindinger. Ved dette trinnet kan oppmaling fortsettes i omtrent 0,1 minutt til 12 timer, fortrinnsvis i 10 til 40 minutter, og mer foretrukket i 25 til 30 minutter. Som en konsekvens av oppmalingen blir fargen til filtermaterialet endret fra hvitt til grått. Jo lengre oppmalingen fortsettes, jo hardere vil filtermaterialet bli.
Fosforgjenholdelsesevnen for filtermaterialet effektueres ved hardheten derav. Med andre ord, når den tiden defineres som er nødvendig for oppmaling, må anvendelse av filtermaterialet vurderes. Tiden som anvendes for oppmaling avhenger videre av oppmalingsintensiteten og mengden av filtermaterialet som skal fremstilles.
Videre kan fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen inneholde trinn d1) for å tørke en blanding av knust lettvektsaggregat og/eller lettvektsaggregat-granulatblanding og kalsiumhydroksid. Tørking kan gjennomføres etter og/eller i løpet av trinn c).
Blandingen kan tørkes, f.eks. å varme opp blandingen i en ovn, ved hjelp av en elektrisk varmer og/eller en flamme. Blandingen kan varmes ved 70 til 1400 °C, for eksempel 70 til 240 °C og/eller 600 til 1400 °C, mens det samtidig gjøres kontinuerlig eller periodisk omrøring i blandingen, hvis ønskelig. Videre kan tørking effektueres ved å tilsette, etter trinn c), kalsiumoksid (CaO) til blandingen samtidig med at blandingen omrøres. Etter å ha tilsatt kalsiumoksid, kan blandingen videre blandes opp, hvis ønskelig, til 70 til 1400 °C, f.eks. til 70 til 240 °C, og/eller til 600 til 1400 °C. Ved å varme opp filtermaterialet styrkes materialstrukturen ettersom antallet bindinger mellom kalsiumet og lettvektsaggregater økes. Filtermaterialet ifølge oppfinnelsen kan også fremstilles ifølge fremgangsmåten presentert nedenfor, ved å anvende lettvektsaggregatstøv. En fremgangsmåte for å fremstille filtermateriale i samsvar med oppfinnelsen kan omfatte trinnet å:
a) male opp lettvektsaggregatstøv,
b) tilsette vann til det oppmalte lettvektsaggregatstøvet mens det samtidig fortsettes med oppmaling,
c) tilsette kalsiumhydroksid til blandingen av lettvektsaggregatstøv og vann, mens det samtidig fortsettes med oppmaling.
Ved å fortsette oppmaling i trinn c), på en måte definert ovenfor, oppnås en betongliknende filtermaterialblanding som tillater å bli håndtert f.eks. på samme måte som et betongliknende materiale. Med andre ord, fremgangsmåten kan videre inkludere et trinn d2) for at filtermaterialblandingen dannet i trinn c) skal støpes i en støpeform som har en forutbestemt form. Hvis ønskelig kan blandingen som er støpt inn i støpeformen videre tørkes ved romtemperatur, og/eller 70 til 1400 °C, f.eks. 70 til 240 °C, og/eller 600 til 1400 °C. Blandingen dannet i trinn c) kan også tørkes ved å tilsette kalsiumoksid til blandingen. I tillegg kan filtermaterialblandingen dannet i trinn c) granuleres som sådan. Med andre ord, i fremgangsmåten kan filtermaterialblandingen fra trinn c) og/eller d2) tørkes, hvis ønskelig.
Filtermaterialet fremstilt ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, kan benyttes i en filterpatron som inneholder nevnte filtermateriale. Filterpatronen kan for eksempel være et rør, en bag, en kurv og/eller en annen slik struktur som kan fylles med filtermaterialet. Filterpatronen som sådan kan integreres, f.eks. som en del av et rensesystem. Filterpatronen kan f.eks. plasseres i en brønn, et basseng, en grop, et rør og/eller en hvilken som helst annen slik plass, hvor vann som skal filtreres for å fjerne fosforet er inneholdt deri.
Filtermaterialet fremstilt ifølge oppfinnelsen kan for eksempel anvendes for filtrering av avfallsvann fra spredt bosetting, sigevann, så som dreneringsvann og/eller hvilken som helst vann som skal renses, for å fjerne fosforet som er inneholdt i vannet.
En fordel med filtermaterialet fremstilt ifølge oppfinnelsen sammenlignet med tidligere teknikks filtermateriale er dens enkle, lette å bruke, og mer effektive struktur sammenlignet med tidligere teknikk. I tillegg er oppholdstiden for vannet som skal renses bemerkelsesverdig kortere i forbindelse med filtermaterialet fremstilt ifølge oppfinnelsen, (f. eks. bare fra sekunder til minutter) enn i forbindelse med flere filtermateriale av tidligere teknikk (fra timer til dager).
Når et filtermateriale fremstilt ifølge oppfinnelsen brukes, er det ikke noe behov for separate doseringer av noen reaktanter eller regulere doseringsmengden, slik som for eksempel i forbindelse med etterutfelling.
Videre har filtermaterialet fremstilt ifølge oppfinnelsen fordelen av å være brukbar i flere filterpatroner som har forskjellige former. Etter en forutbestemt levetid, kan filterpatronene erstattes med nye på en enkel og lett måte. Et videre fortrinn er at i etterkant av filteroperasjonen, kan filtermaterialet anvendes f.eks. for landskapsbygging, hvor det kan spres på åkrene eller resirkuleres tilbake til fremstilling av lettvektsaggregat.
En ytterligere fordel ved filtermaterialet fremstilt ifølge oppfinnelsen er at strukturen derav er svært motstandsdyktig mot den slitende effekten av strømmende vann og komprimering, i motsetning til flere filtermaterialer av tidligere teknikk. Videre er det en fordel at strukturen og karakteristikken av filtermaterialet, så som volumvekt og fosforgjenholdelseskapasitet kan justeres, f.eks. avhengig av anvendelsesområdet, hvis nødvendig.
En ytterligere fordel er at filtermaterialet kan fremstilles i stor og liten skala.
Liste over tegninger
Idet følgende er utførelsesformen av oppfinnelsen beskrevet i mer detalj, med henvisning til de vedlagte tegningene, hvor
Fig. 1 viser en sammenligning mellom endringen i pH av et filtermateriale fremstilt ved å male opp i samsvar med oppfinnelsen, og endringen i pH av et filtermateriale fremstilt uten oppmaling, og
Fig. 2 viser resultatet av røntgendispersjons-spektroskopi av et filtermateriale fremstilt i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen (som en kilde for lettvektsaggregat har knuste lettvektsaggregat blitt brukt).
Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen
Eksempel 1
For fremstillingen av filtermaterialet i samsvar med oppfinnelsen, ble 0,71 kg knust lettvektsaggregat (granulatstørrelse 2 til 4,0 mm), 0,76kg kalsiumhydroksid (Ca(OH)2samt 0,25 kg vann anvendt. For tørking ble 0,46kg kalsiumoksid (CaO) anvendt.
Filtermaterialet ble fremstilt ved å fukte den målte mengden av knust lettvektsaggregat med vann i omtrent 30 minutter, slik at porene i overflaten til det knuste lettvektsaggregatet ble fylt med vann. Etter dette ble overskuddsvannet tillatt å renne bort. Det fuktede knuste lettvektsaggregatet ble satt i en blander (f.eks. Hg 2000), og oppmaling av det knuste lettvektsaggregatet ble startet ved en blandingshastighet på 50 rpm. Oppmaling fortsatte i omtrent 10 minutter, hvor små knuste lettvektsaggregat-partikler ble dannet på grunn av friksjon forårsaket ved oppmaling i blandingen, og det knuste lettvektsaggregatet ble aktivert.
Etter dette, ble kalsiumhydroksidet tilsatt det våte knuste lettvektsaggregatet, mens oppmaling av blandingen fortsatte i omtrent 25 til 30 minutter, hvorpå bindinger ble dannet mellom kalsiumet og lettvektsaggregatpartiklene. Deretter ble kalsiumoksid tilsatt satsvis til blandingen og omrøring ved oppmaling ble fortsatt i enda 20 minutter.
I fig. 2, ble røntgen-dispersjonsspektroskopispektret for filtermaterialet fremstilt på den måten som er presentert ovenfor. Fra fig. 2 kan det ses at et filtermateriale fremstilt ved fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelsen inneholder et stort antall av kalsiumbindinger som bidrar til abrasjonsmotstanden i filtermaterialet. Når et tilsvarende filtermateriale ble fremstilt uten oppmaling var antallet kalasiumbindinger bemerkelsesverdig lavere i det analyserte filtermaterialet.
Eksempel 2
For å fremstille filtermaterialet i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen ble 0,98kg lettvektsaggregatstøv (granulatstørrelse 0 til 0,05 mm), 3,36 kg kalsiumhydroksid (Ca(OH)2) samt 0,39 kg vann anvendt.
Filtermaterialet ble fremstilt til å tilsette den målte mengden av lettvektsaggregatstøvet i en blander (for eksempel Hobart 2000), og oppmaling av lettvektsaggregatstøv ble startet ved en blandingshastighet på 50 rpm. Blandingen fortsatte i omtrent 10 minutter, hvor lettvektsaggregatstøvpartikler ble aktivert ved friksjonen på grunn av oppmaling.
Etter dette ble en målt mengde av vann tilsatt lettvektsaggregatstøvet mens oppmaling samtidig fortsatte i enda 10 minutter, hvoretter en målt mengde av kalsiumhydroksid ble tilsatt ytterligere. Etter tilsetting av kalsiumhydroksidet, ble oppmaling fortsatt i omtrent 25 til 35 minutter, under hvilken tid en såkalt betongliknende filtermaterialblanding ble dannet.
Etter dette, ble den betongliknende filtermaterialblandingen støpt i en støpeform som har en forutbestemt form, hvoretter blandingen ble tillatt å tørke ved romtemperatur.
Tester og resultater
Fosforgjenholdelsesevnen for filtermaterialet
Fosforgjenholdelsesevnen for filtermaterialet, fremstilt i samsvar med oppfinnelsen, ble undersøkt ved å bruke knuste lettvektsaggregat som kilde for lettvektsaggregatet. I undersøkelsen ble en filterkolonne (høyde 50 cm, diameter 10 cm) fylt med filtermaterialet fremstilt i samsvar med oppfinnelsen, fylt fra den øvre enden av kolonnen og sluppet ut fra den nedre enden av kolonnen. I løpet av en tidsperiode på 2 uker ble filterkolonnen fylt hver 4. time med 0,5 mg/1 PO4-P løsning (fremstilt ved anvendelse av KH2PO4og avionisert vann). Kontakttiden var 4 timer. Prøvene ble samlet inn fra den utslupped løsningen hver 4. time og ble analysert. Basert på analysen, ble det funnet ut at 90 til 100 % av fosforet til stede i løsningen ble fjernet av filtermaterialet fremstilt i samsvar med oppfinnelsen.
Effekt av oppmaling på pH endringen i filtermaterialet under bruk
Filtermaterialet fremstilt i samsvar med eksempel 1 ble anvendt i en test for å sammenligne meningen med oppmaling ved pH-endring av filtermaterialet mens det fosforinneholdende vannet ble filtrert gjennom filtermaterialet. Som et komparativt eksempel ble et tilsvarende filtermateriale brukt, fremstilt uten anvendelse av oppmaling. Testresultatet er presentert i fig. 1, hvorfra det kan ses at filtermaterialet fremstilt i samsvar med oppfinnelsen utviser en klart høyere pH gjennom hele testen, enn den for det komparative filtermaterialet. I studiene ble det funnet ut at ved en høy pH er fosforgjenholdelsesevnen for filtermaterialet enda bedre. Fra fig. 1 kan det ses at, ved slutten av testen, har filtermaterialet fremstilt ved oppmaling fortsatt en svært god fosforgjenholdelsesevne. På den annen side, under undersøkelse av filtermaterialet fremstilt i samsvar med oppfinnelsen ble det videre funnet ut at filtermaterialet fremstilt i samsvar med oppfinnelsen er i stand til å fjerne fosfor fra vann på en svært god måte selv når, etter en lang periode med bruk, pH har falt til nesten nøyetralt.
Løselighet for filtermaterialet
Løseligheten for filtermaterialet fremstilt i samsvar med oppfinnelsen ble undersøkt ved å riste filtermaterialet i 24 timer i vann. I en tilsvarende måte, også med et tilsvarende filtermateriale, hvor det under fremstillingen ikke hadde blitt brukt noe oppmaling, ble materialet ristet. Etter risting ble mengden av kalsium oppløst i vannet bestemt. I studien ble det funnet ut at, fra filtermaterialet fremstilt uten oppmaling, ble en mengde av kalsium nesten to ganger det for filtermaterialet fremstilt med oppmaling (jf. prosentandelen ved vekt av det vannløselige kalsiumet = 0,93 for filtermaterialet fremstilt uten oppmaling, og prosentandelens vekt av vannløselige kalsium = 0,56 for filtermaterialet fremstilt ved hjelp av oppmaling). Med andre ord, var filtermaterialet fremstilt ved oppmaling mindre vannløselig enn filtermaterialet fremstilt uten oppmaling. Det vil si, det ble oppnådd sterkere bindinger i filtermaterialet som hadde blitt fremstilt ved hjelp av oppmaling, sammenlignet med filtermaterialet fremstilt uten oppmaling.
Under forløpet av ytterligere tester, ble det funnet ut at ved tilsetting av kalsiumhydroksid i overskudd, svekkes styrken av filtermaterialet noe. Dette skal noteres ved bestemmelse av mengden av kalsiumhydroksid skal anvendes under fremstillingen.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20050653A FI117162B (fi) | 2005-06-17 | 2005-06-17 | Suodatinmateriaali |
PCT/FI2006/000205 WO2006134215A1 (en) | 2005-06-17 | 2006-06-15 | Filter material prepared by grinding, comprising calcium hydroxide |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20080296L NO20080296L (no) | 2008-03-17 |
NO341985B1 true NO341985B1 (no) | 2018-03-12 |
Family
ID=34778370
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20080296A NO341985B1 (no) | 2005-06-17 | 2008-01-16 | Fremgangsmåte for fremstilling av et filtermateriale |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1893535B8 (no) |
DK (1) | DK1893535T3 (no) |
FI (1) | FI117162B (no) |
NO (1) | NO341985B1 (no) |
PL (1) | PL1893535T3 (no) |
WO (1) | WO2006134215A1 (no) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013190181A1 (en) * | 2012-06-21 | 2013-12-27 | Raeisaenen Mikko | Method of purification for wastewater and leachate, filter granule and use of the filter granule |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0699475A1 (en) * | 1994-03-18 | 1996-03-06 | Hazama Corporation | Dephosphorizing material and dephosphorizing method |
JP2001047037A (ja) * | 1999-08-06 | 2001-02-20 | Mitsubishi Materials Corp | 水質浄化用ブロック |
JP2004121908A (ja) * | 2002-09-30 | 2004-04-22 | Aisin Takaoka Ltd | 脱リン材及びその製造方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63116798A (ja) * | 1986-11-06 | 1988-05-21 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 水中のリンおよび窒素イオンの除去方法 |
DE4106516C2 (de) * | 1991-03-01 | 1993-12-16 | Boelsing Friedrich | Verfahren zur Herstellung einer pulverförmigen, homogenen, feindispersen Dispersion sowie die Verwendung danach erhaltener Produkte |
JPH09308877A (ja) * | 1996-05-21 | 1997-12-02 | Mitsubishi Materials Corp | 脱リン材およびその製造方法 |
HUP9701918A2 (hu) * | 1997-11-07 | 2003-03-28 | MTA Központi Kémiai Kutató Intézete | Készítmény és eljárás vizek foszfátion-tartalmának eltávolítására |
JP2005103522A (ja) * | 2003-10-02 | 2005-04-21 | Kashino Sekkai Kogyo Kk | 物質の処理剤および物質の処理方法 |
-
2005
- 2005-06-17 FI FI20050653A patent/FI117162B/fi not_active IP Right Cessation
-
2006
- 2006-06-15 EP EP06764431.0A patent/EP1893535B8/en not_active Not-in-force
- 2006-06-15 WO PCT/FI2006/000205 patent/WO2006134215A1/en active Application Filing
- 2006-06-15 DK DK06764431.0T patent/DK1893535T3/en active
- 2006-06-15 PL PL06764431T patent/PL1893535T3/pl unknown
-
2008
- 2008-01-16 NO NO20080296A patent/NO341985B1/no not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0699475A1 (en) * | 1994-03-18 | 1996-03-06 | Hazama Corporation | Dephosphorizing material and dephosphorizing method |
JP2001047037A (ja) * | 1999-08-06 | 2001-02-20 | Mitsubishi Materials Corp | 水質浄化用ブロック |
JP2004121908A (ja) * | 2002-09-30 | 2004-04-22 | Aisin Takaoka Ltd | 脱リン材及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1893535B1 (en) | 2015-11-11 |
DK1893535T3 (en) | 2016-02-15 |
FI20050653A0 (fi) | 2005-06-17 |
EP1893535B8 (en) | 2015-12-23 |
FI117162B (fi) | 2006-07-14 |
PL1893535T3 (pl) | 2016-05-31 |
NO20080296L (no) | 2008-03-17 |
WO2006134215A1 (en) | 2006-12-21 |
EP1893535A1 (en) | 2008-03-05 |
EP1893535A4 (en) | 2013-04-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Armağan et al. | Equilibrium studies on the adsorption of reactive azo dyes into zeolite | |
AU639044B2 (en) | Ash and paper treatment | |
CN106457235B (zh) | 用于从磷石膏移除杂质和制造石膏粘合剂和产品的系统和方法 | |
KR100994781B1 (ko) | 바닥재를 포함하는 인공습지용 충진재 및 그 제조방법 | |
EA028711B1 (ru) | Сбособ и установка для дезактивации твердофазного материала, загрязненного радиоактивным цезием | |
JPH04502727A (ja) | 石こうおよびシエールのケイ酸塩構造中のスラツジから重金属の化学的結合のための方法およびそれによる建築材料および建設材料の製造 | |
WO2014009613A1 (fr) | Procede pour stabiliser et solidifier un dechet urbain et/ou industriel et/ou marin | |
KR101295437B1 (ko) | 폐Alum 슬러지를 이용한 인 제거용 여과재 및 상기 여과재 제조방법 | |
Jeong et al. | Evaluation of foam-glass media in a high-rate filtration process for the removal of particulate matter containing phosphorus in municipal wastewater | |
JP2008062219A (ja) | 汚泥類の処理方法及び多孔質用材 | |
CN105499265B (zh) | 废弃水基钻井液固相物土地资源化方法 | |
NO341985B1 (no) | Fremgangsmåte for fremstilling av et filtermateriale | |
JP2009183907A (ja) | 浄化材料及び浄化設備 | |
A REKA et al. | Diatomaceous earth: A literature review | |
Gunning | Accelerated carbonation of hazardous wastes | |
JP2007532302A (ja) | スラッジの処理方法 | |
KR0138648B1 (ko) | 화산재 반응에 의한 액상 슬러지의 화학적 응고방법 | |
RU2597381C1 (ru) | Углеродсодержащий сорбент из растительного сырья и способ очистки воды от сульфидов на его основе | |
JP2779887B2 (ja) | 汚泥資源化システムにおける汚泥の脱水方法 | |
JP2000170145A (ja) | 水を吸収しない油吸着材、その製造方法、及び油水分離方法 | |
JPH1057991A (ja) | 浚渫泥土の処理材及び処理方法 | |
de Oliveira et al. | Use of Clay Sludge Water Treatment Plant Sludge to Produce Ceramic Brick | |
CA2267159A1 (en) | Light expanded clay aggregates for phosphorus removal | |
JP3283634B2 (ja) | 泥水の処理方法 | |
JPH0929293A (ja) | 湖沼等の底質土の処理方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: LUONNONVARAKESKUS, FI |
|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |