NO792803L - Tredimensjonale filterelementer av en tekstil flatestruktur - Google Patents

Description

For adskillelse av medier av forskjellig konsistens, f.eks. fra avvann eller slam er det kjent en fremgangsmåte som erkarakterisert vedanvendelsen av tredimensjonale, fortrinnsvis sekkformede filterelementer med et fyllvolum fra 50 til 5QQQ liter og høyere.

For fremstilling av de storvolumede filterelementer har man hittil anvendt en polyesterfiber-vevnad av innstilling P 2/2, 8,5/8,5 tråder/cm i varp og veft (såkalt P anama -bind ing J... Vevnaden har en luftgjennomtrengelighet på ca. 580 l/dm 2 . min.

ved en trykkdifferanse på 2 mbar. Det har vist sin egenskap spesielt på . området awanning av kommunale slam. De fordelaktige trekk av polyesterfiber-vevnaden består deri at den ved en høy fasthet har en god avvanningsydelse og en liten tendens til til-stopping. Dessuten er vevnaden prisgunstig i fremstilling og sikrer en lang brukstid.

Med andre ord må vevnadene av slike slamfiltre for å oppnå en optimal avvanningsvirkning ha en bestemt porøsitet som er å velge således at faststoffpartikler av bestemt størrelse holdes tilbake med sikkerhet,imidlertid mindre partikler kan tre igjennom vevnaden med awannet. Denne definerte porøsitet eller luftgjennomtrengelighet oppnås etter den kjente teknikkens stand ved at varp- og veft-trådene av vevnaden anordnet med avstand fra hverandre, således at det hver gang mellom to varp- resp.

to veft-tråder forblir en avstand på 1 eller 2 garntykkelser.

Ved denne anordning, hvor altså de enkelte tråder ikke ligger tett til hverandre, fremkommer det bare et meget lite sammenhold av vevnaden resp. det er uten vanskelighet mulig å trekke de enkelte varp- og veft-tråder fra hverandre således at det fremkommer en forskjellig porøsitet av denne vevnad. I henhold til en ut-førelsesform er slamfiltrene utformet slarigeaktig sylindriske og har ved deres åpne beskikningsoverside en bærering til verti-

kal opphengning av filteret og ved sin underside, en traktformet innsnevring. Mellom den sylindriske og den traktformede del er det vanligvis innsatt en spredering. Ved slike slangeaktige slamfiltre kan imidlertid veft-trådene, spesielt i området under bære-ringene over sprederingen trekkes fra hverandre, altså inntre trådforskyvning, således at ved disse områder fremkommer større passe-ringer gjennom vevnaden enn planlagt. Følgen er undertiden en utilstrekkelig filterydelse av slike slamfiltre.

bet er også blitt forsøkt å holde veft-tråd-innstil-lingen av vevnaden tettere i dé påkjente kritiske områder enn i

de øvrige vevnadsdeler av slamfilteret. Derved er i disse områder selvsagt sammenhold av vevnaden bedre, en . frahverandre-skyvning av veft-trådene er derfor heller ikke å frykte så meget. Ute-lukkes kan dette imidlertid ikke, således at på tross av denne tettere vefttråd-innstilling er den nevnte ulempe ikke unngått. Dessuten er selvsagt awanningsydelsen av slamfilteret i disse områder tydelig mindre ved den tettere på hverandre følge av veft-trådene og den dermed forbundne lavere porøsitet.

Det har vist seg at vevnaden av ovennevnte innstilling riktignok vanligvis tilfredsstiller fremgangsmåtens krav, imidlertid kan det ved forskjellige medier opptre vanskeligheter ved at ved rengjøring av filterelementene og de til vevnaden kleb-ende rester av adskilte faststoffer, avspyles ved hjelp av høyt vanntrykk. Spesielt ved denne prosess kan det opptre i ovennevnte trådforskyvninger, idet de i sekkformede filterelement vannrett rundtløpende tråder komprimeres og derved dannes forholdsvis store vevnadsfrie soner. Disse steder kan undertiden komme til et gjennom-brudd av faststoff, således at fremgangsmåten ikke alltid funksjo-nerer tilfredsstillende.

Faren for trådforskyvninger av denne type består spesielt ved rensing av filterelementene med vanntrykk på mer enn 2 bar, idet det undertiden anvendes mer enn 5 eller sogar 10 bar. Det er derfor ønskelig å ha til disposisjon tredimensjonale filterelementer av tekstile flåtestrukturer, som på grunn av deres kon-struksjon bibeholder den definerte porøsitet, unngår de omtalte ulemper og gunstig påvirker utløsningsforholdet av det adskilte faststoff fra filterduken.

Oppfinnelsens gjenstand er et tredimensjonalt filterelement av en porøs tekstil flåtestruktur av syntesefibre> hvis enkelte tråder er forbundet forskyvningsfast med hverandre. Vevnader av denne type bør ha-en luftgjennomtrengelighet på over-50, fortrinnsvis minst 200 og spesielt 340-1500 l/dm 2.min. ved en trykkdifferanse på 2 mbar og tåle en permanent belastning over hele filterflaten uten at det danner seg frie soner.

Oppfinnelsens gjenstand er videre anvendelsen av

de porøse tekstile flåtestrukturer av syntesefibre som filterelementer for adskillelse av faste stoffer fra en flytende fase, spesielt avvann eller siam.

Forskyvbarfastheten av vevnaden kan oppnås ved krysning, sammenknytning, omslyngning av trådene og lignende bindings- og konstruksjonsteknikker. Foretrukne konstruksjoner for å utelukke en forskyvning av trådene, er slyngevevnader, imitert slyngevevnader og halvslyngevevnader. [ Ved_disse vevnad er avviker en varptråd fra den vanligvis strengt parallelle stilling, og er anordnet slyngeaktig rundt minst en ytterligere i samme retning løpende tråd. Egnet er imidlertid også nett, som knyttede eller knuteløse nett, strikninger, som varp- eller; sy-. strikninger, og strikkevarer.

En ytterligere foretrukket utførelsesform av filterelementer består i at vevnaden danner et slamfilter av varpr- og vefttrådér som er anordnet i avstand på minst en filamentgarntykkelse fra hverandre og består av minst hver gang to tett til hverandre motslåtte filamentgarn.

Varp- og vefttrådene består ved denne utførelses-form altså ikke mer av hver gang en enkelt garntråd, idet trådene er anordnet minst i avstand av én garntykkelse fra hverandre,

men dannes av minst to filamentgarn, idet disse av minst hver gang to filamentgarn bestående varp- og vefttrådér hver gang igjen er anordnet i avstand fra hverandre av en minst en garntykkelse. Derved består muligheten for en spesiell binding mellom varp- og vefttrådene, resp. et bedre sammenhold av de enkelte bindings-punkter resp. av den samlede vevnad. Derved fåes den på forhånd fastlagte porøsitet, som minst skal utgjøre en garntykkelse mellom sammenføyede varp- og vefttrådér også i praktisk bruk.

Spesielt foretrukket består varp- og vefttrådene av hver-gang tre tett til hverandre motslåtte filamentgarn. Derved kan det anvendes en spesiell binding som er kjent, som flette-dannelse. 3/7 med i avstand to filamentgarntykkelser fra hverandre anordnede varp- og vefttrådér. Som forsøk har vist er denne binding meget* godt egnet nettopp- for anvendelsesformålet av vevnaden som slamfilter, da det fremkommer et overordentlig godt sammenhold av vevnaden og dermed oppnåelse av den på forhånd definerte porøsitet.

Disse konstruksjoner og vevnadsinnstillinger mulig-, gjør å variere porestørrelsen resp. luftgjennomtrengeligheten av den tekstile flåtestruktur, således at i tilpasning til typen av de medier som hver gang skal adskilles, kan det velges en pore-størrelse resp. luftgjennomtrengelighet som sikret en optimal skilleydelse ved høy faststoffutskillelse og økonomisk material-valg. Forskyvningsfastheten av vevnadsinnstillingene må være så stor at luftgjennomtrengeligheten bibeholdes også ved permanent belastning jevnt over hele filterflaten uten at det danner seg fri soner. Derved unngås at under driften er det partielt ikke tilstede soner, hvor luftgjennomtrengeligheten utgjør over 2000, spesielt over 1500 l/dm 2. min. ved en trykkdifferanse på 2 m bar. Flåtestrukturene skal være av et slikt materiale at de kan oppnå

de krefter som frembringes av fyllgodset.

Som materiale for fremstilling av de tekstile flåtestrukturer tjener filament- og/eller fibergarn av syntesefibre (multi- og/eller monofilament). Spesielt fordelaktig egner det seg slike av tråder av polyestere, som polyetylentereftalat, polybutylentereftalat, poly-1,4-dimetylol-cyklohexan-tereftalat resp. analoge produkter på basis av isoftalsyre, polyamider som poly-(hexametylenadipinsyreamid), polyhexametylensebacinsyreamid, polyundecansyreamid, polycaprolactam, videre av poly-p-fenylen-tereftalamid. Egnet er også vevnader av polyacrylnitril, av kopolymere av acrylnitril og minst en ytterligere monomer, hvis åcrylnitrilinnhold minst utgjør 85%.

. Det har vist seg fordelaktig for filtrene å anvende garn hvis UV-bestandighet er vesentlig øket, f.eks. ved innfarving med sot. Videre er det ofte hensiktsmessig å appretere garnet eller det herav fremstilte tekstile flåtestrukturer med baktericid, algicid og/eller fungicid. Spesielt ved rensing av kommunale avvann eller ved avvanning av organiske slam kan det av og til opptre bakterievekst på den ytre filterflate av det tredimensjonale

filterelement som etter noen tid kan påvirke skilleydelsen. Ved nevnte appretering av filterduken med et baktericid, algicid og/ eller fungicid unngås dannelsen av en biologisk vekst over lengere tid...„

De ifølge oppfinnelsen tredimensjonale, fortrinnsvis sekkf ormede f ilterelementer er ..ved den nedre ende hensiktsmessig utstyrt med et lukke. De kan også være lukket på annen måte, således at de adskilte faste stoffer ikke kan tre ut på dette sted, eksempelvis ved klemmer, bånd eller tråd. Ved hjelp av den anvendte forskyvningsfaste vevnad er også den hele del"over" lukket fullt utnyttbar for avvanningsydelser, da det ikke kan opptre forskyvninger av de enkelte tråder resp. vevnaden slåes ikke tettere på disse steder fra begynnelsen. Filtrene egner seg for de forskjelligste systemer, som faststoffholdige avvann, slam, f.eks.- alle typer av kommunale klarslam, som frisk- eller råtten slam, industrislam, som slam fra slaktehus, meierier<1>,

frukt- og grønnsakforedlingsanlegg, slam dannet i jernbanevesen, galvanik- og hydroksydslam, slam fra de finkeramiske områder i den keramiske industri, fra bergverk, papirslam i papirindustrien,

i sukkerindustrien, ved spon- og trefiberplate-farbrikasjon, i presserier, ved rensing av latex-avvann og avvann fra speilglass-fabrikasjon resp. speilglass-sliperier, gyllerier; spesielt; også for slike., hvis faststoffer kleber hardt til vevnaden, som

levende slam o.l.

Vevnaden er egnet for alle filtreringsfremgangsmåter spesielt for slike hvor væsken passerer vevnaden ved hjelp av tyngdekraften. Ved anvendelse av de tredimensjonale filterelementer er det ofte hensiktsmessig, til filtreringsinnretningen å føre et medium, som er behandlet med fnoknirigsmidler, dvs. med utfellingsmidler og/eller fnokningshjelpemidler. Som slike skal det f.eks. nevnes utfellingsmidler som aluminiumklorid, aluminium-sulfat, jernklorid og/éller kalsiumhydroksyd. Disse kombineres fortrinnsvis med fnokningshjelpemidler i snevrere forstand, som polyacrylat- og/eller polyacrylamid-typene.

Eksempel 1

På tegningen er det skjematisk vist et utførelses-'

eksempel, nemlig: — ......... -

Fig. 1 viser et slamfilter i perspektivt oppriss, fig. 2 viser en vevnadspatron og

fig. 3 viser oppriss av slamfilter-vevnaden.

Det på fig. 1 viste slamfilter består av en sylin-drisk del 1, hvortil det slutter seg en traktformet del 2. Fil-terets vevnad er ved beskikningsoversiden ved omsying utformet til en med opphengningsåpninger utstyrt sløyfe 4, hvori det er innarbeidet en bærering 3.

Mellom den sylindriske del 1 og den traktformede

del 2 befinner det seg på yttersiden av slangefilteret fastgjort spredering 5, som sørger for at formen av det slangeformede, slamfilter på dette sted ikke endres under belastning. Ved den: nedre ende av den traktformede del 2 befinner det seg et ikke vist lukke. Slamfilteret består av en vevnade med definert porøsitet. Den av varp 7 og veft 8 dannede vevnad er vevet således at varp- og veft-trådene er anordnet fra hverandre i avstand på to filamentgarntykkelser og idet varpen består av tre tett ved hverandre liggende filamentgarn 6, likeledes som også veften. Patronen til veving av denne vevnad viser fig. 2, oppriss av vevnaden i for-størret målestokk fig. 3. Av begge figurer sees at mellom varp og veft forblir det tilnærmet kvadratiske porer, hvorigjennom filtratet kan renne. Ved den spesielle type av binding oppnås at disse definerte avstander mellom varp og veft stadig bibeholdes, den på forhånd fastlagte definerte porøsitet av vevnaden endrer seg altså ikke.

Eksempel 2

Bestemmelse av luftgjennomtrengelighet av filtermedier

Av. tre polyesterfiber-vevnader (polyetylentereftalat) ble det målt gjennomstrømningsmotstand ved hjelp av luft ifølge DIN 53887.

De for undersøkelsen av anvendte vevnader (i det følgende betegnet som vevnad I, II og III) har følgende karakte-ristika:

Prøveinnretningen besto av en innspenningsinnretning, sugeløfter, luftgjennomstrømningsmåler, regeleringsinnretning og differansetrykkmåler. Ved et differansetrykk på 2 mbar ble det under anvendelse av denne vevnad fastslått følgende verdier;:

Bestemmelse av filtreringsegenskapene av filtermediene.

Ved et filtreringstrykk på 0,3 bar ble det på.en filtreringsapparatur bestående av et trykkfilter med en flate på 0,01 m , filterbeholder, mikroprosessor (trykk- og datalagre),

en trykkmåler- og reguleringsautomatikk, samt en elektrisk vekt med tilsluttet skriver anvendt et blande- resp. råttent slam med en faststoffkonsentrasjon på 0,6 resp. 3,1 vekt%. Slammet ble forbehandlet med et handelsvanlig fnokningsmiddel, dvs. en organisk polyelektrolyt på basis av et polyakrylamid. Forsøks-resultatene er vist på fig. 4 og 5 som viser filtratvolumene i avhengighet av filtreringstiden ved et filtreringstrykk på 0,3 bar. Fra filtrat-tids-kurvene fremgår at de anvendte filtermedier ved blandeslam (fig. 4) ikke hadde og ved råttent slam (fig. 5) bare hadde en liten innvirkning på filtreringsydelsen som utgjorde 18 resp. 12-14 m 3 /m 2 .h slam. Tørrstoffinnholdet av filterkaken lå o ved en kaketetthet på 10 resp. 45 mm mellom 10 og 20 vekt%, idet det ikke kunne fastslås noen forskjell mellom vevnadene.

Graden av.faststoffutskillelse fra slammene ble undersøkt ved hjelp av en optisk sammenligningsmåling av det klare avvann med helavsaltet vann (= 0% lysabsorbsjon) i et lyselektrisk

.. kolorimeter. Filtratet av vevnad III (sammenligning) viste en

lysabsorbsjon på knapt 15%, mens filtratet av vevnad I resp. II

med 12 resp. 18% lå litt lavere eller høyere. Graden av faststoffutskillelse viste således med de forskjellige filtermedier ingen vesentlige forskjellerVed flere gangers filtrering på samme rensede vevnad ble det ikke i noe tilfelle iakttatt noen tilstopning av vevnadens åpninger.

Filterkaken løste seg ved alle forsøk godt fra alle tre filtermedier.

Undersøkelse av filtermedienes trådforskyvning. -

Etter avslutning av filtreringsforsøket ble de undersøkte filtermedier (vevnad I til III) innspent og renset ved hjelp av en varmtvannshøytrykksstråler. Trykket ved dysen utgjorde ved en avstand på 30 cm mellom forstøvningsdyse og. filtermedium 15 bar. Mens det ved vevnaden I og II ikke inn-trådte trådforskyvning og heller ikke verdiene for luftgjennomtrengeligheten ble endret,, viste vevnad III (sammenligning) sterke forskyvninger; luftgjennomtrengelighetsverdien øket til 10 60 l/dm 2. min.

Claims (11)

1. Tredimensjonalt filterelement av et porøst tekstilt flåtestruktur av syntesefibre,karakterisert vedat den tekstile flåtestrukturs enkelte tråder er forbundet forskyvningsfast med hverandre og den tekstile flåtestruktur har en luftgjennomtrengelighet på over 50, fortrinnsvis på 200 til 1500 liter/dm .'.jTiin. ved et dif f eransetrykk, på 2 m bar og tåler en permanent belastning over hele filterflaten,' uten at det danner seg frie soner.

2. Filterelement ifølge krav 1,karakterisert vedat trådene er forbundet ved krysning, sammenknytning og/eller omslyngning.

3. Filterelement ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat den tekstile flåtestruktur er en slynge-, tilsynelatende slynge- eller halvslyngevevnad.

4. Filterelement ifølge krav 1-3,karakterisert ved.at i det minste to varp- og veft-tråder er anordnet av tett ved hverandre motslåtte. filamentgarn i avstand på minst en filamentgarntykkelse fra hverandre.

5. Filterelement ifølge krav 4,karakterisert vedat varp- og veft-trådene består av hver gang tre tett ved hverandre motslåtte filamentgarn som er anordnet i avstand fra hverandre av to filamentgarntykkelser.

6. Filterelement ifølge krav 1-3,karakterisert vedat den tekstile flåtestruktur er en vevnad hvor en varptråd avviker fra den vanligvis strengt parallelle stilling og er anordnet, slyngeaktig rundt minst en ytterligere i samme retning løpende tråd.

7. Filterelement ifølge ett eller flere av kravene 1-6,karakterisert vedat den tekstile flåtestruktur er et nett, en strikning eller en strikkevare.

8. Filterelement ifølge ett eller flere av kravene 1-7,karakterisert vedat den tekstile flåtestruktur er appretert med et baktericid, algicid og/eller fungicid.:

9. Filterelement ifølge ett eller flere av kravene 1-8,karakterisert vedat den tekstile flåtestruktur består av med sot farvet polyestergarn.

10. Anvendelse av porøse tekstile flåtestrukturer! av syntesefibre ifølge ett eller flere av kravene 1-9, som filterelement for adskillelse av faste stoffer fra en flytende fase, spesielt avvann eller slam.

11. Utførelsesform ifølge krav 10,karakterisert vedat adskillelsen foregår ved hjelp av tyngdekraften.