NO832686L - Ventilasjonslegeme for innfoering av luft eller oksygen i avloepsvann fra renseanlegg eller i naturlig vann - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et ventilasjonslegeme av porøst materiale for innføring av luft eller oksygen i form„. av små bobler i avløpsvann fra biologiske renseanlegg eller i naturlige vassdrag.

Biologisk rensning av avløpsvann baserer seg på bakteriers evne til å nedbryte oppløste eller kolloidale organiske for-bindelser, d.v.s. å aspirere dem eller anvende dem for syn-tese av egen substans. Det dertil nødvendige oksygen til-føres som regel ved trykkventilasjon. Derunder komprimeres filtrert luft med en vifte og innblåses gjennom et rørled-ningsystem og det innledningsvis nevnte, generelt rørformige ventilasjonslegeme i avløpsvannbassenget.

Ventilasjonslegemets porøse materiale bør derunder være av en slik beskaffenhet at det gir en mest mulig finblæret ventilasjon, da den spesifike overflaten til fine blærer er

vesentlig større enn ved grove blærer, slik at det oppnås en stor overgangsf late for oksygenovergangen til vannet.

P.g.a. den bedre utnyttelsen av luftoksygenet ved finblæret ventilasjon er luftbehovet mindre enn ved store blærer.

Hittil anvendte relativt finblærede ventilasjonslegemer består ofte av sintret keramisk materiale med en korning mellom 60 u og 500 |j. Som følge av den tilnærmet runde formen til kornene som er sammenkittet på sine berørings-punkter oppstår det ved en kornstørrelse på f.eks. 400 u kornporer med en størrelsesorden på ca. 50 u. Dette er et forholdsvis dårlig forhold mellom grunnlegemet og oppnådd åpning. P.g.a. den hydrauliske motstanden i veggen til det porøse materiale av ventilasjonslegemet innstiller det seg nettopp ved økende luftgjennomgang et betydelig trykkfall, slik at det nødvendige energibehovet for luftinnføringen er betydelig. Den ønskelige reduksjon av porebredden for å

fremkalle små blærer er derfor utelukket. Totalmotstanden

er dertil avhengig av innføringsdybden i avløpsvannbassenget.

Ved siden av den store gjennomgangsmotstanden har de hittil' anvendte keramiske ventilasjonslegemer den store ulempe at sandlegemer er forholdsvis mikroskopisk ru og gir store festeoverflater, slik at sådanne ventilasjonslegemer til-stoppes forholdsvis raskt, og p.g.a. det nevnte trykkfall gjennom veggtykkelsen får også luftblærene ved utgangen fra ventilasjonslegemet bare et meget lite trykk, slik at deres mekaniske renseevne blir betydningsløs.

Ved tilsmussing henholdsvis forstoppelse av ventilasjonslegemet skiller man mellom en aktiv og en passiv tilsmussing. Den passive tilsmussing oppstår ved at forurensninger trenger inn i ventilasjonslegemets porer og setter seg fast der og spesielt når luftinnføringen ofte avbrytes temporært, slik at avløpsvann kan trenge inn i ventilasjonslegemets vegger utenfra.

Betydelig større betydning har imidlertid den aktive tilsmussing som forårsakes ved at f.eks. bakterier eller sopp o.l. vokser inn i ventilasjonslegemets vegg henholdsvis vokser sjiktaktig utenpå ventilasjonslegemet. Følgen derav er at ventilasjonslegemet har et høyt og fremfor alt uøko-nomisk mottrykk og ofte må tas ut og renses eller erstattes med nye. Avhengig av avløpsvannets beskaffenhet opptrer en aktiv tilsmussing allerede etter få uker, f.eks. ved avløps-vann fra meierier eller bryggerier. Også tilgroing med karbonater tilhører aktiv tilsmussing.

For å motvirke dette problemet er det tidligere foreslått å sette inn ventilasjonslegemer hvor en gummislange er trukket over et støttelegeme, i hvilken slange det er innført fine slisser. Et slikt ventilasjonslegeme har bl.a. også den ulempe at det bare kan drives med meget lav innføringsytelse fordi slissene i gummislangen åpner seg forholdsvis sterkt ved høytrykk, slik at det oppstår meget store luftblærer, hvilke i praksis er uegnet p.g.a. luftoksygenets lave ut-nyttelsesgrad. Deres frie porevolumer er forholdsvis små.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å tilveiej- bringe et ventilasjonslegerae av den innledningsvis nevnte art, ved hvilket tilstoppingsfaren ved høy spesifik luftgjennomgang er vesentlig redusert til tross for at man opp-_ når meget fine blærer.

For å løse denne oppgave har ventilasjonslegemets porøse materiale en finstruktur bestående av fine fibre.

I forsøk kunne man overraskende fastslå at ventilasjonslegemer fremstilt av et slikt materiale selv etter måneders drift under delvis vanskeligste betingelser ikke ble til-stoppet. Dertil kommer at ved konstant luftgjennomgang er i sammenligning med tilsvarende ventilasjonslegemer av keramikk den nødvendige innføringsenergien for ventilasjonslegemene ved luftinnføring bare en tredjedel.

Med dette forbausende resultat er det mulig å utstyre av-løpsvannrenseanlegg med ventilasjonslegemer ifølge oppfinnelsen og ved nesten konstant egenytelsesbehov og langt mindre installasjonsarbeide også å innføre flere ganger større luftmengder i avløpsvannet i form av ørsmå blærer.

Tykkelsen til fibrene i ventilasjonslegemematerialet

ligger fortrinnsvis mellom 10 u og 100 u. Ved en fibertykkelse på 10 u er størrelsesordenen av poreåpningene i materialet likeledes 10 u, mens man med en fibertykkelse på ca. 50 u får poreåpninger på ca. 80 p. Således foreligger et sammenligningsvis meget gunstig forhold mellom dimen-sjon henholdsvis flate av grunnmaterialet og utløps- henholdsvis gjennomløpsåpning som dannes med dette samt deres antall.

Fibrene består fortrinnsvis av et materiale hvis fuktig-hetsopptak er minst mulig, fordi styrken da som regel er størst, og egnede materialer kan også være naturlige fibre eller kunststoff-fibre eller metallfibre.

Derunder er det fordelaktig når filtstrukturen er impregnert med herbart kunststoff, hvorunder impregneringsmiddeletJ også har bindende og sammenbindende virkning. Fortrinnsvis anvendes også for dette et vannfrastøtende kunststoff, som dertil også er bakteriologisk avvisende, f.eks. PTFE. Slike-fremstilte ventilasjonslegemer egner seg utmerket for bruk i korroderende væsker hvor ventilasjonslegemene er utsatt for påvirkninger som f.eks. kan virke uheldig på deres styrke.

Ventilasjonslegemet kan i seg selv også være slik utformet at det er i det minste en del av et på alle sider lukket og med en tilkobling for luft henholdsvis oksygentilførsel utstyrt hult legeme.

Det enkleste er derunder at det hule legeme er utformet som sylindriske rør.

Ifølge oppfinnelsen er det dessuten mulig å vikle det filt-aktige materiale rundt et støttelegeme, impregnere med et bakteriologisk avvisende, ikke-hygroskopt kunststoff og så la dette herde. Deretter kan lokk limes på begge ender av det sylindriske rør, hvorunder en likeledes også limt tetning er satt inn mellom hver rørende og dekslet. Det er også mulig å forene deksel og tetning til en konstruksjonsenhet. En avstivning av endene til det sylindriske rør kan også tilveiebringes ved at endene er spesielt kraftig impregnert med kunststoffet.

Ved siden av de allerede nevnte fordeler ved liten eller manglende tilstoppningsfare og den store luftinnføring ved samme nødvendige egenytelse og høyere spesifik luftgjennomgang har ventilasjonslegemet ifølge oppfinnelsen den fordel at det ved samme konstruksjonsstørrelse i forhold til andre kjente ventilasjonslegemer, f.eks. av keramikk, er vesentlig lettere og også billigere. De kan også fremstillés ved lavere temperatur slik at de også er mindre energiavhengige.

Oppfinnelsen er i det følgende anskueliggjort ved utførel-

i seseksempel som er vist skjematisk på tegningen.

Her viser: Fig. 1 et lengdesnitt gjennom et rørformig ventilasjonslegeme og

Fig. 2 en sterk forstørrelse av filtstrukturen.

Fig. 1 viser i lengdesnitt et ventilasjonslegeme formet som et lys. Dette består av to sylindriske rør 10 av porøst materiale, hvilket har en filtstruktur bestående av fibre.

I fig. 2 vises i sterk forstørret målestokk denne filtstruktur, som består av mange fibre 12, mellom hvilke porer 14 blir fri for gjennomgang av luft eller oksygen. Filtstrukturen er impregnert med et kunststoff, f.eks. poly-tetrafluoretylen, slik at formen 10 av disse rør holder seg etter herdingen av kunstoffet.

Hvert rør 10 er på begge ender lukket av hvert sitt deksel 16, hvorunder en tetning 18 kan være innsatt mellom hvert deksel 16 og den tilhørende rørende. Tetningen 18 kan deretter være limt fast til rørenden og til dekselet 16 som ligger på. Det er imidlertid også mulig å utføre deksel og pakning som en funksjonell enhet.

De to deksler 16 trekkes fast mot hver rørende med et drag-anker 20 av stål, hvorunder den gjengede ende 22 av trekk-ankeret 20 er påskrudd en forstillingsmutter 24. I mange tilfeller kan forstillingsmutteren 24 henholdsvis den gjengede ende 22 dekkes med en kappe 26. Dette er imidlertid som regel ikke nødvendig, fordi alle spenndelene kan være laget korrosjonsbestandige.

I midtområdet av røret 10 er det tilført en radialboring, hvori en tilkobling 30 er innsatt, som har en gjengåpning 32. På gjengåpningen 32 kan en ledning for luft- eller oksygentilførsel være tilkoblet.

Ventilasjonslegemet kan også bestå av et hult legeme åpent| på bare en ende, hvorunder et gjenget stykke kan settes] inr| i den åpne ende av det hule legeme. På denne måten kan en enda større flate for innføring av luft oppnås, fordi den ene ende av ventilasjonslegemet derved medvirker aktivt. Selvfølgelig består det hule legemet her av den ovenfor beskrevne filtstruktur.

Videre er det også mulig å føre filtmaterialet på et støtte-legeme når en spesielt høy styrke er ønsket. Støttelegemet kan f.eks. bestå av tilsvarende bøyede tråder.

Videre er det for å forenkle konstruksjonen mulig å utforme tilkoblingen 30 som T-stykke og støpe dette inn i filtstrukturen.

Når særlig høye hovedbelastninger i form av bøyning på rør vist i fig. 1, kan rørets ender i en viss grad være armert ved innsetning av forsterkningsendestykker. Disse forsterkningsendestykker kan være laget i ett stykke med veggen til røret i filtstrukturen.

Det er imidlertid også mulig å tilføre rørets ender en avstivning ved at disse ender impregneres spesielt sterkt med kunststoff.

Det. må også nevnes at dette kunststoffet kleber fibrene sammen på alle berøringspunkter. Kunststoffet er dertil bakteriefiendtlig og kan følgelig forhindre at porene gror til, f.eks. ved sopp. Dersom forbindelsen mellom lufttil-førselen og filtventilasjonslegemet omfatter en tetning,

kan dette også være utformet som strupe.

Filt-ventilasjonslegemet kan forøvrig også benyttes til innføring av andre gasser, som oksygen.

Som følge av den enkle og økonomiske fremstillingsmuligheten av slike filtrør er det også mulig å utstyre et bestående anlegg besatt med keramikkrør senere med filtrør. Materialet tillater uten vanskeligheter en slik tilpasning. I

Claims (17)

1. Ventilasjonslegeme av porøst materiale for innføring av luft eller oksygen i form av små bobler i avløpsvann fra biologiske renseanlegg eller i vassdrag, karakterisert ved at det porøse materiale har en filtstruktur bestående av fibre (12).

2. Ventilasjonslegeme ifølge krav 1, karakterisert ved at fibrene (12) har en tykkelse mellom 10 u og 100 p.

3. Ventilasjonslegeme ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at fibrene (12) består av vann-avstøtende kunststoff.

4. Ventilasjons legeme ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at fibrene (12) er vannavstøtende, naturlige fibre.

5. Ventilasjonslegeme ifølge krav 3 eller 4, karakterisert ved at filtstrukturen er impregnert med et kunststoff som er herdet.

6. Ventilasjonslegeme ifølge krav 5, karakterisert ved at kunststoffet er vannavstøtende.

7. Ventilasjonslegeme ifølge minst ett av kravene 1 til 6, karakterisert ved at legemet er i det minste en del av et på alle sider lukket og med en tilkobling (30) for luft henholdsvis oksygentilførsel utstyrt hult legeme.

8. Ventilasjonslegeme ifølge krav 7, karakterisert ved at det hule legeme er utformet som sylindriske rør (10) .

9. Ventilas jonslegeme ifølge krav 8, karakt e- r_j L-_ sert ved at deksler (16) er limt på begge rørets (10) ender.

10. Ventilasjonslegeme ifølge krav 9, karakterisert ved at det mellom hver rørende og det deksel (16) som lukker denne er innsatt en tetning (18).

11. Ventilasjonslegeme ifølge krav 10, karakterisert ved at tetningen (18) er limt på dekslet (16).

12. Ventilasjonslegeme ifølge krav 10, karakterisert ved at dekslet og tetningen er funksjonelt utformet i ett stykke.

13. Ventilasjonslegeme ifølge minst ett av kravene 1 til 12, karakterisert ved at ventilasjonslegemet er utformet som et hult legeme åpent på bare én side.

14. Ventilasjonslegeme ifølge minst ett av kravene 1 - 13, karakterisert ved at legemet består av et innvendig støttelegeme, f.eks. av bøyet tråd og av en struk-tur av fibermateriale påført støttelegemet.

15. Ventilasjonslegeme ifølge krav 8, karakterisert ved at endene av hullegemet som danner det sylindriske rør (10) har forstivningsendestykker.

16. Ventilasjonslegeme ifølge krav 15, karakterisert ved at forstivningen av endene til det sylindriske røret er dannet ved sterk impregnering med det herbare kunststoff.

17. Ventilasjonslegeme ifølge krav 7, karakterisert ved at tilkoblingen (30) for luft henholdsvis oksygentilførselen består av et T-stykke som er inn-støpt i veggene av filtstruktur.