PL180285B1

PL180285B1 - Urzadzenie filtracyjne, zwlaszcza do zmniejszania zawartosci wody w osadzie PL PL PL PL PL

Info

Publication number: PL180285B1
Application number: PL95316208A
Authority: PL
Inventors: Laszlo Kovacs; Peter Kovacs; Lajos Peto; Laszlo Pozsonyi; Gaborne Szell
Original assignee: Multiproject Kft
Priority date: 1994-05-24
Filing date: 1995-05-23
Publication date: 2001-01-31
Also published as: WO1995032159A1; HU213657B; HUT73512A; PL316208A1; HU9401560D0

Abstract

1. Urzadzenie filtracyjne, zwlaszcza do zmniejszania zawartosci wody w osadzie, posiadajace reaktor przeprowadzajacy flu- ktuacje osadu wyposazony w mieszadlo, sluzacy do chemicznej obróbki wstepnej, oraz przynajmniej dwa obrotowe walce fil- trujace, znamienne tym, ze pierwszy walec filtrujacy (4) jest polaczony z reaktorem (II) poprzez lej (24), natomiast drugi walec fil- trujacy (5) jest umieszczony ponizej pier- wszego walca filtrujacego (4), ale w bocznym odstepie od niego, zas pomiedzy pierwszym i drugim walcem filtrujacym (4, 5) umiesz- czona jest opadajaca od góry do dolu pochyl- nia (7), przy czym nad drugim walcem fil- trujacym (5) znajduje sie walec prasujacy (8). Fig.1 PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie filtracyjne, zwłaszcza do zmniejszania zawartości wody w osadzie, przeznaczone głównie do odwadniania osadów o dużej zawartości wody powstających przy oczyszczaniu ścieków.

Jak wiadomo, w wyniku działania oczyszczalni ścieków w trakcie oczyszczania powstająduże ilości osadów, posiadających dużą zawartość wody, tak zwanych osadów nadmiernych, których uzdatnianie ze względu na dużą zawartość w nich biologicznych materiałów organicznych jest pożądane i faktycznie jest przeprowadzane. Jeżeli nie ma do tego żadnych innych możliwości, taki nadmierny osad musi być wywożony na wysypisko, albo też trzeba zadbać o usunięcie go w jakikolwiek inny sposób. Zawsze jednak w przypadku nadmiernego osadu warunkiem wstępnym jest uprzednie usunięcie dużej części zawartej w nim wody.

Urządzenia do odwadniania osadu, które służą do usuwania wody zawartej w osadach w różnym stopniu, znane są w wielu odmianach. Stopień odwodnienia musi być zgodny z następującą po odwodnieniu obróbką, uzdatnianiem lub podobnymi sposobami przetwarzania osadu.

W przyszłości należy oczekiwać w coraz większym stopniu rozszerzania się sposobów obróbki opartych na naturalnych procesach rozkładu takich jak kompostowanie lub włączenie do naturalnego obiegu.

Wcześniej osady ściekowe prawie wyłącznie odprowadzane były na pola suszenia osadu, a znajdująca się w nich woda usuwana była przez ociekanie grawitacyjne. Sposób ten stracił jednak swe znaczenie ze względu na dużą pracochłonność i powolne odwadnianie, na problemy z pozbywaniem się osadu i inne czynniki, równolegle z rozszerzaniem się mechanicznych sposobów odwadniania, i obecnie jest tylko bardzo rzadko stosowany.

Ponadto część urządzeń do odwadniania osadu oparta jest na zasadzie filtrowania grawitacyjnego, ale ze względu na problemy związane z trwałością płyt filtracyjnych, regenerowaniem ich powierzchni, z wykorzystywaniem osadu, z eksploatacją zimową itd. również te rozwiązania nie mogą być traktowane jako zadowalające środki odwadniania osadów.

Niedogodnościami obarczone są również inne mechaniczne rozwiązania, służące do odwadniania osadu, np. filtry podciśnieniowe, wirówki, prasy taśmowe, ramowe, komorowe i pakietowe. Ich rozwiązanie mechaniczne i sposoby regulacji są z reguły dość skomplikowane,

180 285 wymagają fachowych kwalifikacji od personelu obsługi i konserwacji oraz ciągłej obsługi, przy czym ich pobór energii jest duży, mają one duże wymiary, a więc potrzebne jest duże miejsce na zabudowę. Wysokie są również ich koszty inwestycyjne oraz koszty eksploatacyjne, a ze względu na stosowanie dużej liczby ruchomych, zużywających się części istnieje duża liczba miejsc potencjalnych uszkodzeń, a usuwanie usterek w takcie eksploatacji oraz czyszczenie i konserwacja są bardzo trudne ze względu na niewystarczającą dostępność. Ze względu na wszystkie te czynniki stosowanie tego rodzaju urządzeń do odwadniania osadów jest usprawiedliwione tylko przy dużych oczyszczalniach ścieków, gdzie na ogół jest dobrze przygotowany personel, a koszty inwestycji i eksploatacji są możliwe do zaakceptowania.

Europejski opis patentowy nr 0020101 Al opisuje urządzenie odwadniające, pracujące z taśmą o obiegu zamkniętym i z podciśnieniem, które w pierwszym rzędzie może być korzystnie stosowane do filtrowania materiałów łatwo oddających ciecz. W taśmie o obiegu zamkniętym przewidziane są szczeliny, a na taśmie tej umieszczony jest obiegający wraz z nią materiał posiadający drobne pory. Trudność sprawia proste prowadzenie, zapewnienie utrzymania kierunku taśmy, wyprowadzanie oddzielonej cieczy z komory podciśnieniowej, a ponadto oddzielanie lub spłukiwanie filtratu ze względu na prowadzenie w obiegu zamkniętym.

Również francuski opis patentowy nr 2.424.809 dotyczy urządzeń filtracyjnych, wyposażonych w taśmy o obiegu zamkniętym, gdzie odwadnianie osadu przeprowadzone jest poprzez obie zamocowane wokół dwóch walców posiadających poziome osie taśm wspartych pomiędzy tymi walcami przez rolki wsporcze w ciągle zwężającej się komorze. Urządzenie to jest skomplikowane na skutek tego, że trzeba zapewnić dostosowany sposób działania cylindrów zapewniających hydrauliczne lub pneumatyczne mocowanie taśm oraz walców przeznaczonych do prostego trzymania taśm. Trudne jest czyszczenie dolnych odcinków taśm usytuowanych w niecce, a rzędy rolek zapewniających nieprzerwane podparcie oznaczają skomplikowane i drogie rozwiązanie, które ma wiele elementów konstrukcyjnych podlegających zużyciu i podatnych na uszkodzenia, przy czym zabezpieczenie ułożyskowań przed wilgocią jest skomplikowane, a całe urządzenie jest dość kosztowne. Podobne wady ma również urządzenie, stanowiące przedmiot francuskiego opisu patentowego nr 2.404.518, które ma trzy taśmy filtrujące o obiegu zamkniętym prowadzone również wokół walców o poziomych osiach i dodatkowo taśmę wsporczą zwiększającą działanie prasujące.

Ponadto z holenderskiego opisu patentowego nr rej. 72.075.23 znane jest urządzenie filtracyjne, posiadające dwie taśmy o obiegu zamkniętym prowadzone przez walce o poziomych osiach. Po wstępnym odwodnieniu grawitacyjnym za pomocą taśmy o obiegu zamkniętym przeprowadzane jest mechaniczne odwodnienie wstępne, przy czym na innej taśmie po przełożeniu osadu oraz częściowo już odwodniony jest dalej odwadniany przez mechaniczne prasowanie. Również to urządzenie ze względu na problemy związane z mocowaniem taśm, sterowaniem taśm i płukaniem taśm oraz z równomiernym rozkładaniem osadu w przypadku zmieniającego się zachowania osadu, jest skomplikowane, zawiera wiele ruchomych części i dlatego jest bardzo podatne na uszkodzenia oraz wymaga personelu obsługi i konserwacji posiadającego wiedzę fachową.

W wielotaśmowym urządzeniu filtracyjnym opisanym w holenderskim opisie patentowym nr 8.701.940, w celu zwiększenia działania odwadniającego stosowane są taśmy prasujące wyposażone w ślizgacze. Mocowanie i sterowanie taśm oraz kompensacja wydłużenia taśm również tu oznaczają problemy. Ponadto zużywające się części mają wpływ na żywotność najkosztowniejszych elementów wystawionych na największe obciążenia, w związku z czym taśmy odwadniające o obiegu zamkniętym są dość niekorzystne.

W urządzeniu filtracyjnym pracującym z dwiema taśmami o obiegu zamknięty, znanym z holenderskiego opisu patentowego nr rej. 73.14.215 osad dostaje się pod stale zwiększające się działanie mechaniczne. Początkowo w większej części określone grawitacyjnie, w mniejszej części mechaniczne prasowanie następuje w szczelinie zwężającej się pomiędzy dwiema taśmami o obiegu zamkniętym prowadzonymi pionowo za pomocą rolek, posiadających

180 285 poziome osie. Krawędzie tych taśm są przytrzymywane za pomocą ślizgaczy. Za tą częścią urządzenia następują pary taśm o obiegu zamkniętym o poziomych osiach, które powodują dalsze odwadnianie. Również w przypadku tego urządzenia problemy stwarzają sterowanie taśm i mocowanie taśm, przytrzymywanie taśm za pomocą ślizgaczy, duża liczba rolek oraz podatność na usterki.

Urządzenie filtracyjne według europejskiego opisu patentowego nr rej. 0013.548 ma trzy taśmy o obiegu zamkniętym, a równomiernie zwiększające się działanie filtracyjne powinno być przy tym osiągane tak, że po odcinku grawitacyjnym materiał jest przekładany i przeprowadzany jest potem przez stopniowo zwężającą się szczelinę pomiędzy walcami, gdzie podlega coraz silniejszemu działaniu prasującemu i wewnętrznemu zagęszczaniu. Konstrukcja tego urządzenia jest skomplikowana i kosztowna, ma ono duża liczbę rolek, a po przełożeniu ponowne równomierne rozkładanie osadu może spowodować poważne zakłócenia w prowadzeniu taśmy. Tego rodzaju urządzenie znane jest również z niemieckiego opisu patentowego nr 3.437.596, przy czym ma ono tylko dwie taśmy. W urządzeniu tym za odcinkiem grawitacyjnym następuje odcinek przekładania osadu, a za nim odcinek z silnym działaniem prasującym i na zakończenie „odcinek walcowania”, w którym materiał jest przetłaczany przez zwężającą się szczelinę pomiędzy walcami. Ze względu na wiele stref urządzenie to ma skomplikowaną konstrukcję i wymaga szczególnie długich taśm, których wydłużanie utrudnia pracę ciągłą. Realizacja prowadzenia i mocowania taśm jest ze względu na ich bieg na wielu rolkach możliwa w zadowalający sposób tylko przy stosunkowo dużych nakładach. Nierównomierne rozłożenie materiału po przełożeniach osadu czyni natomiast sterowanie taśmy niepewnym. Z węgierskiego opisu patentowego nr 188.984 znane jest również urządzenie filtracyjne wyposażone w dwie taśmy, w których osad jest wstępnie odwadniany w oddzielnym zespole i w ten sposób wstępnie zagęszczony jest doprowadzany do tych dwóch taśm o obiegu zamkniętym. Również to urządzenie ma „odcinek prasowania” i odcinek „walcowania”, które warunkują wiele rolek, silne obciążenie taśmy oraz znaczne zapotrzebowanie na płukanie, natomiast większe ciśnienie wody wiąże się z większym poborem energii.

Według francuskiego opisu patentowego nr 2.530.533 odwadniany osad prowadzony jest pomiędzy dwiema taśmami o obiegu zamkniętym, które są prowadzone przez dwa walce. Pomiędzy nimi z osadu wyciskana jest ciecz. Po zgarnięciu materiału z taśm operacja ta jest powtarzana aż do uzyskania żądanej zawartości suchej masy. Rozwiązanie to jest wprawdzie prostsze niż poprzednio opisane, ale trudno jest wyeliminować ryzyko poślizgu taśm na walcach i jednej taśmy na drugiej, zwłaszcza w przypadku zewnętrznej taśmy usytuowanej na walcach. Również równomierne rozłożenie doprowadzanego osadu nie może być traktowane jako zadowalające, przy czym przeprowadzane z dużym współczynnikiem sprawności płukanie, które jest podstawowym warunkiem ciągłej pracy taśm użytych do odwadniania, trudno jest zrealizować w przypadku tego urządzenia.

Przedmiotem francuskiego opisu patentowego nr rej. 2.324.447 jest wyposażone w trzy taśmy urządzenie filtracyjne z walcami odwadniającymi, w którym w odcinku filtrowania grawitacyjnego utworzonym przez taśmę filtracyjną obiegającą wokół walca prasującego następuje usuwanie większej części cieczy z osadu.

Materiał pozostający na taśmie filtracyjnej dostaje się objęty przez drugą taśmę przychodzącą z położenia obróconego w przestrzeni na walec prasujący, przy czym trzecia taśma wsparta przez linię rolek zwiększa jeszcze siłę prasowania. Poza wadami wcześniejszych rozwiązań konstrukcyjnych obrócone w przestrzeni prowadzenie taśm w tym urządzeniu znacznie zmniejsza ich żywotność, przy czym nierównomiemość występującego w każdym przypadku wydłużenia taśm zwiększa w znacznym stopniu niebezpieczeństwo wzdłużnego wykrzywienia taśm.

Urządzenie filtracyjne znane z niemieckiego opisu patentowego nr 2.408.321 ma taśmę prasującą o obiegu zamkniętym oraz walec ze szczelinową powierzchnią, którą taśma prasująca opuszcza w określonym punkcie i przechodzi na inny walec. Chociaż rozwiązanie to

180 285 jest prostsze niż poprzednio opisane urządzenia z kilkoma taśmami, jego klinowo ukształtowana komora przyjmowania mniejsza ze względu na swe wymiary nie może kompensować zmian zachowania się doprowadzanego osadu, tak, że osad ten łatwo może wypływać. Obustronnie uszczelnione zamknięcie przestrzenne przewidziane w celu uniemożliwiania tego jest dość skomplikowane, zwłaszcza w przypadku części ruchomych, oraz jest problematyczne również pod względem rozwiązania prowadzenia taśmy i regulacji biegu. Będąca pod działaniem sprężyny linia rolek prasujących działa zakłócająco na położenie taśmy. Komora magazynowa prasy jest za mała dla dopasowania do zmian ilości i zachowania się osadu, w związku z czym urządzenie wymaga obecności osoby obsługującej. Usuwanie wyciśniętej cieczy i wody phiczącej jest uciążliwe. Osad znajdujący się już w trakcie prasowania ponownie styka się z wyciśniętą cieczą i znowu staje się wilgotny. Linia rolek prasujących oznacza dużą liczbę części, które w surowych warunkach usuwania wody z osadu mogą stanowić źródło równie wielu możliwości uszkodzeń. W przypadku zatrzymania urządzenia usuwanie usterek w działaniu oraz czyszczenie i konserwacja, zwłaszcza czyszczenie i kontrola wnętrza walca prasującego i powierzchni filtrującej są utrudnione. Rozwiązanie odprowadzania osadu jest niekorzystne, a uszkodzenia mogą doprowadzić do zniszczenia całego urządzenia.

Urządzenie filtracyjne przedstawione w niemieckim opisie patentowym nr 3.034.165 ma dwa szczelinowe bębny filtracyjne z poziomymi osiami, które otoczone są każdy jedną wspólną taśmą filtracyjną o obiegu zamkniętym. Taśmy te oddzielają się w określonych punktach od bębnów, przy czym następuje ich płukanie. Wewnątrz bębnów filtrujących panuje podciśnienie. Wadą tego rozwiązania jest to, że uszczelnienie komory osadu zapewnione jest przez bębny filtrujące stykające się ze sobą za pośrednictwem tkaniny filtracyjnej, co dodatkowo zwiększa obciążenie tej tkaniny filtracyjnej. Realizacja technologii podciśnieniowej jest skomplikowana, działanie odwadniające jest na ogół niewielkie, w podanej konstrukcji brak jest możliwości utworzenia komory przyjmowania osadu o odpowiednio niezawodnym działaniu, a w związku z tym zmiany zachowania się i/lub ilości osadu mogą powodować zakłócenia w pracy. Również w tym przypadku nie można uniknąć problemów z mocowaniem taśm i sterowaniem taśm, co jest przyczyną stosowania skomplikowanych zespołów dodatkowych.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie urządzenia do odwadniania osadu, które ma prostszą konstrukcję, większą niezawodność działania, stosunkowo mniejsze koszty inwestycyjne i eksploatacyjne niż zwarty zespół o mniejszym zapotrzebowaniu miejsca i mniejszym zużyciu energii, umożliwia skuteczne 15-25% zmniejszenie zawartości wody, zwłaszcza w osadzie pochodzącym z małych i średnich oczyszczalni ścieków, co jest zgodne ze stosowanymi przy tego rodzaju wielkościach urządzeń rozwiązaniami dalszego wykorzystywania i usuwania osadu.

Według obserwacji i badań zwiększenie sprawności odwadniania osadu poza pewną granicę nie może być już uzyskane przez zwiększanie liczby mechanicznych sposobów odwadniania i środków odwadniania (np. odwadnianie grawitacyjne, podciśnienie, prasowanie wstępne, prasowanie, walcowanie itd.) w sposób racjonalny, przy czym jednak można w ekonomiczny sposób zapewnić żądane odwodnienie osadu do 15-25% zawartości suchej masy przez co aktualnie zapewniane są zarówno warunki obróbki, przeładunku i transportu, jak również stwarzane są warunki ponownego wykorzystania (np. szybkiego lub naturalnego kompostowania) i umieszczenia w naturalnym otoczeniu pod każdym istotnym względem, kiedy polepszy się skuteczność wstępnej obróbki osadu podawanego do wytłaczania. Według naszej wiedzy można to zrealizować, jeśli płynący osad we właściwie oszczędny sposób zmiesza się z chemikaliami, a potem stopniowo zmniejsza się prędkość przepływu, ponieważ zabieg ten stwarza możliwości szybkiej flokulacji. Operację tę można przeprowadzać w reaktorze, którego ukształtowanie geometryczne i rodzaj zastosowanego w nim elementu mieszającego (spirala mieszająca) i jego działanie (prędkość obrotowa) powodują małą prędkość przepływu osadu, a element mieszający pomimo spowolnienia przepływu jest w stanie zapobiegać osadzaniu się stale rosnących kłaczków. W komorze parowania utworzonej w górnej

180 285 części reaktora kłaczki widoczne dobrze również gołym okiem oddzielają się od wody zawartej w osadzie i w ten sposób za pomocą następującego potem opartego na grawitacji zabiegu rozdzielania fazę stałą można z naprawdę dobrą skutecznością i w krótkim czasie oddzielić od cieczy i usunąć.

Najkorzystniejszym sposobem takiego rozdzielania jest według naszej wiedzy grawitacyjne doprowadzanie wodnego osadu na obrotowy bęben filtrujący, posiadający szczelinową ściankę i na swej stronie zewnętrznej otoczony szczelinową tkaniną sitową, poprzez który faza wodna, również na skutek nasypowego padania materiału szybko przedostaje się i częściowo schnie na osadzie pozostającym na powierzchni bębna, a przy prasowaniu rozkłada się, tworząc spójny placek osadu, który może być odprowadzony z tego bębna. Na skutek obrotu bębna operacja ta jest ciągła i odbywa się szybkie i skuteczne odwodnienie wstępne, a dostająca się do wnętrza bębna filtrującego woda wypływa z niego do dołu płucząc konstrukcję filtracyjną, na skutek czego realizowana jest znaczna część potrzebnego czyszczenia zamocowanej na walcu płyty filtracyjnej (tkaniny sitowej). Według naszych obserwacji wystarczy potem spłukanie walca filtrującego z zewnątrz słabym strumieniem wody.

Należy przy tym zauważyć, że korzystne jest przeprowadzanie wspomnianej powyżej operacji prasowania i rozdzielania przy stosunkowo małym ciśnieniu, ponieważ ma to korzystne działanie nawet w dwóch relacjach: z jednej strony na zewnętrznej powierzchni walca filtrującego powstaje równomierny gruby placek, a z drugiej strony łagodne prasowanie powoduje dodatkowe odwadnianie bez przetłaczania osadu przez tkaninę filtracyjną zamocowaną na walcu.

Dodatkowe ważne spostrzeżenie mówi, że przez włączenie dalszego walca filtrującego w proces odwadniania można skutecznie zwiększyć zawartość suchej masy w osadzie, jeśli ten drugi walec filtrujący umieszczony jest w przestrzeni pod pierwszym i w pewnym odstępie bocznym od niego, a częściowo wysuszony osad z pierwszego (górnego) walca jest odprowadzany przez zsuwnię prowadzącą do drugiego (dolnego) walca. Na skutek takiego układu osad równomiernie rozłożony na pierwszym walcu filtrującym dostaje się dokładnie tak samo równomiernie rozłożony na drodze grawitacyjnej poprzez zsuwnię na drugi walec, na którym na sztywnym szczelinowym płaszczu zamocowana jest pierścieniowo wokół również szczelinowa, ale elastyczna tkanina filtracyjna (tkanina sitowa), a osad spiętrza się wchodząc na drugi walec, co powoduje zwiększenie ciśnienia w materiale, na skutek czego dodatkowa ilość wody uchodzi z osadu przez walec filtrujący. W celu zwiększenia skuteczności odwadniania korzystne jest, by drugi walec filtrujący obracał się z inną prędkością niż pierwszy walec filtrujący, ponieważ w ten sposób osad na powierzchni drugiego walca będzie wstępnie zagęszczany, a woda przedostanie się przez tkaninę filtracyjną do wnętrza walca. Wstępne zagęszczanie poza oddawaniem wody jest również korzystne dla dalszego procesu prasowania. Zwiększa to również skuteczność odwadniania, kiedy prędkość obrotowa walca prasującego jest wybrana mniejsza niż prędkość obrotowa drugiego walca prasującego, to znaczy, że prędkość obwodowa walca prasującego jest mniejsza w porównaniu z drugim walcem filtrującym.

Urządzenie filtracyjne według wynalazku, posiadające reaktor przeprowadzający fluktuację osadu wyposażony w mieszadło, służący do chemicznej obróbki wstępnej, oraz przynajmniej dwa obrotowe walce filtrujące, charakteryzuje się tym, że pierwszy walec filtrujący jest połączony z reaktorem poprzez lej, natomiast drugi walec filtrujący jest umieszczony poniżej pierwszego walca filtrującego, ale w bocznym odstępie od niego, zaś pomiędzy pierwszym i drugim walcem filtrującym umieszczona jest opadająca od góry do dołu pochylnia, przy czym nad drugim walcem filtrującym znajduje się walec prasujący.

Korzystnym jest, że urządzenie filtracyjne ma lej opadający z góry do dołu ma płytę denną, dołączoną do pierwszego walca filtrującego powyżej płaszczyzny przechodzącej przez jego poziomą oś obrotu, a jednocześnie poniżej najwyższego punktu pierwszego walca filtrującego od strony zwróconej do reaktora, przy czym kąt utworzony przez ten lej z poziomem wynosi 3-35°, korzystnie 15°. Nad pierwszym walcem filtrującym jest umieszczony

180 285 walec rozdzielający usytuowany po przeciwnej stronie pierwszego walca filtrującego w stosunku do reaktora, powyżej płaszczyzny poziomej przechodzącej przez poziomą jego oś obrotu, ale poniżej najwyższego punktu pierwszego walca filtrującego, przy czym na walcu rozdzielającym jest prowadzona taśma prasująca o obiegu zamkniętym. Górna krawędź pochylni wychodzi od strony zwróconej do drugiego walca filtrującego powyżej poziomej płaszczyzny przechodzącej przez poziomą oś obrotu, ale poniżej najwyższego punktu pierwszego walca filtrującego i jest dołączona do drugiego walca filtrującego powyżej poziomej płaszczyzny przechodzącej przez jego poziomą oś obrotu, ale poniżej najwyższego punktu drugiego walca filtrującego po stronie zwróconej do pierwszego walca filtrującego. Z drugim walcem filtrującym współpracuje walec prasujący, który jest umieszczony na jego górnej części po przedniej stronie bardziej oddalonej od pierwszego walca filtrującego, w obszarze poniżej najwyższego punktu drugiego walca filtrującego.

Walec prasujący jest połączony z mechanizmem mocującym oraz z elementem zgarniającym osadzonym bezpośrednio na nim, zaś na walcu rozdzielającym umieszczona jest taśma prasująca o obiegu zamkniętym, prowadzona za pomocą walca prasującego, współpracującego z drugim walcem filtrującym, która jest umieszczona w sposób ciągły przy zewnętrznej powierzchni drugiego walca filtrującego, pomiędzy dwoma usytuowanymi w odstępie od siebie punktami, w trakcie działania urządzenia z obejmowaniem warstwy osadu. Pomiędzy walcem rozdzielającym a pierwszym walcem filtrującym istnieje zwężająca się w kierunku obrotu tych walców szczelina o regulowanej szerokości, a płaszczyzna przechodząca przez osie obrotu tych walców tworzy z poziomem kąt o wartości 45-135°, korzystnie 75°, a ponadto pomiędzy drugim walcem filtrującym a walcem prasującym istnieje szczelina o regulowanej szerokości zwężająca się w kierunku obrotu, przy czym oś obrotu walca rozdzielającego jest sprzężona z pierwszym walcem filtrującym. Pozioma oś obrotu pierwszego walca filtrującego jest usytuowana powyżej poziomej płaszczyzny przechodzącej przez poziomą oś obrotu drugiego walca filtrującego na wysokości wynoszącej 0,2-0,8, korzystnie 0,3 zewnętrznej średnicy pierwszego walca filtrującego, a boczny odstęp osi obrotu tych walców wynosi 1,1-2,0, korzystnie 1,5 sumy średnic obu tych walców. Pochylnia tworzy z płaszczyzną poziomą kąt o wartości 20-60°, korzystnie około 40°, zaś płaszczyzna przebiegająca pomiędzy linią styku pochylni z drugim walcem filtrującym a osią obrotu tego walca tworzy z płaszczyzną poziomą kąt o wartości 30-60°, korzystnie 45°.

Stosunek średnic walca prasującego i drugiego walca filtrującego wynosi 0,3-0,7, korzystnie 0,4, a stosunek średnic walca rozdzielającego i pierwszego walca filtrującego wynosi 0,3-0,7, korzystnie 0,4. Pod walcami filtrującymi jest zamocowana na wsporczym kadłubie maszyny kadź odbioru wody, przy czym pod dolnym obszarem zewnętrznych powierzchni walców filtrujących znajduje się mechanizm płuczący. Mechanizm płuczący ma dysze płuczące, których kierunek tworzy z poziomem kąt o wartości 25-75°, korzystnie 45°, odpowiadający składowym prędkości przeciwnym w stosunku do kierunku obrotu walców filtrujących przyporządkowanych tym dyszom. Mechanizm płuczący ma także pompę płuczącą z filtrem, zasilającą walce filtrujące, a na wsporczym kadłubie maszyny zamocowana jest przekładnia główna napędzająca walce filtrujące. Reaktor posiadający pionową geometryczną oś wzdłużną ma u dołu zbiornik ze stożkową częścią i z pionową cylindryczną częścią oraz mieszadło, które ma wchodzący w zbiornik od góry i sięgający do zawierającej w sobie komorę wejściową reaktora, stożkowej części zbiornika, pionowy wał oraz spiralny element mieszający sięgający aż do komory parowania reaktora utworzonej w górnym obszarze cylindrycznej części zbiornika, zaś do dolnej części komory wejściowej reaktora jest połączony przewód tłoczenia.

Stosunek średnicy cylindrycznej części zbiornika i średnicy spiralnego elementu mieszającego wynosi 1,0-2,0, korzystnie 1,5, zaś stosunek skoku linii śrubowej i średnicy spiralnego elementu mieszającego wynosi 0,8-1,3, korzystnie 1,0, a stosunek wysokości komory wejściowej i średnicy cylindrycznej części zbiornika wynosi 0,6-1,2, korzystnie 0,85, zaś stosunek wysokości komory mieszania i średnicy cylindrycznej części zbiornika wynosi 1,0-2,0,

180 285 korzystnie 1,5. Górny odcinek cylindrycznej części zbiornika, w obszarze komory parowania, połączony jest z prowadzącym do pierwszego walca filtrującego lejem wspólnej, zamkniętej przynajmniej od dołu i z boku przestrzeni przez otwór, przy czym ta zamknięta przestrzeń od dołu jest ograniczona przez przelew, a lej odchodzi od krawędzi przelewu.

Stosunek wysokości przelewu i średnicy cylindrycznej części zbiornika wynosi 0,4-0,7, korzystnie 0,55, zaś stosunek odległości pomiędzy skrajną zewnętrzną linią płaszcza strony przeciwległej bocznemu otworowi cylindrycznej części zbiornika a krawędzią przelewu do średnicy cylindrycznej części zbiornika wynosi 1,2-1,6, korzystnie 1,3. Reaktor jest połączony ze zbiornikiem chemikaliów poprzez pompę chemikaliów z przewodem tłoczenia oraz z przewodem tłoczenia połączonym z pompą osadu, przy czym wnętrze zbiornika chemikaliów jest podzielone przegrodą na komorę mieszania i komorę dojrzewania chemikaliów, przy czym do komory dojrzewania chemikaliów wprowadzony jest przewód ssania pompy chemikaliów, natomiast do komory mieszania od góry wprowadzone jest połączone z przekładnią mieszadło, które jest połączone z dozownikiem chemikaliów. Reaktor, części zespołu dozowania chemikaliów, oraz części zespołu odwadniania oraz szafka rozdzielcza są zamocowane na wspólnym wsporczym kadłubie maszyny.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie w schematycznym widoku z boku, zaś fig. 2 - zespół odwadniania urządzenia z fig. 1 w powiększeniu.

Trzema głównymi zespołami urządzenia przedstawionego na fig. 1 są zespół I dozowania chemikalii, reaktor II i zespół HI odwadniania, które zostały umieszczone na oznaczonym jako całość przez 16 wsporczym kadłubie maszyny. Do doprowadzania wejściowego osadu do zbiornika 2 reaktora II przeznaczona jest pompa 1 osadu, której przewód tłoczenia la uchodzi w najniższą komorę doprowadzania R1 reaktora Π, która tworzy stożkową część 2a zbiornika, mającą przekrój zmniejszający się ku dołowi. Usytuowana wyżej część 2b zbiornika ma kształt pionowo stojącego cylindra. W części 2b zbiornika jest umieszczone posiadające pionowy wał 18a mieszadło 18, do napędzania którego służy przekładnia 21 umieszczona nad zbiornikiem 2. W reaktorze II powyżej komory doprowadzania R1 umieszczona jest komora mieszania R2 przyjmująca dolną, wynoszącą w przybliżeniu 2/3 część cylindrycznej części 2b zbiornika. Postępując od dołu do góry mieszadło 18 zawiera na swej długości spiralny element mieszający 18b. W górnej części reaktora II umieszczona jest komora parowania R3. Komora doprowadzania Rl, komora mieszania R2 i komora parowania R3 są ze sobą połączone, to znaczy nie są od siebie oddzielone, czyli tworzą jeden odcinek nieprzerwanej przestrzeni wewnętrznej zbiornika 2. Komora parowania R3 sięga aż do wysokości najwyższego punktu wychodzącego z reaktora II i skierowanego ukośnie do góry przelewu B, to znaczy do wysokości krawędzi 41 przelewu. Pomiędzy przelewem B a zespołem III odwadniania usytuowany jest zamknięty przebiegającą ukośnie do dołu płytą denną 24a, zamknięty również z boków i od góry lej 24, którego płyta pokrywy jest oznaczona przez 24b.

Zespół I dozowania chemikaliów ma zbiornik 12 chemikaliów, którego wnętrze jest podzielone przez pionową przegrodę 36 na komorę mieszania 12a i komorę 20 dojrzewania chemikaliów. Częścią zespołu I dozowania chemikaliów jest również pompa 15 chemikaliów, której przewód ssania 15a jest połączony z komorą 20 dojrzewania chemikaliów zbiornika 12 chemikaliów, przy czym przewód tłoczenia 15b tej pompy uchodzi w punkcie 29 w przewód tłoczenia la pompy 1 osadu, a mianowicie przed punktem wejścia tego pierwszego w reaktor Π. W komorę mieszania 12a zbiornika 12 chemikaliów wchodzi od góry mieszadło 14, które jest połączone funkcjonalnie z przekładnią 14a. Do komory mieszania 12a dołączony jest również dozownik 13 chemikaliów.

Zespół III odwadniania ma pierwszy walec filtrujący 4 (odwadnianie wstępne) oraz drugi walec filtrujący 5 (zagęszczanie wstępne), których poziome osie obrotu są oznaczone przez 01 i 02. W kierunku do geometrycznej wzdłużnej płaszczyzny środkowej leja 24 przebiegają prostopadle wzajemnie równoległe osie obrotu 01 i 02, a lej 24 styka się z częścią

180 285 płaszcza pierwszego walca filtrującego 4 leżącą nad poziomą płaszczyzną przechodzącą przez oś obrotu 01. Do napędzania walców filtrujących 4 i 5 przewidziana jest przekładnia główna 11. Środkami przenoszącymi ruch obrotowy z połączeniem wymuszonym są koła łańcuchowe 31, 32, 33 oraz łańcuchy 34 i 35. Oś obrotu 01 jest umieszczona w przestrzeni powyżej osi obrotu 02 tak, że zsuwnia wprowadzona pomiędzy walce filtrujące 4 i 5 skierowana jest ukośnie z góry do dołu. Z wstępnie zagęszczającym walcem filtrującym 5 łączy się od góry i z lewej strony, od płaszczyzny przechodzącej prostopadle przez oś obrotu 02 tego walca, to znaczy od przodu, walec prasujący 8, który z jednej strony jest połączony z mechanizmem mocującym 9, a z drugiej strony jest połączony funkcjonalnie z elementem zgarniającym 27. Mechanizm mocujący 9 służy do ustalania ustawionego położenia walca prasującego 8. Walce są zamocowane na podporowym kadłubie maszyny. Na pierwszym walcu filtrującym 4 wstępnego odwadniania nasadzony jest w swym miejscu podobnym do poprzednio opisanego walec rozdzielczy 23. Poprzez ten walec i walec prasujący 8 prowadzona jest w obiegu zamkniętym wykonana z gęstego materiału taśma prasująca 17, która styka się bezpośrednio z tymi walcami.

Zastosowanie walca rozdzielczego 23 dołączonego do wyjściowej strony drugiego walca filtrującego 5 jest korzystne dlatego, ponieważ na skutek tego dalszy ruch osadu staje się równomierny, a poza tym może być przerywany i może powodować zakłócenia w działaniu. Ukształtowany przez walec rozdzielający w jedną warstwę i nieco już sprasowany materiał osadu jest prowadzony do dołu po pochylni 7 na całej jej szerokości w warstwie o jednakowej grubości. Sztywne cylindryczne ścianki walców filtrujących 4 i 5 są poprzerywane otworami i przykryte płytami filtrującymi 25 lub 26 przebiegającymi całkowicie na ich powierzchni. Płyty filtrujące złożone są korzystnie w obu przypadkach z giętkiej, szczelinowej tkaniny sitowej (tkanina filtrująca), która jest mechanicznie zamocowana na walcu filtrującym, korzystnie napięta na nim. Do zespołu III odwadniania należy odchodząca od drugiego walca filtrującego 5, od jego miejsca usytuowanego powyżej płaszczyzny poziomej przechodzącej przez oś obrotu 02, ale poniżej miejsca usytuowanego pod walcem prasującym 8, skierowana od góry do dołu i na zewnątrz pochylnia osadu, jak również mechanizm płuczący 8, który umieszczony jest nad kadzią 3 gromadzenia wody, wyposażoną w króciec wylotowy 28, która poprzez przewód 22a jest połączona z pompą phiczącą 22, która jest zamknięta przez kadź 3 gromadzenia wody i tłoczy dalej wodę filtracyjną oczyszczoną za pomocą filtru 42. Dysze płuczące 30 mechanizmu phiczącego 6 wytryskują strumienie wody posiadające składowe prędkości zwrócone przeciwnie do kierunku obrotu vl i v2 walców filtrujących 4, 5, tworząc z poziomem kąt γ, na zewnętrzną powierzchnię walców filtrujących. Sterowanie całego urządzenia odbywa się za pomocą szafki sterującej 19, która jest zamocowana na wsporczym kadłubie 16 maszyny.

Przy optymalnym sterowaniu urządzenia ważną rolę odgrywa prawidłowy dobór parametrów geometrycznych. W tym celu charakterystyczne parametry na fig. 1, natomiast w odniesieniu do zespołu III odwadniania zwłaszcza na fig. 2 w powiększonej skali, mają również oznaczenia literowe.

Długość (pionowa wysokość) komory mieszania R2 jest L, natomiast długość komory doprowadzania R1 jest 11. Wysokość komory parowania R3 jest H, jej długość natomiast k, jak to przedstawiono na fig. 1. Do komory parowania należy również zamknięta część 37 komory usytuowana pomiędzy zbiornikiem 2 a krawędzią przelewu B, która to część jest połączona poprzez otwór 38 z komorą parowania R3 reaktora Π. Skok linii śrubowej spiralnego mieszadła 18 reaktora II jest f (nie zaznaczone na rysunku), średnica spirali d2, średnica cylindrycznego zbiornika 2 natomiast dl. Długość leja 24 jest c, a odstęp pomiędzy osiami obrotu 01 i 02 walców filtrujących 4 i 5 jest b. Kąt utworzony z poziomem przez ograniczoną od dołu przez lej, opadającą ku dołowi płytę denną 24a, to znaczy kąt leja jest a. Wysokość krawędzi przelewu B nad osią obrotu 02 pierwszego walca filtrującego 4 jest e, a pionowy odstęp istniejący pomiędzy osiami obrotu 01 i 02 walców filtrujących 4 i 5, to znaczy różnica wysokości jest h.

180 285

Parametry charakterystyczne dla geometrycznych warunków zespołu III odwadniania zostały dla lepszej przejrzystości przedstawione tylko w powiększonej skali na fig. 2, przy czym oznaczenia cyfrowe zastosowane na fig. 1 zostały odpowiednio zachowane, natomiast podporowy kadłub maszyny dla uproszczenia został pominięty. Na fig. 2 kąt utworzony przez pochylnię 7 z poziomem jest oznaczony przez β, punkt styku pomiędzy drugim walcem filtrującym 5 wstępnego zagęszczania a taśmą prasującą 17 jest oznaczony przez Tl, natomiast punkt wyjściowy przez T2, a prosta poprowadzona od tego ostatniego przez oś obrotu 02 tworzy z poziomem kąt δ (kąt walca prasującego). Kąt utworzony przez dyszę 30 głowicy phiczącej 6a mechanizmu płuczącego 6 z poziomem jest γ. Punkt lub linia, gdzie dolny koniec pochylni 7 przylega do powierzchni drugiego walca filtrującego 5, został oznaczony przez Pl, a prosta łącząca ten punkt z osią obrotu tworzy z poziomem kąt ε. Pochylnia 7 łączy się przy tym punkcie lub przy linii Pl z pierwszym walcem filtrującym 4 wstępnego odwadniania. Strzałki vl, v2, v3 i v4 przedstawiają z jednej strony w kolejności kierunki obrotu walców filtrujących 4 i 5, walca prasującego 8 i walca rozdzielającego 23, a z drugiej strony oznaczają prędkość obwodową tych walców. Przestawna szerokość szczeliny 39 pomiędzy pierwszym walcem filtrującym 4 a walcem rozdzielającym 23 została oznaczona przez hl, również regulowana szerokość szczeliny 40 pomiędzy drugim walcem filtrującym 5 a walcem prasującym 8 została oznaczona przez h3. Średnica pierwszego walca filtrującego 4 jest Dl, średnica drugiego walca filtrującego 5 jest D2, a średnica walca prasującego 8 jest D3, natomiast średnica walca rozdzielającego 23 jest D4. Kierunek przepływu wody z osadem został oznaczony przy pierwszym walcu filtrującym 4 przez n, przy drugim walcu filtrującym 5 przez m i u, przy czym to ostatnie oznaczenie określa kierunek ruchu cieczy wypływającej z osadu pod działaniem walca prasującego. Prosta łącząca oś obrotu 03 walca rozdzielającego 23 z osią obrotu 01 pierwszego walca filtrującego 4 wstępnego odwadniania tworzy z poziomem kąt π.

Przed opisaniem działania urządzenia należy podać wymiary geometryczne ogólnie określane przez powyższe parametry i uważane za optymalne:

dl/d2	= 1,2-2,0	korzystnie 1,6
f/d2	= 0,8-1,2	korzystnie 1,0
11/dl	= 0,6-1,2	korzystnie 0,85
L/dl	= 1:2	korzystnie 1,5
H/dl	= 0,4-0,7	korzystnie 0,55
k/dl	= 1,2-1,6	korzystnie 1,3
a	= 5°-30°	korzystnie 15°
h	= (0,2-0,8)Dl'	korzystnie 0,3 Dl

b	= (1,1-2,O)*(D1 + D2): 2	korzystnie 1,5*(Dl + D2): 2
β	= 20°-60°	korzystnie 40°
ε	= 30°-60°	korzystnie 45°
D2/D3	= 0,3-0,7	korzystnie 0,4
π	= 45^Ο-135^Ο	korzystnie 75°
γ	= 25^Ο-75^Ο	korzystnie 45°

Działanie urządzenia według fig. 1 i fig. 2 polega na tym, pompa osadu 1 tłoczy materiał osadu przeznaczony do odwodnienia poprzez przewód tłoczenia la do komory doprowadzania R1 reaktora Π. Chemikalia lub kombinacje chemikaliów wybrane odnośnie swego rodzaju i ilości odpowiednio do danego rodzaju osadu, np. polielektrolit, doprowadzane są do osadu za pomocą pompy 15 chemikaliów do punktu 29, to znaczy jeszcze przed wejściem do reaktora. W komorze doprowadzania R1 prędkość przepływu osadu zmniejsza się w porównaniu z jego prędkością przepływu w przewodzie tłoczenia, a we wnętrzu reaktora II, posiadającego pionową geometryczną środkową oś X powstaje przepływ postępujący do góry, jeśli chodzi o jego główny kierunek. Pod działaniem doprowadzanych chemikaliów następuje powstawanie kłaczków osadu, a w komorze mieszania R2 reaktora II powstają podczas powolnego burzliwego ruchu materiału na skutek wzajemnych zderzeń bryłki kłaczków o coraz

180 285 większych wymiarach, które dobrze osadzają się, przy czym oddzielają się one od fazy ciekłej. W celu utrzymywania tego ruchu oraz w celu uniemożliwiania osadzania się kłaczków widocznych również gołym okiem mieszadło 18 zostaje wprawione w ruch w kierunku wokół swej pionowej osi geometrycznej i zmusza znajdujący się w komorze mieszania R2, potraktowany chemikaliami materiał osadowy do przepływu w głównym kierunku do góry. Optymalna prędkość obrotowa mieszadła 18, która jest regulowana, a przykładowo leży w zakresie prędkości obrotowych 20-60 obr./min., może być ustalona w zależności od konkretnych parametrów (zachowanie się osadu, stosowane chemikalia itd.). W górnym obszarze komory mieszania R2 stałą faza osadu osadza się z wyraźnymi liniami zarysu z fazy ciekłej i tworzy system zdolny do szybkiego osadzania.

Prędkość przepływu do góry materiału podawanego do komory parowania R3 dalej zmniejsza się, ale na skutek obrotu mieszadła 18 masa osadu jest podczas operacji mieszania dalej podnoszona. Rozdrabnianie dużych kłaczków tworzących się w komorze mieszania jest uniemożliwione przez powodowane w komorze parowania R3 zwolnienie przepływu do góry, przy czym mieszadło 18 wywiera na materiał osadu poprzez otwór 38 również dalej poruszające działanie w kierunku przelewu B. Przelew B na dwa zadania. Z jednej strony wywiera on na duże kłaczki działanie zatrzymujące, wstępnie zagęszczające, ponieważ cząstki osadu pozostają zawieszone na przelewie, podczas gdy woda z osadu przepływa dalej przez ten przelew. Z drugiej strony przelew ten przy swej wysokości e sięgającej powyżej osi obrotu 01 pierwszego walca filtrującego 4 wstępnego odwadniania i za pomocą leja 24 o długości c, zapewnia ze ciecz wchodzi z wy starczającą do tego celu prędkością w walec filtrujący wstępnego odwadniania i że porywa ona ze sobą również zbite kłaczki. Wysokość e jest zależna od kąta a, który z kolei zależy również od tego, gdzie płyta denna 24a osiąga pierwszy walec filtrujący 4 w ćwiartkowym sektorze wyciętym przez prostą pionową, przechodzącą przez oś obrotu 01 i przez płaszczyznę poziomą, przylegający do leja 24.

Materiał osadu przepływa w stosunkowo dużej ilości i z dużym pędem do walca filtrującego obracającego się w kierunku i z prędkością vl trafia na ten walec grawitacyjnie, tak że woda wydzielająca się z osadu intensywnie przenika przez płytę filtrującą 25 otaczającą szczelinowy płaszcz walca. Woda przepływająca przez pierwszy walec filtrujący 4 w kierunku zgodnym ze strzałką n przepłukuje po spodniej stronie skutecznie płytę filtrującą 25 i dostaje się wreszcie do kadzi 3 zbierania wody. W celu płukania płyty filtrującej stosuje się oczywiście również mechanizm płuczący 6, którego głowica phicząca 6b i dysza 30, tworząca z poziomem kąt γ są skierowane na dolną stronę pierwszego walca filtrującego 4. Na płaszczu walca filtrującego pozostaje natomiast wstępnie odwodniona faza osadu. Ponieważ pierwszy walec filtrujący 4 obraca się w kierunku i z prędkością vl, wodny materiał osadowy przepływający przez lej 24 trafia zawsze na oczyszczoną (wypłukaną) płytę filtrującą 25, a oddzielająca się faza osadu, poruszająca się do przodu w kierunku vl jest odwadniana, suszona i zagęszczana na pochylni 7. Patrząc w kierunku obrotu vl, przed punktem lub linią P2, skąd odchodzi pochylnia 7 od swej krawędzi górnej, walec rozdzielający 23 - z pośrednim umieszczeniem prowadzonej wokół niego w obiegu zamkniętym taśmy prasującej 17, dochodzi do pierwszego walca filtrującego 4 i zapewnia równomierne rozdzielanie oraz następujące do pewnego stopnia wstępne prasowanie osadu poruszającego się dalej w kierunku pochylni 7, na skutek czego zwiększa się wydajność odwadniania. Przez przestawianie szerokości hl szczeliny 39 można dostosować działanie do zmian zachowania się osadu. Szerokość szczeliny hl można ustawić tak, że może się ona sprężyście rozszerzać pod działaniem siły, a więc w przypadku, kiedy pomiędzy walec rozdzielający 23 a pierwszy walec filtrujący 4 dostanie się materiał o wielkości przekraczającej nominalną szerokość szczeliny hl, wówczas szczelina ta automatycznie powiększa się i w ten sposób wykluczone jest niebezpieczeństwo uszkodzenia płyty filtrującej 25 pierwszego walca filtrującego 4. Kąt zsuwania β jest w wymienionych granicach wybrany tak, że zapewnia on ciągłe podawanie dalej wstępnie odwodnionego materiału osadu oddzielonego od pierwszego walca filtrującego 4 na zasadzie grawitacji na drugi walec filtrujący 5 wstępnego zagęszczania. Materiał osadu transportowany na pochylni 7

180 285 spiętrza się w otoczeniu punktu PI, na skutek czego jest dalej zagęszczany, a oddzielona w wyniku tego woda dostaje się poprzez płytę filtrującą 26 zamocowaną na szczelinowym płaszczu drugiego walca filtrującego 5 wstępnego zagęszczania do wnętrza tego walca i wypływa stąd do kadzi 3 zbierania wody. Kierunek ruchu wody oddzielonej od materiału osadu został na fig. 2 oznaczony strzałką m. Jeżeli prędkość obiegowa v2 w przypadku warunku hl > h2 jest wybrana większa niż prędkość obwodowa pierwszego walca filtrującego 4, wówczas na powierzchni drugiego walca filtrującego 5 można osiągnąć dodatkowe działanie zagęszczające, co poza zmniejszeniem zawartości wody jest również korzystne dla dalszego procesu prasowania. Może to być zapewnione przez to, że zmniejszy się liczbę zębów koła łańcuchowego 33 w porównaniu z kołem łańcuchowym 32. Szerokości szczelin hl i h2 na ogół różnią się od siebie w tym sensie, że hl <h2. hl zapewnia na walcu 4 równomierne rozdzielanie materiału osadu, a h2 zapewnia intensywne wytłaczanie.

Wstępnie zagęszczający drugi walec filtrujący 5 jest napędzany przez główną przekładnię 11 w znaczonym przez strzałkę v2 kierunku obrotu i z zaznaczoną prędkością na skutek czego osad wstępnie zagęszczony w otoczeniu punktu PI na płaszczu drugiego walca filtrującego 5 dalej schnąc przechodzi do punktu Tl, a potem w zwężającą się szczelinę 40, to znaczy pomiędzy walec prasujący 8 obracający się w kierunku i z prędkością v3 w wymuszonym połączeniu z walcem filtrującym - lub pomiędzy prowadzoną wokół niego w obiegu zamkniętym taśmą prasującą 17 - a drugim walcem filtrującym 5. Również szerokość h2 szczeliny 40 jest przestawna, a jej zabezpieczenie przed uszkodzeniami jest rozwiązane dokładnie tak samo jak w przypadku walca rozdzielającego 23. Skuteczność odwadniania można zwiększyć, jeśli spowolni się obrót walca prasującego 8 w porównaniu z drugim walcem filtrującym 5, to znaczy v3 <v2 (fig. 2). Walec rozdzielający 23 i walec prasujący 8 są ze sobą w takim wymuszonym połączeniu napędowym, że koło zębate znajdujące się przy walcu rozdzielającym 23 jest połączone z kołem zębatym znajdującym się przy walcu 4, natomiast koło zębate walca prasującego 8 jest połączone z kołem zębatym walca 5. Ponieważ walce 4 i 5 są ze sobą w wymuszonym połączeniu poprzez łańcuch napędowy, oznacza to również wymuszone połączenie walca prasującego 8 i walca rozdzielającego 23. Podczas przechodzenia przez szczelinę 40 z osadu wyciskana jest również duża część pozostającej w nim jeszcze wody, która przepływa przez przykryty płytą filtrującą 26, szczelinowy płaszcz walca filtrującego (patrz strzałka u na fig. 2) i dostaje się do kadzi 3 zbierania wody. Wymiar szczeliny płyty filtrującej 26 przykrywającej drugi walec filtrujący (tkanina filtracyjna lub tkanina sitowa) należy korzystnie wybrać mniejszy niż wymiar szczeliny płyty filtrującej 25, ponieważ w ten sposób za pomocą walca prasującego 8 można wywierać większe ciśnienie prasowania bez wyciskania osadu przy krawędziach walców lub przetłaczania go przez płytę filtrującą 26, przy czym wysuszony osad można łatwo oddzielić zarówno od taśmy prasującej 17 jak i od powierzchni drugiego walca filtrującego 5. Wyciśnięty osad wychodzi zgodnie ze strzałką g na fig. 2 z urządzenia przez zsuwnię 10. Taśma prasująca 17 prowadzona przez walec prasujący 8 jest nieprzerwanie czyszczona przez element zgarniający 27 tak, że zawsze powraca czysta do szczeliny 39. Należy tu zaznaczyć, że wymiary szczelin płyt filtrujących 25 i 26 zależą od właściwości odwadnianego osadu i mogą wynosić np. 5-30.

Zastosowanie walca rozdzielającego 23 oraz taśmy prasującej 17 nie w każdym przypadku jest niezbędnie konieczne, ale umożliwia lepsze dostosowanie do właściwości doprowadzanego osadu, a dzięki temu większa jest zawartość suchej masy w osadzie wychodzącym z urządzenia. Przy stosowaniu taśmy prasującej 17 poza tym prędkości v3 i v4 są jednakowe.

Do płukania płyty filtrującej 26 drugiego walca filtrującego 5służy głowica płucząca 6a mechanizmu płuczącego 6, z której dysz płuczących 30 silne strumienie wody mogą być kierowane odpowiednio na nieoczyszczoną powierzchnię płyty filtrującej 26 drugiego walca filtrującego 5. W przypadku tego przykładu wykonania do płukania czyszczącego służy wypływająca przez króciec wylotowy 28 kadzi 3 zbierania wody filtracyjna woda, która doprowadzana jest do mechanizmu płuczącego 6 przez pompę płuczącą 22. Należy tu zauważyć, że do pracy urządzenia potrzebna jest tylko minimalna automatyzacja, z zapewnieniem jedy

180 285 nie zabezpieczenia pompy osadu 1 i pompy chemikaliów 15 przed pracą na sucho oraz musi być przez automatyzację zapewniony dostosowany sposób pracy z przekładnią główną 11.

Korzystne oddziaływania związane z wynalazkiem są następujące:

Skuteczna obróbka wstępna osadu przeprowadzana w reaktorze może być za pomocą urządzenia według wynalazku zapewniona w trzech bardzo łatwo, a mimo to skutecznie realizowanych stopniach odwadniania: grawitacyjnym, zagęszczania wstępnego i prasowania, przy czym odwadnianie dla większości rodzajów osadu zapewnia zawartość suchej masy 14-25%, co jest dobrze zgodnie z rozwiązaniami odnośnie usuwania odpadów i wykorzystywania osadów z małych i średnich oczyszczalni ścieków.

Konstrukcja urządzenia jest bardzo prosta. Zawiera ono mało części ruchomych, a możliwości uszkodzeń są również minimalne. Konstrukcja urządzenia ma dobrą przejrzystość, jego obsługa jest prosta i może być ono eksploatowane nawet bez daleko idącej automatyzacji w sposób ciągły bardzo skutecznie z krótkimi czasami prasowania. Na skutek prostych konstrukcji koszty inwestycyjne urządzenia są niewielkie, a jego koszty eksploatacyjne są również niskie w pierwszym rzędzie ze względu na niewielki pobór energii. Ze względu na skuteczne działanie chemikaliów, małe jest ich zużycie. Urządzenie ma małe wymagania konserwacji oraz zajmuje mało miejsca, posiada optymalną wydajność na jednostkę objętości i zabudowanej powierzchni gruntu, a także zapewnia skuteczne działanie odwadniające. Odwadnianie odbywa się bardzo oszczędnie i dlatego wyniki odwadniania są korzystne nawet w przypadku rodzajów osadów posiadających większą zawartość składników organicznych.

Korzystne jest również zapotrzebowanie na płukanie, ponieważ wystarcza płukanie walców filtrujących z kierunku filtrowania, to znaczy od zewnątrz do wewnątrz. Niepotrzebne jest płukanie przeprowadzane od wewnątrz na zewnątrz.

Urządzenie według wynalazku może być w szerokim kręgu stosowane do zmniejszania zawartości wody w różnych rodzajach osadów, a jego użycie jest szczególnie korzystne przy ciągłym odwadnianiu osadów z oczyszczalni ścieków małej i średniej wielkości o przepustowościach 500-7000 m³/d.

Wynalazek nie ogranicza się do opisanego przykładu wykonania urządzenia, lecz można go realizować na wiele sposobów w zakresie ochrony zdefiniowanym przez zastrzeżenia patentowe.

180 285

Fig.1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie filtracyjne, zwłaszcza do zmniejszania zawartości wody w osadzie, posiadające reaktor przeprowadzający fluktuację osadu wyposażony w mieszadło, służący do chemicznej obróbki wstępnej, oraz przynajmniej dwa obrotowe walce filtrujące, znamienne tym, że pierwszy walec filtrujący (4) jest połączony z reaktorem (II) poprzez lej (24), natomiast drugi walec filtrujący (5) jest umieszczony poniżej pierwszego walca filtrującego (4), ale w bocznym odstępie od niego, zaś pomiędzy pierwszym i drugim walcem filtrującym (4, 5) umieszczona jest opadająca od góry do dołu pochylnia (7), przy czym nad drugim walcem filtrującym (5) znajduje się walec prasujący (8).
2. Urządzenie filtracyjne według zastrz. 1, znamienne tym, że lej (24) opadający z góry do dołu ma płytę denną (24a), dołączoną do pierwszego walca filtrującego (4) powyżej płaszczyzny przechodzącej przez jego poziomą oś obrotu (01), a jednocześnie poniżej najwyższego punktu pierwszego walca filtrującego (4) od strony zwróconej do reaktora (II), przy czym kąt (a) utworzony przez ten lej (24) z poziomem wynosi 3-35°, korzystnie 15°.
3. Urządzenie filtracyjne według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że nad pierwszym walcem filtrującym (4) jest umieszczony walec rozdzielający (23) usytuowany po przeciwnej stronie pierwszego walca filtrującego (4) w stosunku do reaktora (II), powyżej płaszczyzny poziomej przechodzącej przez poziomą jego oś obrotu (01), ale poniżej najwyższego punktu pierwszego walca filtrującego (4).
4. Urządzenie filtracyjne według zastrz. 3, znamienne tym, że na walcu rozdzielającym (23) jest prowadzona taśma prasująca (17) o obiegu zamkniętym.
5. Urządzenie filtracyjne według zastrz. 1, znamienne tym, że górna krawędź pochylni (7) wychodzi od strony zwróconej do drugiego walca filtrującego (5) powyżej poziomej płaszczyzny przechodzącej przez poziomą oś obrotu (01), ale poniżej najwyższego punktu pierwszego walca filtrującego (4) i jest dołączona do drugiego walca filtrującego (5) powyżej poziomej płaszczyzny przechodzącej przez jego poziomą oś obrotu (02), ale poniżej najwyższego punktu drugiego walca filtrującego (5) po stronie zwróconej do pierwszego walca filtrującego (4).
6. Urządzenie filtracyjne według zastrz. 1, znamienne tym, że z drugim walcem filtrującym (5) współpracuje walec prasujący (8), który jest umieszczony na jego górnej części po przedniej stronie bardziej oddalonej od pierwszego walca filtrującego (4), w obszarze poniżej najwyższego punktu drugiego walca filtrującego (5).
7. Urządzenie filtracyjne według zastrz. 6, znamienne tym, że walec prasujący (8) jest połączony z mechanizmem mocującym (9) oraz z elementem zgarniającym (27) osadzonym bezpośrednio na nim.
8. Urządzenie filtracyjne według zastrz. 4, znamienne tym, że na walcu rozdzielającym (23) umieszczona jest taśma prasująca (17) o obiegu zamkniętym, prowadzona za pomocą walca prasującego (8), współpracującego z drugim walcem filtrującym (5), która jest umieszczona w sposób ciągły przy zewnętrznej powierzchni drugiego walca filtrującego (5), pomiędzy dwoma usytuowanymi w odstępie od siebie punktami (Tl, T2).
9. Urządzenie filtracyjne według zastrz. 4 albo 8, znamienne tym, że pomiędzy walcem rozdzielającym (23) a pierwszym walcem filtrującym (4) istnieje zwężająca się w kierunku obrotu (vl, v4) tych walców szczelina (39) o regulowanej szerokości (hl), a płaszczyzna przechodząca przez osie obrotu (01, 03) tych walców tworzy z poziomem kąt (π) o wartości 45-135°, korzystnie 75°, a ponadto pomiędzy drugim walcem filtrującym (5) a walcem prasującym (8) istnieje szczelina (40) o regulowanej szerokości (h2) zwężająca się w kierunku obrotu (v2, v3).

180 285
10. Urządzenie filtracyjne według zastrz. 9, znamienne tym, że oś obrotu (03) walca rozdzielającego (23) jest sprzężona z pierwszym walcem filtrującym (4).
11. Urządzenie filtracyjne według zastrz. 2, znamienne tym, że pozioma oś obrotu (01) pierwszego walca filtrującego (4) jest usytuowana powyżej poziomej płaszczyzny przechodzącej przez poziomą oś obrotu (02) drugiego walca filtrującego (5) na wysokości (h) wynoszącej 0,2-0,8, korzystnie 0,3 zewnętrznej średnicy (Dl) pierwszego walca filtrującego, a boczny odstęp (b) osi obrotu (01, 02) tych walców wynosi 1,1-2,0, korzystnie 1,5 sumy (Dl + D2) średnic (Dl, D2) obu tych walców.
12. Urządzenie filtracyjne według zastrz. 1 albo 5, znamienne tym, że pochylnia (7) tworzy z płaszczyzną poziomą kąt (β) o wartości 20-60°, korzystnie około 40°.
13. Urządzenie filtracyjne według zastrz. 1, znamienne tym, że płaszczyzna przebiegająca pomiędzy linią styku pochylni (7) z drugim walcem filtrującym (5) a osią obrotu (02) tego walca tworzy z płaszczyzną poziomą kąt (ε) o wartości 30-60°, korzystnie 45°.
14. Urządzenie filtracyjne według zastrz. 6, znamienne tym, że stosunek średnic (D3/D2) walca prasującego (8) i drugiego walca filtrującego (5) wynosi 0,3-0,7, korzystnie 0,4.
15. Urządzenie filtracyjne według zastrz. 3, znamienne tym, że stosunek średnic (D4/D1) walca rozdzielającego (23) i pierwszego walca filtrującego (4) wynosi 0,3-0,7, korzystnie 0,4.
16. Urządzenie filtracyjne według zastrz. 1, znamienne tym, że pod walcami filtrującymi (4, 5) jest zamocowana na wsporczym kadłubie (16) maszyny kadź (3) odbioru wody.
17. Urządzenie filtracyjne według zastrz. 16, znamienne tym, że pod dolnym obszarem zewnętrznych powierzchni walców filtrujących (4, 5) znajduje się mechanizm płuczący (6).
18. Urządzenie filtracyjne według zastrz. 17, znamienne tym, że mechanizm płuczący (6) ma dysze płuczące (30), których kierunek tworzy z poziomem kąt (γ) o wartości 25-75°, korzystnie 45°, odpowiadający składowym prędkości przeciwnym w stosunku do kierunku obrotu (vl, v2) walców filtrujących (4, 5) przyporządkowanych tym dyszom.
19. Urządzenie filtracyjne według zastrz. 17 albo 18, znamienne tym, że mechanizm płuczący (6) ma pompę płuczącą (22) z filtrem (42), zasilającą walce filtrujące (4, 5).
20. Urządzenie filtracyjne według zastrz. 16, znamienne tym, że na wsporczym kadłubie (16) maszyny ma zamocowaną przekładnię główną (11) napędzającą walce filtrujące (4, 5).
21. Urządzenie filtracyjne według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że reaktor (II) posiadający pionową geometryczną oś wzdłużną (X) ma u dołu zbiornik (2) ze stożkową częścią (2a) i z pionową cylindryczną częścią (2b) oraz mieszadło (18), które ma wchodzący w zbiornik (2) od góry i sięgający do zawierającej w sobie komorę wejściową (Rl) reaktora (II), stożkowej części (2a) zbiornika, pionowy wał (18a) oraz spiralny element mieszający (18b) sięgający do komory parowania (R3) reaktora utworzonej w górnym obszarze cylindrycznej części (2b) zbiornika, zaś do dolnej części komory wejściowej (Rl) reaktora (Π) jest połączony przewód tłoczenia (la).
22. Urządzenie filtracyjne według zastrz. 21, znamienne tym, że stosunek (dl/d2) średnicy (dl) cylindrycznej części (2b) zbiornika i średnicy (d2) spiralnego elementu mieszającego (18b) wynosi 1,0-2.0, korzystnie 1,5, zaś stosunek (f/d2) skoku linii śrubowej (f) i średnicy (d2) spiralnego elementu mieszającego (18b) wynosi 0,8-1,3, korzystnie 1,0.
23. Urządzenie filtracyjne według zastrz. 22, znamienne tym, że stosunek (11/dl) wysokości (11) komory wejściowej (Rl) i średnicy (dl) cylindrycznej części (2b) zbiornika wynosi 0,6-1,2, korzystnie 0,85, zaś stosunek (L/dl) wysokości (L) komory mieszania (R2) i średnicy (dl) cylindrycznej części (2b) zbiornika wynosi 1,0-2,0, korzystnie 1,5.
24. Urządzenie filtracyjne według zastrz. 23, znamienne tym, że górny odcinek cylindrycznej części (2b) zbiornika, w obszarze komory parowania (R3), połączony jest z prowadzącym do pierwszego walca filtrującego (4) lejem (24) wspólnej, zamkniętej przynajmniej od dołu i z boku przestrzeni (37) przez otwór (38), przy czym ta zamknięta

180 285 przestrzeń (37) od dołu jest ograniczona przez przelew (B), a lej (24) odchodzi od krawędzi (41) przelewu.
25. Urządzenie filtracyjne według zastrz. 24, znamienne tym, że stosunek (H/dl) wysokości przelewu (B) i średnicy (dl) cylindrycznej części (2b) zbiornika wynosi 0,4-0,7, korzystnie 0,55, zaś stosunek (k/dl) odległości (k) pomiędzy skrajną zewnętrzną linią płaszcza strony przeciwległej bocznemu otworowi (38) cylindrycznej części (2b) zbiornika a krawędzią (41) przelewu (B) do średnicy (dl) cylindrycznej części (2b) zbiornika .wynosi 1,2-1,6, korzystnie 1,3.
26. Urządzenie filtracyjne według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że reaktor (II) jest połączony ze zbiornikiem (12) chemikaliów poprzez pompę (15) chemikaliów z przewodem tłoczenia (15b) oraz z przewodem tłoczenia (la) połączonym z pompą (1) osadu.
27. Urządzenie filtracyjne według zastrz. 26, znamienne tym, że wnętrze zbiornika (12) chemikaliów jest podzielone przegrodą (36) na komorę mieszania (12a) i komorę (20) dojrzewania chemikaliów, przy czym do komory (20) dojrzewania chemikaliów wprowadzony jest przewód ssania (15a) pompy (15) chemikaliów, natomiast do komory mieszania (12a) od góry wprowadzone jest połączone z przekładnią (14a) mieszadło (14), które jest połączone z dozownikiem (13) chemikaliów.
28. Urządzenie filtracyjne według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że reaktor (Π), części zespołu (I) dozowania chemikaliów, oraz części zespołu (III) odwadniania oraz szafka rozdzielcza (19) są zamocowane na wspólnym wsporczym kadłubie (16) maszyny.

* * *