PL182851B1

PL182851B1 - Sposób wytwarzania sypkiego drobnoziarnistego materiału

Info

Publication number: PL182851B1
Application number: PL96321777A
Authority: PL
Inventors: John James Todd; Adrian Hopwood
Original assignee: Proceff Ltd; John James Todd
Priority date: 1995-02-13
Filing date: 1996-02-13
Publication date: 2002-03-29
Also published as: HU224100B1; RU2175646C2; HUP9801413A3; EP0871595A1; HUP9801413A2; EP0871595B1; NZ301322A; DE69613147D1; PL321777A1; PT871595E; ATE201664T1; WO1996025367A1; DK0871595T3; CA2211649A1; NO973712L; ES2160800T3; AU714279B2; DE69613147T2; NO973712D0; US5948262A

Abstract

1. Sposób wytwarzania sypkiego drobnoziarnistego materialu przeznaczone- go do stosowania w oczyszczaniu scieków, znamienny tym, ze doprowadza sie do zetkniecia granulki z termoplastycznego tworzywa sztucznego o zakresie wielkosci czastek wynoszacym 4 - 8 mm srednicy z mieszanina ziaren obojetnego mineralu o zakresie wielkosci czastek 0,1 - 2 ,5 mm srednicy i ziaren rozpuszczalnej substancji w podwyzszonej temperaturze, powlekajac granulki mieszanina a nastepnie rozpusz- cza sie ziarna rozpuszczalnej substancji zawarte w mieszaninie uzyskujac granulki powleczone ziarnami obojetnego mineralu o wstepnie ustalonej gestosci upakowania. F IG .2 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania sypkiego drobnoziarnistego materiału. Materiał taki może być wykorzystany w oczyszczalniach ścieków.

Ścieki mogą być oczyszczane przez doprowadzanie do nich gazu, na przykład napowietrzanie lub natlenianie ścieków lub innych wód odpadowych zawierających substancje organiczne ulegające rozpadowi pod działaniem tlenu. Stosowany i proponowany jest szeroki wachlarz sposobów oczyszczania i urządzeń. Tlen rozpuszcza się w wodzie trudno i powoli i w związku z tym pożądane jest zasadniczo stosowanie aeratorów drobnopęcherzykowych wytwarzających pęcherzyki o średnicy mniejszej niż 2 mm, a korzystnie mniejszej niż 1 mm. Mniejsze pęcherzyki posiadają większą powierzchnię właściwą jeżeli chodzi o przechodzenie tlenu do cieczy, a ponadto w cieczy unoszą się do góry wolniej zyskując dzięki temu więcej czasu na przejście tlenu zanim pęcherzyk dotrze do powierzchni cieczy.

Znane są oczyszczalnie wyposażone w zbiornik z urządzeniami napowietrzającymi zanurzonymi w ściekach w celu wytwarzania pęcherzyków.

Proponuje się również oczyszczalnię ścieków, w której w zbiorniku ścieków umieszczone jest złoże z sypkiego materiału. Napowietrzanie prowadzi wówczas do częściowej fluidyzacji złoża i sprzyja rozwojowi populacji mikroorganizmów na materiale złoża. W obecności rozpuszczonego tlenu mikroorganizmy przekształcają substancje organiczne zawarte w ściekach na dwutlenek węgla, wodę oraz materiały komórkowe o większej masie i osad zmniejszając tym samym biologiczne zapotrzebowanie tlenu (BZT). Przy odpowiednich warunkach eksploatacyjnych będą one także przetwarzały amoniak na związki azotowe. Powstający w ten sposób nadmiar osadu może wypływać z odciekiem w celu ewentualnego późniejszego rozdzielenia go i recyrkulacji.

Problemy zanieczyszczania i zatykania urządzeń napowietrzających i wszelkich przewodów rurowych mogą być poważne w przypadku, gdy są one umieszczone lub osadzone pod złożem sypkiego materiału. Regularne wyłączanie i opróżnianie instalacji oczyszczalni w celu oczyszczenia i odetkania lub wymiany aeratorów jest nieskuteczne i kosztowne także

182 851 z uwagi na potrzebę odłożenia lub usunięcia materiału złoża filtracyjnego w celu uzyskania dostępu do aeratorów.

Zgłoszenie nr PCT/GB94/02795 (publikacja WO/95/17351) zawiera opis sposobu i urządzenia do oczyszczania ścieków, powalających na złagodzenie takich problemów, a zwłaszcza ujawnia sypki drobnoziarnisty materiał przeznaczony do stosowania w charakterze złoża fluidalnego w procesie oczyszczania ścieków, przy czym wspomniany materiał charakteryzuje się tym, że cząsteczki zasadniczo obojętnego materiału są przyklejone do materiału z tworzywa sztucznego, powlekają go lub są nim powleczone w celu stworzenia siedliska dla mikroorganizmów efektywnych w oczyszczaniu ścieków.

Zgłoszenie to ujawnia również sposób oczyszczania ścieków, który charakteryzuje się tym, że umożliwia wpłynięcie ścieków do zbiornika oczyszczającego zawierającego złoże takiego sypkiego drobnoziarnistego materiału oraz doprowadzenie gazu do złoża i ścieków za pośrednictwem pęcherzyków powietrza wydostających się z jednego lub kilku generatorów gazu rozmieszczonych w obrębie złoża i przystosowanych do instalowania i demontażu sponad zwierciadła wody.

Zgodnie z tym rozwiązaniem taki sypki drobnoziarnisty materiał ma gęstość wahającą się zasadniczo od 1,0 do zasadniczo 13 g/cm³ charakteryzując się powierzchnią właściwą powyżej 600 m² na metr sześcienny sypkiego materiału, a wielkość średnicy cząsteczki waha się w granicach od zasadniczo 3 mm do zasadniczo 10 mm. Ujawniono przykład, w którym materiałem takim są cząsteczki piasku lub żwiru lub inne obojętne cząsteczki pochodzenia mineralnego co najmniej częściowo przyklejone do materiału z tworzywa sztucznego, powlekające go lub powleczone nim, przy czym jest to korzystnie tworzywo termoplastyczne, jak na przykład polietylen. Ujawniono, że materiał ten mógłby uzyskiwać podczas jego produkcji wymaganą gęstość w odniesieniu do określonego rodzaju zastosowania poprzez zmianę wyjściowych proporcji minerału i tworzywa sztucznego. Cząsteczki te mogą być formowane poprzez częściowe topienie polietylenu, na przykład w gorącym powietrzu, i umożliwienie mu kontaktu z piaskiem lub żwirem. W użytkowaniu cząsteczki są zupełnie sypkie i umożliwiają łatwe zainstalowanie generatorów gazu pod złożem i umieszczanie ich w dowolnie wybranym miejscu na dnie zbiornika. Niepotrzebna była żadna obudowa, krata lub siatka.

Stwierdzono, że taki sypki drobnoziarnisty materiał w praktyce jest skuteczny jako złoże fluidalne do oczyszczania ścieków takim sposobem i przy pomocy takiego urządzenia. Stwierdzono, że materiały takie zapewniają szczególnie stosowne siedlisko dla licznej populacji mikroorganizmów skutecznie oczyszczających ścieki.

Stwierdzone zostało jednak, że dla danej oczyszczalni i wymogów oczyszczania można uzyskać szczególnie skuteczne i wydajne oczyszczanie jeżeli fizyczne cechy sypkiego drobnoziarnistego materiału są określone i kontrolowane tak, aby spełniały te wymagania.

Celem obecnego wynalazku jest dostarczenie takiego sypkiego drobnoziarnistego materiału i udostępnienie sposobów jego wytwarzania.

Sposób wytwarzania sypkiego drobnoziarnistego materiału przeznaczonego do stosowania w oczyszczaniu ścieków według wynalazku charakteryzuje się tym, że doprowadza się do zetknięcia granulki z termoplastycznego tworzywa sztucznego o zakresie wielkości cząstek wynoszącym 4-8 mm średnicy z mieszanina ziaren obojętnego minerału o zakresie wielkości cząstek 0,1 - 2,5 mm średnicy i ziaren rozpuszczalnej substancji w podwyższonej temperaturze, powlekając granulki mieszaniną a następnie rozpuszcza się ziarna rozpuszczalnej substancji zawarte w mieszaninie uzyskując granulki powleczone ziarnami obojętnego minerału o wstępnie ustalonej gęstości upakowania.

Korzystnie doprowadza się do kontaktu z ziarnami obojętnego minerału i ziarnami rozpuszczalnej substancji o tym samym zakresie wielkości ziaren.

Korzystnie proporcja ziaren obojętnego minerału do ziaren substancji rozpuszczalnej w mieszaninie wynosi 1:8.

Korzystnie doprowadza się do zetknięcia granulek tworzywa sztucznego z mieszaniną obojętnego minerału i substancji rozpuszczalnej w podwyższonej temperaturze tak, aby ziarna utworzyły powłokę na granulkach wnikając w częściowo stopioną zewnętrzną powierzchnię

182 851 granulek, w wyniku czego na etapie rozpuszczania ziaren rozpuszczalnej substancji w powierzchni granulki pozostaję wgłębienia.

Stwierdzono, że skuteczne i sprawne oczyszczanie ścieków wymaga stosowania sypkiego drobnoziarnistego materiału ze wstępnie ustalonym zakresie uziarnienia zgodnie z wymogami oczyszczania ścieków Decyduje o tym zakres uziarnienia granulek tworzywa sztucznego, przy czym zazwyczaj pod uwagę brany jest zakres od 3 do 10 mm i uwzględniany dostępny zazwyczaj w handlu nieregularny kształt takich granulek. Korzystny zakres uziarnienia kształtuje się w granicach od 4 do 8 mm, a najkorzystniej od około 4 do 6 mm. Właściwym źródłem wspomnianych granulek są dostępne w handlu odzyskiwane kawałki tworzywa sztucznego, korzystnie granulaty z odpadów wyprasek, na przykład skrzynek z tworzywa sztucznego.

Następnie na ogół pożądane jest uzyskanie dużej powierzchni właściwej sypkiego drobnoziarnistego materiału, na przykład powyżej 600 m² na metr sześcienny. Im większa jest powierzchnia właściwa, tym większa jest odpowiednio powierzchnia siedliska dla mikroorganizmów biorących aktywnie udział w oczyszczaniu. Należy zdawać sobie sprawę z tego, że większa liczba małych ziaren minerału zapewni większą powierzchnię właściwą i wobec tego pożądane jest na ogół dobieranie dość małego zakresu uziarnienia minerału, na przykład 0,1 do 2,5 mm, przy czym, także w tym przypadku, w zależności od wymagań określonego procesu oczyszczania ścieków.

Gęstość właściwa tworzywa sztucznego jest ustalana na drodze doboru tworzywa sztucznego, korzystnie polietylenu, i wynosi mniej niż 1,0 g/m³. Podobnie ustalana jest gęstość właściwa minerału na drodze doboru minerału, korzystnie ostroziarnistego piasku, i jest ona znacznie większa niż 1,0 g/m3. W ten sposób wypadkowa gęstość właściwa sypkiego drobnoziarnistego materiału jest ostatecznie ustalona w wyniku początkowego doboru rozmiaru cząsteczek tworzywa sztucznego i minerału. Powierzchnia granulki tworzywa sztucznego wzrasta tylko proporcjonalnie do kwadratu jej średnicy. Grubość, a tym samym efektywna objętość powłoki mineralnej na granulkach, zależy od średnicy ziaren mineralnych pokrywających powierzchnię danego tworzywa sztucznego.

W związku z tym wstępny dobór zakresów uziarnienia w odniesieniu do danego tworzywa sztucznego i danego minerału ogranicza gęstość właściwą wynikowych cząsteczek do z góry ustalonej wartości. Wartość taka może być niepożądana. W praktyce, jeżeli gęstość właściwa przekracza znacznie 1,0 g/cm3, cząsteczki mogę podczas eksploatacji ulec niepożądanemu zagęszczeniu tworząc złoże na dnie zbiornika z oczyszczanymi ściekami, nie biorąc w efekcie udziału w systemie cyrkulacji ścieków wymuszonej strumieniem pęcherzyków wytwarzanych przez aerator. W tej sytuacji zakłada się, że gęstość właściwa ścieków jest zazwyczaj zbliżona do 1,0 g/cm³. Jeżeli gęstość właściwa cząsteczek jest mniejsza niż 1,0 cm3, wówczas cząsteczki, podczas eksploatacji, mogą koncentrować się w niepożądany sposób w postaci pływającej masy na powierzchni zbiornika ścieków nie biorąc udziału w cyrkulacji w pożądany sposób.

W przypadku efektywnego oczyszczania ścieków na ogół pożądane jest, aby znaczna część cząsteczek fluidalnego złoża krążyła intensywnie w systemie cyrkulacji ścieków wymuszonym przez napowietrzanie. Osiągnięciem obecnego wynalazku jest zapewnienie sypkiego drobnoziarnistego materiału o gęstości właściwej odpowiadającej pożądanej wstępnie ustalonej wartości i w zależności od parametrów oczyszczanych ścieków i samej instalacji oczyszczalni, zwłaszcza jej wymiarów poziomych i głębokości ścieków.

W ten sposób wynalazek umożliwia wytwarzanie sypkiego drobnoziarnistego materiału, który polega na tym, że istnieje uzasadniona możliwość nie tylko wstępnego ustalenia pożądanego zakresu wielkości granulek tworzywa sztucznego i znajdujących się na nich ziaren mineralnych, ale również gęstości właściwej gotowego materiału. Osiągnięte to zostaje dzięki zrozumieniu, iż możliwa jest kontrola efektywnej gęstości upakowania ziaren mineralnych powłoki na granulkach z tworzywa sztucznego.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia cząsteczkę materiału z zasadniczo jednorodną powłoką w przekroju poprzecznym; fig. 2 - cząsteczkę materiału z kontrolowaną gęstością upakowania powłoki w przekroju poprzecznym;

182 851 fig. 3 - cząsteczkę materiału z inną kontrolowaną gęstością upakowania powłoki w przekroju poprzecznym.

Figura 1 pokazuje granulkę 80 polietylenu z dużą ilością ziaren 81 przyklejonych do niej w charakterze powłoki w wyniku częściowego stopienia dla częściowego osadzenia ziarna w granulce.

Figura 2 przedstawia podobną granulkę 80 z powłoką z ziaren ostroziarnistego piasku o kontrolowanej zmniejszonej gęstości upakowania zapewniającą cząsteczkę o z góry ustalonym pożądanej gęstości właściwej, a fig. 3 przedstawia podobną granulkę 80 z kontrolowaną i mniejszą gęstością upakowania w celu zapewnienia cząsteczki o z góry ustalonej pożądanej mniejszej gęstości właściwej.

Cząsteczki pokazane na fig. 2 i fig. 3 mogą być wytwarzane w następujący sposób. Zakresy uziarnienia w odniesieniu do granulek z tworzywa sztucznego i ziaren piasku są dobierane zazwyczaj stosownie do procesu oczyszczania ścieków i wymagań instalacji oczyszczania. Ziarna mineralne, na przykład ostroziarnisty piasek, są dokładnie wymieszane w dobranej proporcji, na przykład 50:50, z ziarnami rozpuszczalnej substancji również charakteryzującej się wstępnie dobranym zakresem uziarnienia. Rozpuszczalną substancją może być zwykła sól, to znaczy chlorek sodowy. Zakres uziarnienia cząsteczek zwykłej soli stołowej wynosi około 0,15 mm, a zwykłej soli do zmiękczania wody około 3,3 mm.

Granulki z tworzywa sztucznego są podgrzewane do momentu ich częściowego stopienia, to znaczy dopóki ich powierzchnia nie stanie się błyszcząca i lepka. Następnie doprowadza się do ich zetknięcia z mieszaniną, mineralna, na przykład przez obtoczenie ich w mieszaninie rozsypanej na płaskim naczyniu. Każda granulka zostaje przez to pokryta przyklejoną do niej powłoką mieszaniny. Pokryte powłoką granulki są następnie płukane w zimnej wodzie, korzystnie gdy są jeszcze ciepłe. Rozpuszczalne ziarnka soli ulegają rozpuszczeniu w wodzie i na granulkach pozostaje wyłącznie powłoka z ostroziarnistego piasku. Woda popłuczna może być następnie uzdatniona w celu usunięcia ż niej rozpuszczonej soli i może być przeznaczona do innego wykorzystania lub recyrkulowana.

Rozpuszczalną substancją może być inna tania ziarnista substancja rozpuszczalna w pospolitym rozpuszczalniku, jak na przykład woda, który nie ma wpływu na tworzywo sztuczne lub piasek oraz pod warunkiem, że jej temperatura topnienia jest wyższa niż temperatura mięknięcia granulek polietylenowych, to znaczy wyższa niż około 200°C.

Gęstość upakowania może być kontrolowana poprzez dobór zakresu uziarnienia ziaren rozpuszczalnej substancji w stosunku do zakresu uziarnienia ziaren piasku. Figura 2 przedstawia wynikowe cząsteczki, w przypadku których te zakresy uziarnienia są zasadniczo identyczne, każdy na przykład około 0,25 mm na granulce z tworzywa sztucznego wielkości 8 mm. Figura 3 przedstawia wynikową cząsteczkę, w przypadku, gdy średnica ziaren soli była około trzy razy większa od średnicy ziaren piasku, na przykład 0,5 mm dla ziaren soli i 0,15 mm dla ziaren piasku.

W wybranym przykładzie wykonania gęstość upakowania jest kontrolowana poprzez zmiany wyjściowych proporcji ziaren piasku i soli w mieszaninie, i stanie się oczywiste, że ma to podobny wpływ na zmianę odpowiednich zakresów uziarnienia cząsteczek. Tak więc w celu ukazania wynikowej cząsteczki w przypadku, gdy stosunek ziaren piasku do soli o zasadniczo takiej samej wielkości cząsteczek w wyjściowej mieszaninie wynosił 1:3 może być tak samo rozpatrywana fig. 3. Zarówno proporcje wyjściowe jak i odpowiednie uziarnienie mogą być zmieniane niezależnie od siebie. Zaleta kontrolowania gęstości upakowania poprzez stosowanie ziaren piasku i soli o zasadniczo takim samym uziarnieniu i zmienianie ich wyjściowych proporcji w mieszaninie polega na tym, że upraszcza to produkcję dokładnej mieszaniny ziaren piasku i soli.

Wynalazek umożliwia w ten sposób wytwarzanie cząsteczek o pożądanej gęstości właściwej w oparciu o określony sposób oczyszczania i określonej instalacji, a także cząsteczek o pożądanej powierzchni właściwej, na przykład rzędu od 300 m² na metr sześcienny do 600 m²na metr sześcienny w odniesieniu do określonego sposobu oczyszczania i instalacji. Umożliwia to ponadto wstępne napełnienie instalacji frakcjonowanymi cząsteczkami. Fluidalne złoże może być na przykład utworzone jako warstwowy kompozyt z dolną warstwa z sypkiego

182 851 drobnoziarnistego materiału o stosunkowo większej gęstości i górnej warstwie z materiału o mniejszej gęstości oraz być może także pośrednią w warstwie o średniej gęstości. W trakcie eksploatacji gęstsze cząsteczki krążyłyby powoli najpierw przy dnie zbiornika w celu zgrubnego napowietrzenia i uzyskania pewnego stopnia filtracji, natomiast lżejsze cząsteczki krążyłyby intensywniej początkowo w górnych warstwach w celu uzyskania pełnego napowietrzenia ścieków. W poszczególnych warstwach mogą rozwinąć nieco różniące się między sobą populacje mikroorganizmów z korzyścią dla procesu oczyszczania ścieków.

W innym przykładzie wykonania cząsteczki są przygotowane dla określonej instalacji w taki sposób, że po wstępnym napełnieniu oraz gdy ścieki są w stanie spoczynku część z nich, na przykład około 50%, wykazuje tendencje do unoszenia się na powierzchni, a część z nich, na przykład 50%, wykazuje tendencje do opadania na dno.

Wynalazcy byli zaskoczeni stwierdzając, że zastosowanie takiego lekkiego, to znaczy posiadającego mała gęstość, materiału przyniosło nadspodziewane korzyści. Nie tylko efektywność procesu oczyszczania ścieków utrzymała się na wysokim poziomie, ale powiązane jest to z prostotą i łatwości konserwacji instalacji. Uważa się, że może to być związane z odejściem od poprzedniego kierunku w stanie techniki polegającego na tym, że drobnoziarnisty materiał był traktowany jako złoże fluidalne, w efekcie czego materiał ten powinien osiąść w charakterze złoża na dnie zbiornika ścieków, gdy aeratory nie pracują, i wobec tego cząsteczki powinny mieć większą gęstość niż 1,0 g/cm . Częściowo wynikało to stąd, że uważano za konieczne, aby cząsteczki spełniały funkcję filtra.

Obecnie stwierdzono, że sposób oczyszczania został usprawniony dzięki utrzymywaniu cząsteczek materiału w ciągłym ruchu w obrębie i zasadniczo w całej masie ścieków w obrębie zbiornika, to znaczy cząsteczki powinny posiadać wyżej wymienioną gęstość wynoszącą około 1,0 g/m³ tak, że część cząsteczek wykazuje tendencję do unoszenia się w cieczy, a część wykazuje tendencje do opadania w ściekach, przy czym liczne pozostają zawieszone w masie ścieków. W konsekwencji podczas procesu napowietrzania za pomocą generatorów gazu, cząsteczki szybko są wprawiane w ruch w całym zbiorniku. Zapewnia to większą efektywność kontaktu z powietrzem mikroorganizmów i cząsteczek stanowiących ich pokarm w masie oczyszczanych ścieków. Ponadto ruchome cząsteczki usprawniają przechodzenie tlenu poprzez utrudnianie ruchu pęcherzyków ku powierzchni. Gdy pęcherzyk trafia w cząsteczkę, ulega rozbiciu na drobniejsze pęcherzyki lub co najmniej zwalnia, przesuwając się po szorstkiej powierzchni cząsteczki.

Stwierdzono, że sposób jest bardzo stabilny przez to, że do cząsteczek zawsze przywiera dostatecznie duża populacja mikroorganizmów, przy czym nie utrzymuje się ona przez jakiś okres czasu ani zbyt licznie, ani też nie maleje ponieważ nieuchronnie ilości dopływających ścieków do zbiornika i przepływ przez zbiornik są zmienne. Pozwala to uzyskać bardziej długotrwałą stabilność, której wymagają operatorzy, zwłaszcza w przypadku instalacji bezobsługowych, i prowadzi do wyżej wspomnianej prostoty i łatwości obsługi.

Ponieważ średnia gęstość cząsteczek jest faktycznie taka sama jak gęstość ścieków, to znaczy ich wybór hydrostatyczny jest zerowy, wymogi energetyczne w zakresie napowietrzania i cyrkulacji zostają ograniczone do minimum. Zrozumiałe będzie, że zasilanie aeratorów nie tylko prowadzi do napowietrzenia ścieków, ale wytwarza system cyrkulacji w zbiorniku, jak to opisano w zgłoszeniu nr WO 95/17351. Obecne cząsteczki materiału są dostosowane do ich efektywnego wykorzystania w takiej instalacji oczyszczania ścieków i sposobów, jakie opisano w tym opublikowanym zgłoszeniu.

Efektywność oczyszczania przy pomocy mikroorganizmów na zawieszonych i cyrkulowanych cząsteczkach oraz efektywność w zakresie wykorzystania energii mogą prowadzić do bardzo dużego współczynnika obciążenia, a tym samym do mniejszych wymiarów instalacji przy danym obciążeniu, przy jednoczesnym zapewnieniu stabilności działania, prostoty i łatwości obsługi.

Ze względu na tą efektywność zbiornik do oczyszczania ścieków może być napełniany drobnoziarnistym materiałem nawet tylko w 20% swojej objętości w porównaniu do 60 - 80% objętościowo w przypadku niektórych objętościowych materiałów stosownych przy oczyszczaniu ścieków według stanu techniki.

182 851

Cząsteczki mogą być wytwarzane poprzez stykanie się granulek tworzywa sztucznego o wstępnie określonym zakresie uziarnienia z mieszaniną ziaren zasadniczo obojętnego minerału o wstępnie określonym zakresie uziarnienia i ziarnami rozpuszczalnej substancji o wstępnie określonym zakresie uziarnienia (korzystnie takim samym jak uziarnienie materiału obojętnego) w podwyższonej temperaturze w celu pokrycia granulek mieszaniną, a następnie wypłukania ziaren rozpuszczalnej substancji z powłoki w celu uzyskania granulek pokrytych wspomnianymi ziarnami zasadniczo obojętnego minerału z wstępnie ustalonym zakresem gęstości upakowania.

Minerałem jest korzystnie pospolity piasek, znany również jako piasek płukany lub piasek do piaskownic, który zawiera znaczną ilość ziaren jednakowej wielkości.

Przy wiedzy ze stanu techniki odnośnie gęstości tworzywa sztucznego i minerału obojętnego istnieje możliwość łatwego doboru zakresu gęstości upakowania w celu uzyskania pożądanej średniej gęstości rzędu 1,0 g/cm³.

Istnieje ponadto możliwość regulowania warunków kontaktu między granulkami i mieszaniną ziaren oraz podwyższonej temperatury kontaktu tak, aby ziarna pokrywały granulki wnikając na znaczną głębokość w częściowo stopioną zewnętrzną powierzchnię granulek. W ten sposób około 50% objętości ziaren może wniknąć, a 50% może wystawać z powierzchni, co powoduje ich trwale zamocowanie w granulkach podczas ich późniejszego wykorzystywania do oczyszczania ścieków.

Wynalazcy stwierdzili również, że przy tak głęboko osadzonych ziarnach w następnym etapie wypłukiwania ziaren rozpuszczalnej substancji na powierzchni granulek pozostają wgłębienia, których łączna powierzchnia jest porównywalna z powierzchnią sąsiadujących z nimi wypukłości utworzonych przez zatrzymane nierozpuszczalne ziarna materiału obojętnego. Stanowi to istotną zaletę techniczną polegającą na tym, że powierzchnia właściwa cząsteczek sypkiego drobnoziarnistego materiału zasadniczo jest niezależna od ilości ziaren materiału obojętnego i ilości ziaren substancji rozpuszczalnej.

W związku z tym wyjściowe proporcje soli:piasku mogą być dobierane w szerokim zakresie, na przykład od 1:1 aż do 8:1 a nawet więcej nie zmniejszając przy tym dużej powierzchni właściwej wynoszącej na przykład ponad 600 m² na metr sześcienny jak to powiedziano wyżej.

Zrozumiałe będzie, że duża liczba małych ziaren da w wyniku większą powierzchnię właściwą, ale korzyść związana ze stosowaniem znacznie zagłębionych ziaren polega na tym, że wielkość ziarna może być dobrana pod kątem określonej powierzchni właściwej niezależnie od doboru proporcji piasek:sól. Wynalazek pozwolił więc uzyskać sypki drobnoziarnisty materiał, który jest optymalnie przystosowany do efektywnego i skutecznego oczyszczania ścieków.

182 851

FIG.1

FIG.2

FIG. 3

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania sypkiego drobnoziarnistego materiału przeznaczonego do stosowania w oczyszczaniu ścieków, znamienny tym, że doprowadza się do zetknięcia granulki z termoplastycznego tworzywa sztucznego o zakresie wielkości cząstek wynoszącym 4-8 mm średnicy z mieszaniną ziaren obojętnego minerału o zakresie wielkości cząstek 0,1 - 2,5 mm średnicy i ziaren rozpuszczalnej substancji w podwyższonej temperaturze, powlekając granulki mieszaniną, a następnie rozpuszcza się ziarna rozpuszczalnej substancji zawarte w mieszaninie uzyskując granulki powleczone ziarnami obojętnego minerału o wstępnie ustalonej gęstości upakowania.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że doprowadza się do kontaktu z ziarnami obojętnego minerału i ziarnami rozpuszczalnej substancji o tym samym zakresie wielkości ziaren.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proporcja ziaren obojętnego minerału do ziaren substancji rozpuszczalnej w mieszaninie wynosi 1:8.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że doprowadza się do zetknięcia granulek tworzywa sztucznego z mieszaniną obojętnego minerału i substancji rozpuszczalnej w podwyższonej temperaturze tak, aby ziarna utworzyły powłokę na granulkach wnikając w częściowo stopioną zewnętrzną powierzchnię granulek, w wyniku czego na etapie rozpuszczania ziaren rozpuszczalnej substancji w powierzchni granulki pozostają wgłębienia.