PL235975B1

PL235975B1 - Multistream two-stage lamella separator

Info

Publication number: PL235975B1
Application number: PL426868A
Authority: PL
Inventors: Witold Olszewski; Paweł Pietraszek
Original assignee: Symbiona Spolka Akcyjna
Priority date: 2018-09-01
Filing date: 2018-09-01
Publication date: 2020-11-16
Also published as: PL426868A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest separator lamelowy wielostrumieniowy dwustopniowy przeznaczony do usuwania substancji lekkich i zawiesin z cieczy, zwłaszcza do oddzielania substancji ropopochodnych, tłuszczów i substancji olejowych.The subject of the invention is a multi-stream two-stage lamella separator intended for removing light substances and suspensions from liquids, especially for the separation of petroleum substances, fats and oily substances.

W publikacji „Separatory wielostrumieniowe PUR-KLB do oczyszczania ścieków opadowych”, W. Olszewski, Gaz, Woda i Technika Sanitarna Nr 6/2010 str. 25-27, opisane są pakiety wielostrumieniowe przeciwprądowe w których kierunek przepływu cieczy w przewodach sedymentacyjnych jest przeciwny niż kierunek usuwania osadu, przy czym warunkiem grawitacyjnego zsuwania się osadu jest kąt nachylenia przewodów sedymentacyjnych co najmniej 45° (zwykle 55 + 60°). Im mniejszy jest kąt nachylenia przewodów sedymentacyjnych, tym większy jest efekt sedymentacji zawiesin. Najhardziej efektywne ze znanych konstrukcji pakietów wielostrumieniowych są pakiety wielostrumieniowe prostopadłoprądowe, posiadające poziome przewody sedymentacyjne, które umożliwiają uzyskanie wysokiego efektu sedymentacji zawiesin przy względnie dużej ich wydajności. Przewody sedymentacyjne mogą mieć różne formy, na przykład pakiety do jednoczesnego oddzielania substancji lekkiej i ciężkiej mają kanały w kształcie rombu z przeciwległymi szczelinami usytuowanymi w górnej i dolnej części kanału.In the publication "PUR-KLB multi-stream separators for rainwater treatment", W. Olszewski, Gaz, Woda and Technika Sanitarna No. 6/2010 pp. 25-27, countercurrent multi-stream packages are described in which the direction of liquid flow in sedimentation lines is opposite to the direction of sludge removal, with the slope angle of the sedimentation pipes at least 45 ° (usually 55 + 60 °) prerequisite for the gravitational sliding of the sludge. The smaller the slope angle of the sedimentation pipes, the greater the sedimentation effect of the suspensions. The most effective of the known designs of multi-stream packages are multi-stream orthogonal current packages, having horizontal sedimentation lines, which enable obtaining a high sedimentation effect of suspensions with a relatively high efficiency. The sediment lines can have various forms, for example packages for simultaneous light and heavy substance separation have diamond-shaped channels with opposing slots located in the upper and lower parts of the channel.

Z opisu patentowego CA1157814 znany jest separator zawierający pakiet wielostrumieniowy z poziomymi przewodami przepływowymi i pionowymi kanałami do wznoszenia i opadania oddzielanych frakcji. Frakcje lekkie są unoszone do górnej części separatora, a frakcje cięższe opadają do stożkowej części dolnej. Separator ten nie ma strefy wstępnego oczyszczania.From CA1157814 a separator is known which comprises a multi-stream packet with horizontal flow conduits and vertical channels for rising and falling of the separated fractions. The light fractions are carried to the top of the separator, while the heavier fractions fall to the conical bottom. This separator does not have a pre-treatment zone.

Z opisu patentowego FR2704447 znany jest separator lamelowy wielostrumieniowy o przepływie poprzecznym, utworzony przez dwa pakiety wielostrumieniowe wykonane z pionowych płyt pofałdowanych w płaszczyźnie poziomej, które tworzą poziome przewody przepływowe ze szczelinami umożliwiającymi wznoszenie fazy lekkiej zdyspergowanej w oczyszczanej cieczy i grawitacyjne opadanie fazy cięższej na dno separatora. W rozwiązaniu tym oczyszczaną ciecz jest doprowadzana kanałem zasilającym do strefy wstępnego oczyszczania usytuowanej pomiędzy pakietami, a następnie przepływa przez poziome pakiety wielostrumieniowe. Górna część separatora, w której zbierają się faza lekka, ma po bokach kanały, przelewowe do jej odprowadzania poza separator.Patent description FR2704447 describes a multi-stream cross-flow lamellar separator, formed by two multi-stream packages made of vertical corrugated plates in the horizontal plane, which form horizontal flow conduits with slots enabling the light phase dispersed in the liquid to be raised and the gravitational fall of the heavier phase to the bottom of the separator . In this solution, the liquid to be treated is led through a feed channel to the pre-treatment zone situated between the packages, and then flows through the horizontal multi-stream packages. The upper part of the separator, where the light phase accumulates, has overflow channels on the sides for its discharge outside the separator.

Z opisu patentowego GB2116447 znany jest separator o przepływie poziomym z dwiema komorami separacji rozdzielonymi pakietem wielostrumieniowym o przepływie poziomym. Obie komory separacji są zaopatrzone w odpływy osadu. W drugiej komorze jest wykonany próg przelewowy do odprowadzania oleju i niżej umieszczony próg przelewowy wody.The patent specification GB2116447 describes a horizontal flow separator with two separation chambers separated by a multi-stream package with horizontal flow. Both separation chambers are equipped with sludge outlets. In the second chamber there is an overflow sill for draining the oil and a lower water overflow sill.

Z patentu PL 124394 znane są także pakiety wielostrumieniowe z przewodami poziomymi lub nachylonymi pod katem do 10 stopni, posiadające równoległe ścianki, między którymi umieszczone są w sposób uporządkowany płytki poziome wzdłuż ich długości, a przechylone pod kątem nie mniejszy niż 45 stopni do poziomu wzdłuż ich szerokości, oddzielone szczeliną od sąsiednich ścianek. Pakiety te przeznaczone są do sedymentacji zawiesin w cieczy z samooczyszczaniem się przewodów sedymentacyjnych z osadu.From patent PL 124394 there are also known multi-stream packages with horizontal or inclined lines up to 10 degrees, having parallel walls between which horizontal plates are placed in an orderly manner along their length, and tilted at an angle of not less than 45 degrees to the horizontal along their length. width, separated by a slot from adjacent walls. These packages are designed for sedimentation of suspensions in liquids with self-cleaning of sediment pipes from sedimentation lines.

Celem wynalazku zwiększenie efektu sedymentacji zawiesin i separacji frakcji lekkich przy zachowaniu-względnie dużej wydajności przepływu cieczy przez separator wielostrumieniowy.The aim of the invention is to increase the sedimentation effect of suspensions and the separation of light fractions while maintaining a relatively high liquid flow capacity through the multi-stream separator.

Separator wielostrumieniowy dwustopniowy, zawierający zbiornik z dwiema strefami separacji objętościowej, dolną i górną, które są rozdzielone hydraulicznie pakietami wielostrumieniowymi z poziomymi przewodami sedymentacyjnymi, w przekroju w kształcie rombu z przeciwległymi szczelinami usytuowanymi w górnej i dolnej części przewodów sedymentacyjnych, umożliwiającymi grawitacyjną separację wydzielanych faz, lżejszej i cięższej, przy czym strefa dolna, usytuowana pomiędzy dwoma pakietami wielostrumieniowymi, ma wlot oczyszczanej cieczy w części przydennej zbiornika, strefy osadowe, usytuowane poniżej pakietów wielostrumieniowych, są zaopatrzone w przewody wylotowe, strefa górna, usytuowana nad pakietami wielostrumieniowymi, ma koryto zbiorcze połączone z przewodem spustu frakcji lekkich, a strefa boczna, przylegająca do ściany zbiornika, ma koryta odpływowe połączone z przewodem zbiorczym do odprowadzania oczyszczonej wody, według wynalazku charakteryzuje się tym, że strefa dolna ma kształt zbieżny do góry, utworzony przez pakiety wielostrumieniowe pochylone lustrzanie zbieżnie do góry w kierunku płaszczyzny osiowej zbiornika, oraz pochylone zbieżnie do góry przegrody boczne oddzielające dolną strefę separacji objętościowej od stref osadowych, a koryto zbiorcze jest usytuowane w płaszczyźnie osiowej w strefie górnej poniżej poziomu oczyszczanej cieczy.A two-stage multi-stream separator, containing a tank with two volumetric separation zones, lower and upper, which are hydraulically separated by multi-stream packages with horizontal sedimentation pipes, diamond-shaped in cross-section with opposing slots located in the upper and lower parts of the sedimentation pipes, enabling gravitational separation of the separated phases, lighter and heavier, the lower zone, located between two multi-stream packages, has an inlet of the liquid to be treated in the bottom part of the tank, the sediment zones located below the multi-stream packages are provided with outlet conduits, the upper zone, located above the multi-stream packages, has a collective trough connected with a light fraction discharge conduit, and the side zone, adjacent to the tank wall, has drain troughs connected to a collecting conduit for draining treated water, according to the invention, the lower zone is shaped as t converging upwards, formed by multi-stream packages mirror-converging upwards towards the axial plane of the tank, and converging upwards side partitions separating the lower volumetric separation zone from the sediment zones, and the collecting trough is located in the axial plane in the upper zone below the level of the treated liquid.

Korzystnym jest, jeżeli oba pakiety wielostrumieniowe są pochylone względem płaszczyzny osiowej zbiornika pod jednakowym kątem w zakresie od 10 do 15 stopni.Preferably, both multi-stream packages are inclined with respect to the axial plane of the tank at the same angle in the range from 10 to 15 degrees.

PL 235 975 B1PL 235 975 B1

Separator z pakietem wielostrumieniowym wg wynalazku, ma skróconą do minimum drogą spływu oddzielanych osadów w przewodach sedymentacyjnych, nie wzdłuż przewodów lecz w kierunku poprzecznym do kierunku przepływu, co zapobiega kumulacji osadów na długości przewodów sedymentacyjnych. Analogicznie skrócona jest droga uwalniania frakcji lekkich, poprzecznie i na całej długości przewodów sedymentacyjnych, bezpośrednio do strefy separacji objętościowej. Zaletą separatora według wynalazku jest zastosowanie zbieżnego do góry układu pakietów wielostrumieniowych graniczących z dolną strefie separacji objętościowej. Dzięki temu wymuszone jest równomierne obciążenie hydrauliczne przewodów sedymentacyjnych.The separator with a multi-stream package according to the invention has a shortened to a minimum the flow path of the separated sediments in the sedimentation lines, not along the lines but in a direction transverse to the flow direction, which prevents the accumulation of sediments along the length of the sedimentation lines. The path of light fractions release is similarly shortened, transversely and along the entire length of the sedimentation pipes, directly to the volume separation zone. The advantage of the separator according to the invention is the use of a converging arrangement of multi-stream packages bordering the lower zone of volume separation. As a result, a uniform hydraulic load on the sedimentation lines is forced.

Wynalazek jest objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok separatora w rzucie poziomym a-a z fig. 2, fig. 2 przedstawia separator w przekroju A-A z fig. 1, fig. 3 przedstawia separator w przekroju pionowym B-B z fig. 1, a fig. 4 przedstawia fragment pakietu wielostrumieniowego w widoku czołowym.The invention is elucidated in an embodiment in the drawing, in which fig. 1 shows the separator in plan view aa of fig. 2, fig. 2 shows the separator in section AA of fig. 1, fig. 3 shows the separator in a vertical section BB of fig. 1 and Fig. 4 is an end view of a portion of a multi-stream packet.

Jak przedstawiono na fig. 1-3, separator składa ze obudowy zbiornika 1, w którym są zamontowane dwa pakiety wielostrumieniowe 2 w taki sposób, że jest wymuszony przepływ cieczy doprowadzanej pompą przez kolektor wlotowy 3 równolegle przez całą objętość każdego pakietu wielostrumieniowego 2. W tej części separatora zachodzi separacja frakcji lekkich i zawiesin w przewodach pakietów wielostrumieniowych 2. Zbiornik 1 ma dwie strefy separacji objętościowej, dolną z kolektorem wlotowym 3 i górną 5, które są rozdzielone hydraulicznie lamelowymi pakietami wielostrumieniowymi 2 w kształcie prostopadłościanów. Każdy pakiet ma poziome przewody sedymentacyjnymi 4 w kształcie rombów z przeciwległymi szczelinami usytuowanymi w górnej i dolnej części kanałów, widocznymi na fig. 4. Szczeliny umożliwiają grawitacyjną separację wydzielanych faz, lżejszej i cięższej. Strefa dolna separacji objętościowej, usytuowana pomiędzy dwoma pakietami wielostrumieniowymi 2, ma wlot oczyszczanej cieczy w postaci kolektora 3 w strefie przydennej zbiornika 1. Strefa osadowa 8 usytuowana poniżej każdego pakietu wielostrumieniowego 2 jest zaopatrzona w przewody wylotowe 9. Strefa górna 5 separacji objętościowej, usytuowana nad pakietami wielostrumieniowym 2, ma koryto zbiorcze 6 połączone z przewodem spustu frakcji lekkich. Strefa boczna 10, przylegająca do ściany zbiornika 1, ma na górze koryta odpływowe 11 połączone z przewodem zbiorczym 12 do odprowadzania oczyszczonej wody. Koryto zbiorcze 6 jest usytuowane w płaszczyźnie osiowej w strefie górnej 5 poniżej poziomu oczyszczanej cieczy wyznaczonego przez krawędzie przelewowe koryt odpływowych 11. Strefa dolna separacji objętościowej ma kształt zbieżny do góry, utworzony przez oba pakiety wielostrumieniowe 2 pochylone lustrzanie zbieżnie do góry w kierunku płaszczyzny osiowej zbiornika 1, oraz pochylone zbieżnie do góry przegrody boczne oddzielające strefę dolną z kolektorem wlotowym 3 od stref osadowych 8. Oba pakiety wielostrumieniowe 2 są pochylone względem płaszczyzny osiowej pod jednakowym kątem w zakresie od 10 do 15 stopni, co powoduje takie same pochylenie poziomych przewodów sedymentacyjnych 4. Pochylenie obu pakietów wielostrumieniowych 2 wymusza równomierne obciążenie hydrauliczne przewodów sedymentacyjnych 4. Urządzenie posiada zawór odpowietrzający 13, króciec 14 do miernika poziomu cieczy, oraz filtr dezodoryzacji powietrza wylotowego 16, widoczne na fig. 2. W kopule i ścianie zbiornika 1 są zamontowane włazy rewizyjne 15. Do ściany zbiornika 1 jest przymocowana drabina włazowa widoczna na fig. 1.As shown in Figs. 1-3, the separator consists of a tank housing 1 in which two multi-jet packages 2 are mounted in such a way that the liquid supplied by the pump through the inlet manifold 3 is forced to flow in parallel through the entire volume of each multi-jet package 2. In this part of the separator, the separation of light fractions and suspensions in the conduits of multi-stream packages 2. The tank 1 has two volumetric separation zones, the lower one with the inlet manifold 3 and the upper 5, which are hydraulically separated by lamellar multi-stream packages 2 in the shape of cuboids. Each bundle has diamond-shaped horizontal sediment lines 4 with opposing slots located in the upper and lower portions of the channels, as seen in Fig. 4. The slots allow gravity separation of the separated phases, lighter and heavier. The lower zone of volume separation, situated between two multi-stream packages 2, has an inlet of the treated liquid in the form of a collector 3 in the bottom zone of the tank 1. The sediment zone 8 located below each multi-stream package 2 is provided with outlet conduits 9. Upper zone 5 of volume separation located above with multi-stream packages 2, it has a collecting trough 6 connected to the light fraction discharge conduit. The side zone 10, adjacent to the wall of the tank 1, has drainage troughs 11 at the top connected to a collection pipe 12 for draining the treated water. The collecting trough 6 is situated in the axial plane in the upper zone 5 below the level of the liquid to be treated defined by the overflow edges of the outflow troughs 11. The lower zone of volume separation has an upward-converging shape formed by both multi-stream packages 2 mirror-converging upwards towards the axial plane of the tank 1, and convergingly upward side baffles separating the lower zone with the inlet manifold 3 from the sediment zones 8. Both multi-stream packages 2 are inclined with respect to the axial plane at the same angle in the range from 10 to 15 degrees, which results in the same inclination of the horizontal sedimentation pipes 4 The inclination of both multi-jet packages 2 forces a uniform hydraulic load on the sedimentation lines 4. The device has a vent valve 13, a connection port 14 for a liquid level gauge, and an exhaust air deodorization filter 16, shown in Fig. 2. The dome and the wall of the tank 1 are behind it. mounted inspection hatches 15. A manhole ladder shown in Fig. 1 is attached to the wall of the tank 1.

Jak przedstawiono na fig. 3, 4, każdy pakiet wielostrumieniowy 2 składa się z równoległych przewodów sedymentacyjnych 4 utworzonych przez poziome profile kształtowe 17, 18 oddzielone od siebie szczelinami. Tak utworzone przewody sedymentacyjne 4 służą do wydzielania fazy zdyspergowanej (substancji rozproszonej) z fazy dyspersyjnej, w szczególności do sedymentacji zawiesiny osadów i/lub separacji substancji lekkich zawartych w oczyszczanej cieczy, takich jak oleje roślinne, czy ropopochodne. Osad, który opada na dolną powierzchnię przewodu sedymentacyjnego 4, zsuwa się w dół do pionowych kanałów osadowych 20 usytuowanych po stronie dolnych szczelin w przewodach sedymentacyjnych 4, a frakcje lekkie wydostają się na górną wewnętrzną powierzchnię pakietu i wypływają na powierzchnię przez pionowe kanały flotacyjne 19 usytuowanych po stronie górnych szczelin w przewodach sedymentacyjnych 4. W ten sposób rozdziela się fazę sedymentującą od fazy wypływającej, co znacznie polepsza efekt usuwania osadu i fazy flotującej (lekkiej).As shown in Figures 3, 4, each multi-stream packet 2 consists of parallel sedimentation lines 4 formed by horizontal profile profiles 17, 18 separated from each other by slots. The sedimentation lines 4 thus formed serve to separate the dispersed phase (dispersion substance) from the dispersion phase, in particular for sedimentation of the sediment suspension and / or separation of light substances contained in the liquid to be treated, such as vegetable or petroleum oils. The sludge, which falls on the lower surface of the sedimentation conduit 4, slides down into the vertical sludge channels 20 located on the side of the lower slots in the sedimentation conduits 4, and the light fractions exit to the upper inner surface of the packet and flow to the surface through vertical flotation channels 19 situated on the side of the upper slots in the sedimentation lines 4. In this way, the sedimentation phase is separated from the effluent phase, which greatly improves the effect of sludge removal and the flotation (light) phase.

Na skutek przepływał równoległego cieczy wzdłuż przewodów sedymentacyjnych 4 następuje wydzielenie frakcji lżejszych od wody i ich .przemieszczanie się ku górze do zamkniętej wokół i otwartej na górze strefy górnej 5 separacji objętościowej. W tej strefie następuje dalsze oddzielanie i aglomeracja w większe agregaty zdyspergowanych frakcji lekkich wstępnie odseparowanych od cieczy w pakietach wielostrumieniowych 2. Utworzona w ten sposób warstwa frakcji lekkich jest okresowo odprowadzanaAs a result of the parallel liquid flowing along the sedimentation lines 4, the fractions lighter than water are separated and their upward movement into the upper volumetric separation zone 5 closed around and open at the top. In this zone, further separation and agglomeration takes place into larger aggregates of dispersed light fractions, initially separated from the liquid in multi-stream packages 2. The layer of light fractions formed in this way is periodically drained away

PL 235 975 B1 przez koryto zbiorcze 6 po otwarciu zaworu spustowego 7 na przewodzie spustu frakcji lekkich. Zawiesiny opadające, zatrzymane na powierzchniach lameli przewodów sedymentacyjnych 4, gromadzą się w strefach osadowych 8, skąd są okresowo odprowadzane przewodami wylotowymi 9 do zewnętrznego zbiornika osadu. Ciecz po oczyszczeniu przepływa do strefy bocznej 10 zbiornika 1, skąd pr zez koryta odpływowe 11 przelewa się do przewodu zbiorczego 12 do odpływu z urządzenia.Through the collecting trough 6 after opening the drain valve 7 on the light fraction discharge conduit. Falling suspensions, retained on the lamella surfaces of sedimentation conduits 4, accumulate in sediment zones 8, from where they are periodically discharged through outlet conduits 9 to the external sludge tank. After cleaning, the liquid flows to the side zone 10 of the tank 1, from where the drainage trough 11 is poured into the collecting conduit 12 to the outlet from the device.

Claims

Patent claims

1. A two-stage multi-stream separator, including a tank (1) with two volumetric separation zones, lower and upper (5), which are hydraulically separated by multi-stream packets (2) with horizontal sedimentation lines (4), diamond-shaped cross-section with opposite slots located in the upper and lower part of the sedimentation pipes (4), enabling the gravitational separation of the separated phases, lighter and heavier, while the lower zone, located between two multi-stream packages (2), has an inlet of the liquid to be treated at the bottom part of the tank (1), sediment zones (8), located below the multi-stream packages (2), are provided with outlet conduits (9), the upper zone (5), located above the multi-stream packages (2), has a collecting trough (6) connected to the light fraction discharge conduit, and the zone the side (10), adjacent to the tank wall (1), has drainage troughs (11) connected to a collecting conduit (12) for the discharge of water, characterized in that the lower zone has an upward converging shape, formed by multi-stream packages (2) mirror-converging upwards towards the axial plane of the tank (1), and converging upward side partitions separating the lower zone of volume separation from the zones sediments (8), and the collecting trough (6) is situated in the axial plane in the upper zone (5) below the level of the treated liquid.

2. The separator according to claim The method of claim 1, characterized in that the two multi-jet packages (2) are inclined with respect to the axial plane of the tank (1) at the same angle in the range from 10 to 15 degrees.