SE434916B - Forfarande och anordning for fordelning av partikelformiga emnen i slurryform - Google Patents

Description

8205277-0 En skadlig försurning sker då syrabindningsförmågan hos ett vatten sjunker alltför mycket. Syrabindningsförmågan benämnes härvid för vattnets alkalinitet, och mäts ofta i mängd vätekarbonater per liter.

Vattnets alkalinitet är sålunda inte ett mått på pH, utan alkalini- teten kan vara låg vid såväl höga som låga pH.

För att förhindra eller dämpa försurningen av vattendrag och sjöar har man i betydande utsträckning tillgripit kalkning, varvid väte- karbonater tillföres. I stället för kalksten kan exempelvis soda användas, varvid man dock av vissa ekologiska och ekonomiska skäl undviker detta. Vanligast är att kalken vintertid sprids ut pâ is- belagda sjöar. Fördelen med denna metod är att den är enkel att genomföra. Däremot är dess effekt mycket begränsad genom att den kalk som efter issmältningen faller till botten snabbt blir inaktiv i bottensedimentet. Samma sak gäller väsentligen även kalk som depo- neras i rinnande vatten.

Man har även föreslagt att anordna så kallade kalkbrunnar i ström- mande vattendrag för underhållskalkning av vattnet. Någon jämn, säker och reglerbar kalktillförsel har dessa kalkbrunnar dock inte kunnat ge. Kalkbrunnarna kräver också frekvent påfyllning. Det sannna gäller även andra apparater vilka syftat till att ge en kontinuerlig under- hållskalkning av strömmande vattendrag. Endera har dessa tidigarei föreslagna apparater inte kunnat behålla den tillförda kalkstenen innan denna upplösts eller har kalkstenen alltför snabbt pulvriserats och upplösts så att någon mer långvarig underhållskalkning ej kunnat ske utan upprepade pâfyllningar. I båda fallen har slutresultatet blivit ett dåligt utnyttjande av tillförd kalksten.

En anordning för dosering av kalksten till rinnande vattendrag är känd, vilken anordning består av en silo anordnad på en strandbank och en doserare anordnad på en arm utöver vattendraget, varvid torrt kalkstensmjöl doseras. Denna anordning, som lämpar sig för små vatten- drag, medger att ca 80% av kalkstensmjölet utnyttjas innan omkalkning är nödvändig. Anordningen fungerar endast vid öppna vattendrag, och sålunda ej efter isläggning. ' 8205277-0 Det är vidare genom SE-A- 7907797-0 (420,27l) känt en apparat för upplösning av kalksten i rinnande vattendrag, varvid kalksten doseras i fast form till en behållare vilken inrymmer en horisontell cylind- risk kammare, i vilken kalksten agiteras under rotation medelst ett i kammaren tangentiellt inströmmande vatten, och utlöst kalksten eller finpartikulär kalksten avlägsnas med det utgående vattnet och sprides över ett skibord ut i det vattendrag, som behandlas. Doseringen av kalksten i fast form sker genom behâllarens topp, varvid kalkstenen faller ned mot den cylindriska kammaren och medelst en delström av vattnet efter hand får passera in i kammaren för upplösning. Apparaten är reglerbar till givna vattenflöden, men kan inte enkelt regleras med hänsyn till stora fluktuationer i vattenföringen. Vidare uppvisar appa- raten en brist i att kalksten i fast form doseras till dess topp, vil- ket innebär ett logistiskt problem, och speciellt innebär det att do- sering ej kan ske då vattendraget är istäckt och brunnen är nedsänkt i vatten. Normalt skall den dock placeras i fall, eller efter uppdämning för att erhålla tillräcklig rörelseenergi för huvudfunktionen, varvid endast dess nedre del är placerad i vatten.

Beskrivning av uppfinningen Ändamålet med föreliggande uppfinning är att erbjuda en anordning för fördelning av korn- eller granulformig kalksten eller motsvarande ämne i slurryform i vatten, vid vilken ovan nämnda nackdelar har eliminerats.

Mer bestämt är ändamålet att erbjuda en anordning för kalkning av vat- ten, varvid en mycket hög utnyttjningsgrad av tillförd kalksten upp- nås, innan omkalkning behöver vidtagas.

Ett annat ytterligare ändamål är att åstadkomma en anordning som kräver ett minimum av underhåll som är självreglerande och som inte kräver påfyllning av kalksten från tid till annan, och som är oberoende av vattenstånd eller isbildning, dvs årstid för sin verkan. Dessutom störs ej vattendragets estetiska utseende eftersom anordningen är helt nedsänkt.

Detta uppnås överraskande genom föreliggande uppfinning som karaktäri- seras av att den omfattar en vertikalt anordnad kammare med sluten 8205277-0 bottengavel och delvis öppen övre gavelyta, en på visst avstånd från bottenytan anordnad intagsöppning för intag av strömmande vatten; en omedelbart under intagsöppningens nivå anordnad tillförselöppning för kalksten i slurryform; ett mot intagsöppningen, i kammaren anordnat konkavt bâgplan, samt en spridaranordning anordnad på och till kam- marens övre yta.

Ytterligare karaktäristika framgår av åtföljande patentkrav.

I det följande kommer en föredragen utföringsform av uppfinningen att beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar, där Fig l visar en anordning enligt uppfinningen i vertikal genomskär- ning, i Fig 2 visar en anordning enligt fig l sedd framifrån; Fig 3 visar en anordning enligt fig l sedd från ovan; Fig 4 visar en ytterligare utföringsform av en anordning enligt upp- finning sedd i genomskärning; och ' Fig 5 visar en anordning med tillhörande utrustning placerad i ett strömmande vattendrag.

Med l betecknas ett ringformat, cirkulärt betongrör, vilket är avsett att nedsättas i ett strömande vattendrags botten. Röret l förankras medelst ett eller flera förankringsjärn 2, som fixeras till röret l och sedan i den aktuella bottnen. Ovanpå röret l är en kammare i form av en betongcylinder 3 anordnad vilken ävenledes är fast fixerad till förankringsjärneni2. Cylindern 3 har en bottengavel 4, samt har uppåt en öppning 5, som delvis täckes av ett till cylindern 3 fästat lock 6.

I cylinderns 3 mantelyta 7 är en, företrädesvis cirkulär öppning 8 upptagen, vilken öppning 8 tjänar som intagsöppning. öppningen 8 är som framgår av fig l placerad pâ visst avstånd från cylinderns 3 bot- tenyta 4. öppningen 8 är vidare placerad på den från den locktäckta delen av cylindern vända sidan av mantelytan 7. l cylindern 3 är vidare på en nivå omedelbart under intagsöppningen 8 en tillförselöppning 9 anordnad vilken är avsedd att anslutas till en tillförselledning Zl för en kalkstensslurry. Tillförselöppningen 9 är riktad i vinkel, mot den ingående vattenströmmen. Tillförselledningen 9 är vidare så 8205277-0 anordnad att en därigenom strömmande vätska/slurry inträder i ett inströmmande vatten. Vidare är i cylindern 3 en konkav plåt 10 an- ordnad sä att ett bågplan riktat mot mantelytan 7 med intagsöpp- ningen 8 bildas. Plâten l0 är bågformigt anordnad mellan cylinderns 3 bottenyta 4 och mantelytan 7 intill cylinderns 3 övre del. Lämp- ligen är utrymmet mellan plåten l0 och den från intagsöppningen 8 vända sidan av mantelytan 7 fylld med ett stödjande material såsom sand, cement i avsikt att minska på känningarna på plåten. Platen 10 kan också ersättas av ett bàgformigt plan i annat material exempel- vis en uppgjutning i betong. Pâ locket 6 som täcker huvudsakligen halva cylinderns 3 övre öppning är en spridaranordning ll anordnad.

Enligt fig l har spridaranordningen ll formen av en plog med vinkel- E rätt skär och bestående av tvâ vertikalt fixerade lister 12.

I vissa utföringsformer kan dessa lister vara helt plana, men kan ocksá.uppvisa ett konkav-konvext tvärsnitt med den konkava ytan vänd utåt. Listen l2 kan också vara försedd med genomströmningshâl på hela eller delar av sin längd.

Intagsöppningen 8, som i utföringsformen ovan är cirkulärt utformad, har en diameter som är hälften till en tredjedel av den cylindriska kammarens diameter, vilket ger ett areaförhállande av ca l:4-l0.

Kammarens fria övre area genom vilken vattnet-kalkslurryn strömar ut bör vara l/3 - 2/3 av den totala övre arean.

En anordning enligt uppfinningen med en cylinderdiamter av l m klarar att sprida kalkstenen över en bredd av l0-l5 m i ett strömmande vat- tendrag.

Enligt utföringsformen enligt.fig 4 har kammaren inte ett cirkulärt tvärsnitt utan ett kvadratiskt tvärsnitt. Likaledes är intagsöppningen 8 kvadratisk. Det är uppenbart att tvärsnittet kan varieras ytterligare till rektangulärt. 8205277-0 Anordningen har, som framgår av vad som tidigare sagts, till uppgift att fördela en kalkstensslurry i ett strömmande vattendrag. Härvid placeras anordningen pâ botten av ett strömande vattendrag med sin' intagsöppning 8 mot strömriktningen och med sin spridare ll omedel- bart under vattendragets reglerade miniminivâ. Tillförselöppningen 9 kopplas via en tillförselledning 2l till en anläggning för beredning och pumpning av en kal kstenssl urry. Slurryn framställes från en kalk- stensmjölskvalitet med kornstorlek 0-0,25 mm, där vissa toppkorn med storleken 0,5-l mm finns närvarande.

Kammarens höjd är beroende på vattendjupet och kan sålunda variera inom vida gränser.

Vatten pressas in genom intagsöppningen 8 samtidigt som en kalkstens- slurry pumpas in genom tillförselöppningen 9. Vattnet för med sig slurryn mot den böjda plåten l0 och upp mot cylinderns 3 övre del, där vattenströmmen vänder mot lockets 6 undersida.och en turbulens uppstår. Slurryn fördelas efter hand i den större vattenmängden och viss upplösning av kalkstenen åstadkoes (pH in 5,7, pH ut 8,5).

I huvudsak sker dock en dispergering. Större kalkstenspartiklar fal- ler mot cylinderns 3 botten och kommer efter hand att upplösas och nötas till mindre kornstorlek för att därefter dispergeras och lösas.

Genom att vatten hela tiden strömmar in i cylindern 3 och denna inte är sluten kommer en i huvudsak lika vattenmängd, som den som tages in, att strömma ut genom cylinderns 3 toppöppning 5, där locket 6 kommer att tjäna som ett skibord i viss mån tillsammans med spri- daren ll. Genom att vatten samtidigt passerar över och intill cylin- derns övre öppning kommer den ut ur cylindern 3 kommande vattenmängden att pressas mot spridaren ll och genom dess plogform att fördelas _ snett utåt i strömriktningen. En kraftig turbulens uppstår också kring spridaren ll varigenom kalkstenen ytterligare fördelas och dispergeras i vattenmassan, på så sätt att inemot l00 % av kalk- l stenen utnyttjas innan omkalkning krävs. Genom den genom cylindern 3 kommande-uppâtriktade vattenströmmens förtjänst kommer risken för isbildning kring och fastfrysning i isen av cylindern 3 att elimi- neras, varigenom anordningen kan utnyttjas hela âret. l 8205277-0 Beroende på vattendragets bredd och vattnets hastighet kan spridaren ll utformas på olika sätt för att ge en maximal fördelning över yta och volym.

Genom anordningens konstruktion medger den en fullständig dispergering. av en slurry även vid mycket låga strömningshastigheter i ett vatten- drag.

Av tillverkningstekniska och ekonomiska skäl har cylindern 3 placerats på en ring l. Annan likvärdig utformning kan dock användas, varvid man bör beakta att intagsöppningen placeras på sådan höjd över botten att grenar och större kvistar, som kan sätta igen intagsöppningen, inte träffar denna. Intagsöppningen placeras helt över bottensedi- mentet för att garantera strömning därigenom.

Materialet i cylindern kan också av naturliga skäl varieras, och bestå av betong, glasfiberarmerad plast, stålplât och liknande.

I fig 5 visas en hel anläggning för kalkning bestående av en silo 22 för kalkstensmjöl, vilken silo är placerad på strandbanken, eller hellre, intill bilväg så att den enkelt kan fyllas med kalksten. I silons nedre del finns en matningsanordning 23 för matning av kalk- stensmjöl till en konisk slurryberedare 24 där en slurry av kalkstens- mjöl âstadkommes med vatten som företrädesvis tages och pumpas från det strömmande vattendraget via en ledning 25. Den färdiga slurryn matas via en ledning 21 till anordningen 3 medelst en pump, exempel- vis en slurrypump av centrifugaltyp som också ger inblandning av luft i slurryn till gagn för fördelning och spridning. Anordningen är på detta sätt oberoende av vattendragets intilliggande terräng och kan placeras upp till ett par hundra meter från silon/beredaren.

Vattnet som intages till slurryberedaren får passera en mät- och intagsbrunn 26 där vattnets pH samt nivå mätes vilka mätvärden sedan lägges till grund för doseringen av kalkstensmjöl i slurryfcrm till spridarbrunnen, dvs anordningen enligt uppfinningen.

Claims (6)

82ö5277~O PATENTKRAV

1. l. Förfarande för tillförsel och fördelning av partikelformiga ämnen, speciellt kontinuerlig fördelning av kalksten eller motsvarande i strömmande vatten för kalkning av vattendrag och/eller sjöar, k ä n n e t e c k n a t av att man inför en slurry av kalksten el- ler motsvarande, eventuellt i form av en dispersion med luft, i en vertikal kammare (3) med delvis öppen övre gavelyta (5), samtidigt med en vattenström, varefter slurry-vattenström i blandning utsättes för en rotationsrörelse mot ett bágplan innan den strömmar ut genom nämnda gavelyta och bringas att träffa ett eller flera spridarplan.

2. Anordning för tillförsel och fördelning av partikelformiga ämnen i slurryform, speciellt kontinuerlig fördelning av kalksten eller motsvarande i strömmande vatten för kalkning av vattendrag och/eller sjöar, k ä n n e t e c k n a d av att den omfattar en vertikalt anordnad kammare (3) med en sluten bottengavel (4) och en delvis öppen övre gavelyta (5) tjänande som utloppsöppning; en på något avstånd från eller intill bottenytan (4) anordnad intagsöppning (8) för intag av strömmande vatten; en omedelbart under intagsöppningens (8) nivå, anordnad tillförselöppning (9) för kalksten i slurryform; ett mot intagsöppningen (8) i kamaren (3) anordnat konkavt bâgplan (lO); samt en spridaranordning (ll) anordnad på och till kammarens (3) övre yta (5,6).

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att kam- maren (3) utgöres av en cylinder med ett cirkulärt tvärsnitt.

4. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att kam- maren (3) har ett kvadratiskt tvärsnitt.

5. Anordning enligt krav 2-4, k ä n n e t e c k n a d av att in- tagsöppningens area är l/4 - l/l0 av kammarens (3) tvärsnittsarea.

6. Anordning enligt krav 2-4, k ä n n e t e c k n a d av att ut- loppsöppningen utgör l/3 - 2/3 av den totala övre gavelytan (5).