SE437017B - Klarningsanordning - Google Patents

Description

130 40 ezozaoz-s å den inströmmande vätskan har en mycket liten mängd suspende- rade fasta partiklar. Utmärkande nackdelar åtföljer användandet av sandfilter. Vanligen är sådana sandfilter en satsprocess som måste stoppas och rengöras periodiskt. Det tryck som er- fordras för att få en ström att flyta genom enheten ökar med tiden beroende på den kontinuerliga uppbyggnaden av fasta partiklar i sandbädden. Rent vatten krävs för ordentlig ren- göring som vanligen utföres genom tillbakaspolning. Användandet av ett sandfilter är mycket känsligt för bildandet av slam- ansamlingar som kan minska sandfilterenhetens kapacitet. Sand- filter har vanligen dålig polyelektrolytisk effektivitet efter- som många ställen Ét.ex. ställen där fast material kan fastna) aldrig används och som ej nås under rengöring eller spolning.

En sådan enhet kanaliseras ofta beroende på blandning av medierna (då flera medier krävs). Stora intermittenta spol- volymer krävs och stora intermittenta luftvolymer krävs vid rengöringsproceduren. Sådana stora volymer ökar energiförbruk- ningen och driftskostnaderna.

Sandfilter är vanligen begränsade av en mycket begränsad kapacitet för behandlingen av suspenderade fasta partiklar såsom, t.ex., ett inströmningsmaximum av tjugo till trettio ppm .

Sandfilter av uppströmningstyp har vanligen samma nack- delar som sandfiltren av nedströmningstyp möjligen med undan- tag av behovet av rent vatten för att utföra ordentlig ren- göring och den elektrolytiska effektiviteten är något större än den hos sandfilter av nedströmningstyp.

En tät sammanpressad mediebädd är nödvändig för effektiv filtrering av grumliga fluider. En sådan tät sammanpressad mediebädd erhålles i många fall genom användande av nedström- ningsriktníng. Effektiv medierengöring erhålles genom samtidig luftning och spolning i riktning uppåt i sådan mängd att mediet fluidiseras jämnt. En önskvärd egenskap är att kunna spola med oklarat vatten vid en minimal spolningshastighet.

I US patentet 4 126 546 visas en kontinuerlig filtrerings- metod av uppströmníngstyp.

I US patentet 2 057 887 visas en klarningsapparat.

I US patentet 3 395 099 anges ett förfarande och organ för tillbakaspolningsrengöríng av mineralbäddar.

I US patentet 3 537 582 visas en vätskefílterbehållare 50 40 azozaoz-5 användande sand.

I US patentet 3 581 895 visas ett filtersystem med automa- tisk tillbakaspolningsrengöring för simbassänger.

En anordning med rörlig bädd för behandling av fluider visas i US patentet 3 667 604.

Ett förfarande och en anordning för att med ultraljud klara vätskor visas i US patentet 3 707 230.

Ett sjunkfilter med automatisk tillbakaspolningsrengöring visas i US patentet 3 841 485.

Många av dessa anordningar har den nackdelen att de först och främst ombesörjer tillbakaspolningsrengöringen av filter- bädden istället för en kontinuerlig rengöring och filtrering.

Andra sådana anordningar som försöker åstadkomma kontinuerlig rengöring och filtrering, har nackdelen att den kontinuerliga filtreringen endera är íneffektív eller att apparaten slutar fungera när flödesströmmen ökar.

Vissa anordningar är av uppströmningstyp som kan förlora verkningsgrad under temperaturperioder med kallt vatten då viskositeten ökar och därigenom förbättrar möjligheten för fluidisering av bädden.

Andra anordningar använder bara en liten del av flödet genom enheten för att rengöra den smutsígaste delen av filtrat- mediet eller sanden eller liknande.

Föreliggande uppfinning åstadkommer en anordning för att kontinuerligt klara och kontinuerligt spola flockbärarpartik- larna vid dynamisk klarníng av grumliga fluider.

Föreliggande uppfinning åstadkommer en klarningsanordning som innefattar ett företrädesvis cylindriskt kärl med en botten- del och en uppåt sig sträckande kontinuerlig sidvägg bildande där inuti ett vätskeínnehållande utrymme. Ett utlopp för rent vatten är anordnat och ett inlopp medger införandet av den grumliga ström som skall klaras.

En vertikalt sig sträckande skiljevägg, huvudsakligen koncentrísk med tankens sidvägg, bildar en ríngformíg yta och ytan med den rörliga bädden. Ett luftningsorgan placerat inuti ringen åstadkommer luftning för att bubbla luft uppåt in i kärlringen som under kontinuerlig spolning av den rörliga bädden. Den ringformiga ytan åstadkommer en nedre rengörings- zon, en mellanliggande återföringszon och en övre avskiljnings- zon. En pumpning skapad delvis genom luftníngen transporterar '30 D40 3202403-s y den nedersta och smutsigaste delen av den rörliga bädden in i den ringformiga rengöringszonen där den lyfts in i denna och rengöres. I rengöringszonen rengöres och expanderas mediets flockbärarpartíklar för att rengöra den rörliga bädden. När flockbärarpartiklarna stiger, med individuella partiklar nu fria från flock, kommer de in i återföringszonen där de riktas tillbaka till den sammanpressade delen av den rörliga bädden, medan koncentrerade frigjorda flock kommer in i avskiljnings- zonen för bortskaffande.

Med föreliggande uppfinning krävs inte PH-kontroll. Vidare ökar inte föreliggande uppfinning mängden av lösa fasta partik- lar som kommer in i den ström som skall behandlas.

Föreliggande uppfinning åstadkommer en klarningsanordning som snabbt återhämtar sig vid händelse av dålig funktion. Denna period av snabb återhämtning kommer normalt att vara den tid som åtgår för omsättning av en volym efter det att korrigerande åtgärder vidtagits, och kan t.ex. vara i storleksordningen av tio minuter. Denna snabba återhämtning kunde göra skillnaden att hålla en speciell enhet i drift.

Klarningsanordningen enligt uppfinningen är mindre känslig för temperatur och suspenderade fasta partiklar. Den har inga inre rörliga delar som slits eller fungerar dåligt.

Klarningsanordningen enligt uppfinningen kräver enbart tio till femton procent av den yta som krävs av en konventionell klarningsanordning. Det producerade slammet är lätt avvattnings- bart.

Klarningsanordningen enligt uppfinningen är en kontinuerlig process och spolas kontinuerligt under drift. Enhetens tryckkrav är lägre och konstanta snarare än den tryckuppbyggnad som före- kommer i sandfilter av vanlig typ. Oklarat vatten kan användas för spolning, varför det inte behövs något lagringsutrymme för spolningsvatten. Bildandet av slamklumpar är inget problem och det är hög polyelektrolytisk verkningsgrad beroende på åter- cirkulation av slammet. Ett enda medium är allt som krävs för klarningsanordningens drift.

Klarningsanordningen enligt uppfinningen åstadkommer en liten avskiljningsvolym och en kontinuerlig låg luftvolym.

Enligt uppfinningen åstadkommes en klarningsanordníng som kan behandla inströmmande vätskor med hög koncentration av suspenderade fasta partiklar av upfltíll, t.ex. femhundra ppm. 40 8202403-5 ' Det är ett ändamål med uppfinningen att åstadkomma en anordning med fördelarna av en hög spolningshastighet men liten avskiljningshastighet.

Det är sålunda ett ändamål med uppfinningen att åstad- komma en klarningsanordning för användning vid vätskor vilken har en högverksam spolning användande en hög spolningshastig- het med den grumliga inkommande strömmen som spolningsvatten vilken inkommande ström av spolningsvatten sedan slutligen klaras.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en klarningsanordning med intim kontakt mellan det inströmmande vattnet som har oflockade partiklar och aktiverat slam för att före klarning åstadkomma ett mycket effektivt flockningstill- stånd.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en klarningsanordning användande en icke-satsvis process i vilken kontinuerlig spolning uppnås.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en klarningsanordning i vilken kontinuerlig klarning uppnås.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en klarningsanordning med ett förenklat styrsystem.

Ytterligare ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en klarningsanordning som är lätt att sköta, lätt att tillverka och lätt att underhålla.

För ytterligare förståelse av uppfinningens karaktär och egenskaper hänvisas till nedanstående detaljerade beskrivning och till de tillhörande ritningarna. Där visar fig. 1 en delvis bortskuren perspektivvy av en föredragen utföringsform av klarningsanordningen enligt uppfinningen, fig. 2 ett schematiskt snitt genom den föredragna utföringsformen av klarningsanord- ningen enligt uppfinningen, fig. 3 ett snitt taget längs linjerna 3-3 i fig. 2, fig. 4 en delperspektivvy av en andra föredragen utföringsform av en del av klarningsanordningen enligt uppfinningen och fig¿_§ en detalj enligt en annan före- dragen utföringsform.

Fig. 1 och Z visar bäst den föredragna utföringsformen av klarningsanordningen 10 enligt uppfinningen. Klarnings- anordningen 10 innefattar ett kärl 12 som har en botten 14 som t.ex. kan vara konvex i formen såsom visas i utformningen i fig. 1 och Z. Kärlet 12 uppvisar vidare en sidvägg 16 som vid 40 82021103-5 b bottenkantcn 17 förenas med bottnen 14 på ett tätande sätt så att det medger att en vätska kan inneslutas däri i ett vätske- innehållande utrymme 18 definierat som området innanför sid- väggen 16 och bottnen 14.

Sidväggen 16 sträcker sig uppåt till övre kanten 19 som kan utgöra klarningsanordningens 10 översta yta.

Kärlet 12 innefattar sålunda ett inre utrymme 18 som normalt skulle innehålla en vätska såsom vatten, om t.ex. grumligt vatten, skulle klaras. En vattenyta WS visas schematiskt i fig. 1. I fig. 1 visas även en rörlig bädd 20 som t.ex. kan vara ett aktivt kol, krossade valnötsskal, Sand eller liknande.

Den rörliga bädden 20 rör sig kontinuerligt under drift såsom indikeras av riktningen på flödespilar F i fig. 2. Den rörliga bädden 20 upptar två huvudsakliga zoner, zonen med den samman- pressade bädden 33 och en utvidgande zon i ringen 35. Den rör- liga bädden 20 kan innefatta ett stort antal individuella flock- bärarpartiklar vilka är granulära, och individuella och sålunda rörliga inuti kärlet 12. Varje flockbärarpartikel är vidare rengöringsbar och har stor yta, och en ytladdning för att attra- hera partiklar som kan tas bort från den inkommande strömmen.

Såsom beskrivs närmare här nedan åstadkommer klarnings- anordningen 10 kontinuerlig klarning och kontinuerlig rengöring av den rörliga bädden 20. En del av den rörliga bädden 20 är under drift sammanpressad. Den sammanpressade zonen av den rörliga bädden 20 anges med 33 och bildar den del av den rörliga bädden 20 genom vilken den inkommande strömmen passerar för klarning, med individuella partiklar av suspenderade fasta partiklar och liknande fastnande vid flockmaterialet som bärs på de tätt packade flockbärarpartiklarna och tas sålunda bort från den ström som behandlas. Den sammanpressade zonen 33 av mediebädden 20 ligger huvudsakligen innanför inneslutningen av skiljeväggen 30 och ovanför en perforerad utloppsplatta 40, och har en övre yta L. Den nedersta delen av den sammanpressade mediezonen 33 tas kontinuerligt bort därifrån medan mediet kontinuerligt återföres till den sammanpressade mediebäddzonen 33. Efter att ha förts bort från den nedersta delen av den sammanpressade mediezonen 33, renas individuella medieflock- bärarpartiklar kontinuerligt under expansion av bädden. Under rengöringen av bädden användes hela den inkommande strömmen som spolningsvatten, medan samtidigt de ännu användbara flock- 130 40 _; 8202403 -5 partiklarna uppburna på individuella flockbärarpartiklar nu färdiga för rengöring förbehandlar den inkommande avlopps- strömmen under denna kontinuerliga rengöring/spolning. Kontinuer- lig spolning/rengöring sker i ringen, som beskrivs närmare här nedan.

En nedre skiljevägg 30 är anordnad inuti utrymmet 18 och kan lämpligtvis vara koncentrisk med sidväggen 12.

Den nedre skiljeväggen 30 slutar vid sin nedre änddel 31 på ett litet avstånd ovanför bottnen 14 och den koniska perfore- rade utloppsplattan 40. Vid sin övre kant 32 möter den nedre skiljeväggen 30 zonen 35B och kan där ovanför ha reducerad diameter med den eventuella övre delen med reducerad diameter angiven av hänvísningssiffran 37. Den övre skiljeväggen 37 kan ha mindre diameter, och dess nedre kant 39 står också i för- bindelse med zonen SSB.

Utrymmet mellan skiljeväggarna 30, 37 och kärlets sidvägg 13 bildar där emellan ringen 35 som kan ha olika diametrar över respektive under en övergángszon som bildar en återföringszon SSB hos ringen 35. Dimensionslinjen D1 i fíg. 1 visar den even- tuellt mindre tjockleken på ringen 35 nedtill vid den nedre skiljeväggen 30, medan dimensionslinjen D2 indikerar en even- tuellt ökad tjocklek på ringen 35 vid den övre skiljeväggen 37.

Ringen 35 är sålunda uppdelad i tre områden. Dessa är an- givna av hänvisningsbeteckningarna 35A-35C, och anger en ren- göringszon 35A, en återföringszon 35B respektive en avskiljnings- zon SSC. I rengöringszonen 35A expanderas bädden och rengöres medan i återföringszonen SSB den ökade diametern på ringen 35 föranleder de individuella partiklarna att återföras till den sammanpressade bäddzonen 33 såsom schematiskt visas av pilarna zoo 1 fig. 1. gjorda flock som bortförts från de individuella flockbärar- I avskiljningszonen SSC bärs koncentrerade fri- partiklarna under rengöringen uppåt till utloppsrännan 70.

Utloppet 60 för utmatningen av klarat vatten är beläget vid bottnen 14 av kärlet 12 och under den perforerade plattan 40. Spolande utloppsvatten matas ut genom den övre rännan 70 och därifrån genom en V-formad överströmningsöppning 75. Filter- mediets 20 nivå L är huvudsakligen under áterföringszonen 35B innanför den nedre skiljeväggen 30 som bildar mediebäddomrâdet . Den sammanpressade bäddzonen 33 innehåller normalt samman- 3202403-s pr6Sš&dG media som klarar fluider eftersom flödet är nedåt mot plattan 40.

Ett inloppsrör 80 medger införandet av en vattenström som skall klaras i kärlet 12 efter att ha passerat genom styrventilen V som kan vara ansluten medelst en lämplig instrumentledning 82 till nivåvakt LC som kan variera den inkommande strömmen genom röret 80 efter vattennivån vid rännan 70.

Det inkommande vattnet genom röret 80 kan föras in i kärlet 12 vid öppningen 81 och därefter till ett för- delningsrör 83 som kan ha cirkulär form placerat vid bottnen av ringen 35 och runt kärlets 12 periferi intill nedre kanten 31 hos skiljeväggen 30. Inloppsöppningen 81 kan vara ansluten till det cirkulära röret 83 medelst en trevägsanslutning, med lämpliga stöd såsom vara fastsvetsad, eller liknande vid väggen 16.

-Under drift kan en polymer och luft föras in, t.ex. genom ledningar 84 respektive 85, i röret 80 före in- förandet genom öppningen 81 till det cirkulära fördelníngs- röret 83. Luft tillför åtminstone delvis den rörliga kraften för att föra den rörliga bädden 20 uppåt förbi den nedre kanten 31 hos skiljeväggen 30 och in i ringen 35 bildad mellan kärlväggen 16 och skiljeväggen 30. Plock- bärarpartiklar som kommer in i ringen 35 vid rengörings- zonen 35A skiljs sålunda åt och fluidiseras av uppströmmen i ringen 35. Då bädden 20 stiger ovanför väggens 30 övre yta till återföríngszonen 35B ökar ringens 35 tvärsnitts- yta från dimensionen D1 till dimensionen D2 såsom visas i fig. 1 och hastigheten sjunker under infångningshastig- heten för mediebäddens individuella partiklar och flock- bärarpartiklarna avlägges därför på ytan av mediebädden 20 innanför skiljeväggen 30; (Se pilar 200 i fig. 1 och 2).

Hastigheten i ringens 55 avskiljningszon 35C är ännu tillräckligt stor att föra flockpartiklar till utlopps- rännan 70. Vattenflödet i spolningsutloppet styrs av nivå- vakten LC som ställer in en nivå genom den V-formade över- strömningsöppningen 75 genom att styra inloppsventilen V.

Det cirkulära fördelningsröret 83 kan vara på en nivå horisontellt jämnt med bottnen 31 av den cylindriska 8202110345 9 skiljeväggen 30. Det cirkulära fördelningsröret 83 kan vara försett med jämnt fördelade hål för att medge att inloppsvatten, luft och polymerer sprutas in i ringen 35' i ett jämnt fördelat mönster. Hålen i fördelningsröret 83 kan vara vända nedåt för att minimera tilltäppning av individuella flockbärarpartiklar. En avledare 88 kan vara placerad under fördelningsröret 83 för att förhindra krets- gång hos flödet. Hålen i fördelningsröret 83 kan vara ut- vidgade för att medge att skräp passerar därigenom utan tilltäppning. Den koniska perforerade utloppsplattan 40 kan vara placerad vid bottnen 14 av kärlet 12, med ett spel mellan skiljeväggens 30 bottenkant 31 och utloppsplattan 40.

Spolande utloppsvatten matas ut genom rännan 70 och ut genom den V-formade överströmningsöppningen 75 till utlopps- röret 76. I fig. 1 och 2 är ett kontinuerligt munstycke ut- format mellan de ínåt nedhängande plattorna 90, 91 fastsatta vid den övre respektive nedre sidväggen 30, 37. Plattan 90 kan vara perforerad.

Munstycken 50 (delvis visade) ansluter till kjolen P som kan ansluta mellan den övre ytan på den nedre skilje- väggen 30 och den nedre ytan på den övre skiljeväggen 37.

I fig. 4 och 5 visas alternativa utformningar av den ringformiga återföringszonen 35B. I fig. 5 àterför ett par munstycken 50 individuella flockbärarpartiklar till medie- bäddens sammanpressade zon 33. I fíg. 4 är en kontinuerlig fläns (bildande övre ytan 32 på den nedre skiljeväggen 30) åtskild från den nedre flänsen på skíljeväggen 37).

Claims (10)

szozunz-s w Patentkrav

1. Klarningsanordning av det slag där aktiverat flock är fastsatt vid flockbärarpartiklar innefattande ett verti- kalt cylindrískt kärl (12) med en botten (14) och en sido- vägg (16), en filterbäddzon (33) av flockbärarpartiklar, inloppsorgan (80, 81) vid kärlets nedre del för en suspen- sion, utloppsorgan (70) för utmatning av frigjort filter- material, utloppsorgan (60) för klarat vatten, ett nivå- regleringsorgan beläget i en övre del av kärlet (12), cirkulationsorgan (83) för suspensionen och filtermaterialet samt luft- och polymertillförselorgan (84, 85), k ä n n e - t e c k n a d a v att den vidare innefattar en konisk perforerad utloppsplatta (40) belägen under inloppsorganet (80, 81) för suspensionen och över utloppsorganet för klarat vatten (60), en övre (37) och en nedre (30) skiljevägg monte- rade koaxiellt med varandra och på något avstånd från varan- dra och från kärlets sídovägg (16) bildande ett ringformigt utrymme mellan sidoväggen och skiljeväggarna och där den nedre skiljeväggens (30) nedre ände (31) befinner sig på något avstånd över den perforerade utloppsplattan (40), var- vid det ríngformiga utrymmet (35) nederst består av en ren- göringszon (35A), i mitten av en återföringszon (35B) och överst av en avskiljningszon (35C), varvid i återförings- zonen (3SB) de båda skiljeväggarna (30, 37) uppvisar det in- bördes avståndet från varandra för åstadkommande av en för- bíndelse från det yttre ringformíga utrymmet (35) in till filterbäddzonen (33), och att církulationsorganet för suspen- sionen är gjort i form av ett perforerat ríngformigt för- delningsrör (83) beläget i nedre delen (35A) av det ring- formiga utrymmet mellan sidväggen (16) och nedre delen av den nedre skiljeväggen (30) varvid inloppsorganet (80, 81) för suspensionen och tillförselorganet för luft (85) är an- slutna till fördelningsröret.

2. Klarningsanordníng enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d a v att den övre skiljeväggen (37) vid sin nedre ände (39) har en inåt och nedåt lutande platta (91) och den undre skíljeväggen (30) vid sin övre ände (32) har en motsvarande inåt och nedåt lutande platta (90), så att de båda plattorna (90, 91) mellan sig bildar en âterförings- 8202403-5 H kanal till fílterbüddzonen (33).

3. Klarningsanordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v att den övre cylindriska skiljeväggen (37) har mindre diameter än den nedre cylin- driska skiljeväggen (30).

4. Klarningsanordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att det ríngformíga för- delningsröret (83) är beläget intill den nedre cylindriska skiljeväggens (30) nedre kant (31) så att genom fördelnings- röret (83) införd suspension uppblandas med en del av filter- bäddsmaterialet (33) innanför skiljeväggen (30).

5. Klarningsanordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att bottnen (14) är konvex och att utloppsorganet (60) är en öppning utformad i den konvexa bottnen. '

6. Klarningsanordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att inloppsorganet inne- fattar ett samlingsrör (80) fastsatt vid kärlets sidovägg (16) och att i sidoväggen är anordnat en öppning (81) för förbindning av samlingsröret med det inuti kärlet befintliga fördelningsröret (83),

7. Klarningsanordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att utloppsorganet för frigjort filtermaterial innefattar en överströmningsanordning (70) vid övre delen av kärlet.

8. Klarningsanordning enligt krav 7, k ä n n e - t e c k n a d a v att överströmningsanordningen (70) innefattar en V-formad överströmningsöppning (75).

9. Klarningsanordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att filtermaterialet är aktivt kol, sand eller krossade valnötsskal.

10. Klarningsanordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att fördelningsröret (83) är försett med ett flertal skilda luftutblåsníngsöppningar.