SE466056B - Foerfarande foer och floedesfoerdelningsanordning vid avsyrning av vatten - Google Patents

Description

466 G56 10 15 20 25 30 35 2 jande ökningen av HCOš-koncentrationen, och därmed av pH-värdet, undertrycker också den korrosiva verkan av S02--jonerna.

Vid den för närvarande vanligaste avsyrningstekniken bringas det från grundvattnet uppumpade sura vattnet att strömma genom en ledning till en medelst en tryckström- brytare till en för förbrukning. Denna avsyrningsfiltertank, vars hölje reglerbar hydrofortank, från vilken vattnet leds filtertank, där det avsyras innan det är färdigt standardmässigt är tillverkat av glasfiber, är vanligt- vis fylld med dolomitmassa och är försedd med speciella hål för flödesventiler både upptill och nedtill. Det sura vattnet pumpas via en i ett hål i tankens övre del monte- rad, reglerbar ventilanordning in i tankens övre del och strömmar därefter nedåt genom dolomitmassan för avsyr- ning och ut genom ett i ett hål i tankens nedre del anord- nat utlopp. Nämnda ventilanordning inbegriper en regler- ventil för omvändning av flödet, vilket med jämna mellan- rum är en nödvändig åtgärd för undvikande av klumpning i den vid normalt flöde nedåtpressade dolomitmassan. Vid omvänt flöde, då avsyrningsanläggningen är ur sin nor- mala drift, spolas vattnet in nedtill genom utloppet, uppåt genom den packade dolomitmassan för uppluckring och därigenom undvikande av klumpning av densamma, och sedan ut såsom avlopp genom en i ventilanordningen anord- nad avloppsöppning, vilken är stängd vid normal drift.

Ventilanordningen kan även vara automatisk, och ombesör- jer då klumpningsförhindrande, omvänt flöde med jämna mellanrum, dock högst en gång per dygn.

Denna kända teknik är emellertid behäftad med ett antal nackdelar, vilka uppräknas i det följande. - - De använda standardtankarna måste före använd- ning kompletteras med fördyrande och omständlig extra . háltagning.

- Den till avsyrningsfiltertanken upptill anslutna Ventilanordningen måste förses med en dyrbar reglerven- til för möjliggörande av omvändning av flödet genom filtertanken. 10 15 20 25 30 35 466 056 3 - Vid utnyttjande av det frekventa men nödvändiga, omvända flödet förbrukas stora mängder vatten, vanligt- vis ca 300 l per gång, och minst 3 gånger per vecka.

- Ventilanordningen är på grund av sin komplicera- de natur med många rörliga delar mycket servicekrävande och funktionskänslig. _ - Vattnets efter avsyrningen erhållna pH-värde va- rierar i hög grad beroende pá det aktuella grundvattnets kvalitet, med risk för att alltför höga pH-värden upp- nås.

- Vid normal drift erhålls i dolomitmassan i tan- ken en i nedåtgående riktning ökande pH-gradient, orsakad av att de packade dolomitkornens ytor förorenas av i vattnet förekommande mineraler. När vatten inte har av- tappats ur anläggningen på ett tag, har det först av- tappade vattnet vid nästa avtappning ett alltför högt pH-värde.

- Hydroforens placering före filtertanken gör att på grund av korrosionen utfälld zink från den förra kan ansamlas i dricksvattnet, vilket är en hälsomässig olä- genhet.

Huvudändamålet med föreliggande uppfinning är att undanröja ovannämnda problem och nackdelar genom åstad- kommande av ett nytt förbättrat förfarande och en ny förbättrad anläggning för avsyrning av vatten.

Ett annat ändamål är att åstadkomma en för använd- ning i en sådan avsyrningsanläggning avsedd flödesför- delningsanordning för montering på en filtermediuminne- hållande tank. Denna nya förbättrade flödesfördelnings- anordning skall i jämförelse med liknande förut kända anordningar vara av enkel och tillförlitlig konstruk- tion samt innehålla få eller inga rörliga delar.

Dessa och andra ändamål, som kommer att framgå av kommande beskrivning, uppnås med hjälp av ett för- farande, en anläggning och en flödesfördelningsanord- ning enligt de efterföljande patentkraven.

.En väsentlig fördel med förfarandet enligt förelig- i4ee oss 10 15 20 25 30 35 4 gande uppfinning i förhållande till känd teknik är att vattenflödet vid normal drift tillåts strömma uppåt genom filtermediet, vilket gör detta voluminöst och minimerar risken för packning av filtermediet, varige- nom omständliga och dyrbara justerings- och serviceåt- gärder undviks. En annan fördel är att vattnet avsyras innan det når hydroforen, varigenom av korrosion i hyd- roformaterialet orsakad utfällning av zink i dricksvatt- net undviks, vilket annars är ett vanligt hälsomässigt problem vid känd teknik. Vidare kan enligt uppfinningen ett jämnt pH-värde i det avsyrade vattnet upprätthållas genom åtgärden att parallellt med avsyrningsförfarandet i filtertanken leda en del av det obehandlade vattnet förbi avsyrningssteget och därefter blanda det med det avsyrade vattnet. Orsaken till detta är att filtret ar- betar med konstant flöde, dvs pumpflödet. En alltefter det obehandlade vattnets kvalitet inledningsvis inställd ventil i nämnda förbiledning möjliggör dessutom undvi- kande av för högt pH-värde i det avsyrade vattnet genom förbiflödets spädande effekt. Vattnet som passerat filt- ret innehåller en hög halt av CaC03 och MgO, som vid blandningen tillföres förbiflödet, varvid detta avsyras.

En viktig komponent i anläggningen för avsyrning filtertanken Till skillnad ventilerna, av vatten enligt uppfinningen är den på monterade flödesfördelningsanordningen. från de inom den kända tekniken använda vilka är komplicerade i det att de består av ett fler- tal rörliga, servicekrävande och funktionskänsliga de- lar, är flödesfördelningsanordningen enligt förelig- gande uppfinning betydligt enklare till sin konstruk- tion och är formad i ett enda stycke med samtliga nöd- vändiga funktioner. Flödesfördelningsanordningen kan tack vare att den har ett lämpligt gängat anslutnings- parti alltid monteras direkt pá standardtankar, medan montering av filterventilerna enligt känd teknik kräver dyrbar, extra hâltagning i den aktuella filtertanken, såsom diskuterats inledningsvis. Tack vare det med av- I) 10 15 20 25 30 35 466 056 5 tagbart lock försedda inspektionshålet i flödesfördel- ningsanordningen enligt uppfinningen underlättas inspek- tion och eventuell påfyllning av filtermedium i filter- tanken. En ytterligare fördel med flödesfördelnings- anordningen är att det vid renspolning av filtertanken, varvid omvänt flöde och det i flödesfördelningsanord- ningen ingående spolningsutloppet utnyttjas, åtgår av- sevärt mindre mängder vatten jämfört med känd teknik, nämligen endast 30 l/gång, 3-4 gånger per år. Dessutom kan tilläggas att vid användning av samma filtertankstor- lek som vid känd teknik, blir den pH-höjande effekten större enligt föreliggande uppfinning.

Enligt föreliggande uppfinning uppnås ett i flera avseenden i förhållande till känd teknik förbättrat förfarande för avsyrning av vatten. Sammanfattningsvis är anläggningen enligt uppfinningen enklare och billi- gare att installera, mindre servicekrävande, varigenom behovet av skötsel och tillsyn minimeras, och ger ett dricksvatten av mycket hög kvalitet med jämnt, stabilt pH-värde och minimerad halt av utfällda metaller.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare med hänvisning till de bifogade ritningarna, vilka visar en föredragen utföringsform av anläggningen för avsyr- ning av vatten.

Fig 1 visar schematiskt en anläggning enligt upp- finningen för avsyrning av vatten.

Fig 2 visar en delvis uppskuren filtertank med en därpå monterad flödesfördelningsanordning enligt uppfinningen.

Fig 3 visar filtertanken ovanifrån, varvid även flödesfördelningsanordningen enligt uppfinningen fram- går.

I fig l visas hur vatten pumpas från en ledning 'l med hjälp av en pumpanordning 2 till en ledning 3, som därefter leder vattnet till en på en filtertank 4 monterad flödesfördelningsanordning 5. Efter passage och därigenom avsyrning av vattnet genom filtertanken 466 056 10 15 20 25 30 35 6 4 strömmar vattnet genom en ledning 6 till en medelst en tryckströmbrytare 9 reglerbar hydrofor 10, varifrån vat- ten kan tappas via en ledning ll. Från ledningen 3 löper dessutom en med en ventil 8 försedd förbiledning 7 för- bi f1ödesfördelningsanordningen 5 och ansluter sig där- efter till ledningen 6.

Såsom framgår av fig 2 är den på filtertanken 4 mon- terade f1ödesfördelningsanordningen 5 försedd med ett inlopp l2 och ett utlopp 13. Inloppet 12 är inuti flö- desfördelningsanordningen 5 anslutet till ett rör 16, som sträcker sig ned i filtertankens 4 nedre del. I rö- rets 16 nedre ände är monterad en bottenspridare 17 med filtrerande verkan. Filtertanken 4 är till en lämplig nivå fylld med filtermedium 15, företrädesvis dolomit- massa. Ett rör 14, företrädesvis ett sk toppspridarrör, i filtertankens 4 övre del är anslutet till utloppet 13 i flödesfördelningsanordningen 5.

Av fig 3 framgår att f1ödesfördelningsanordningen 5 såsom huvudkomponenter inbegriper en stomme 18, ett in- lopp 12, ett utlopp 13, ett spolningsutlopp 19 och ett borttagbart inspektionslock 20, som är fastskruvat i en öppning 20' i stommen 18. Flödesfördelningsanordningen 5 har vidare ett utvändigt gängat anslutningsparti 21, som är skruvat in i ett hål i filtertanken 4, vilket hål är försett med en motsvarande invändig gängning 22, som är av standardtyp.

Vid en närmare beskrivning av flödesfördelnings- anordningen 5 enligt uppfinningen är det till stommen 18 anslutna röret 16 anordnat att tillföra obehandlat vat- ten till filtermediet 15 i tankens 4 nedre ändparti, vilket innehåller filtermedium. Det andra till stommen 18 anslutna röret 14 är anordnat att bortföra avsyrat vat- ten från tankens 4 övre, filtermediumfria ändparti, och det ytterligare spolningsutloppet 19, som vid normal drift är stängt, är anordnat att bortföra i vattnet före- kommande föroreningar vid omvänt flöde. Den vid normal drift medelst locket 20 tillslutna öppningen 20' möjlig- gör, efter att locket skruvats av, dels inspektion av 10 15 20 30 35 466 056 7 mängden filtermedium 15 i tanken 4, dels påfyllning av ytterligare filtermedium 15.

I det följande kommer förfarandet för avsyrning av vatten att beskrivas i detalj.

Efter installation av den filtermediuminnehållande tanken 4 med dess påmonterade flödesfördelningsanord- ning 5 bör först inkörning av filtertanken äga rum. Vid denna inkörning öppnas inloppet 12 och utloppet 13 på flödesfördelningsanordningen 5, medan spolningsutloppet 19 och ventilen 8 stängs. Därefter startas pumpanord- ningen 2, och grundvatten pumpas upp genom ledningen l till ledningen 3 och därefter via flödesfördelnings- anordningen genom filtertanken 4 till hydroforen 10.

När ett tillräckligt högt tryck byggts upp i anlägg- ningen, stoppar tryckströmbrytaren 9 pumpanordningen 2.

En efter hydroforen 10 belägen tappkran (ej visad) öpp- nas då, och vattnet i hydroforen 10 tillåts rinna ut un- der ca 20 min. Under denna avtappning sjunker trycket i hydroforen 10, och när det sjunkit till ett visst värde startar pumpanordningen 2 på nytt. Tappkranen stängs och trycket byggs upp på nytt, varför tryckströmbrytaren 9 på nytt stoppar pumpanordningen 2. Strömbrytaren 9 till pumpanordningen 2 stängs därefter av. Spolningsutloppet 19 till flödesfördelningsanordningen 5 öppnas därefter, och omvänd renspolning äger rum under ca 2-5 min för av- lägsnande av i systemet förekommande pulverformigt fil- termedium, vilket annars hade gjort vattnet illasmakande.

Efter denna renspolning stängs spolningsutloppet 19, och pumpanordningen 2 slås på. Tappkranen efter hydroforen 10 öppnas igen och vattnet tillåts rinna ut under ytter- ligare 20 min. Om vattnet fortfarande smakar illa, upp- repas inkörningsförfarandet med start från det första avtappningssteget.

När uppstartningen av filtertanken 4 är fullbordad, är anläggningen färdig att sättas i drift. Obehandlat, surt grundvatten pumpas upp genom ledningen l med hjälp av pumpanordningen 2 genom ledningen 3 till filtertanken 466 056 10 15 20 25 30 35 8 4 och genom inloppet 12 till den på filtertanken 4 monte- rade flödesfördelningsanordningen 5. Det sura vattnet strömmar sedan nedåt genom röret l6, även kallat spridar- rör, som löper ned i filtertankens 4 nedre del. Det sura vattnet pressas där ut genom den i rörets 16 nedre ände placerade bottenspridaren 17 ut i nederdelen av det i filtertanken 4 packade filtermediet 15, vilket som sagt företrädesvis utgörs av dolomit. På insidan av botten- spridaren 17, som samtidigt fungerar såsom ett filter, fastnar därvid större föroreningar. Det sura vattnet strömmar därefter uppåt genom den såsom filtermedium företrädesvis använda dolomiten. Det genom filtermediet uppåtgàende flödet gör nämnda filtermedium voluminöst, varigenom ogynnsam packning av filtermediet undviks, sam- tidigt som avsyrningen blir effektivare på grund av stör- re tillgänglig yta på dolomitmaterialet. Genom de kemiska utfällningsreaktionerna, varvid vattnets C02-halt reduce- ras och SOâ_-jonernas verkan hämmas, avsyras vattnet i filtermediet, och pH-värdet stiger. Det avsyrade vattnet strömmar därefter upp genom det i filtertankens övre del anordnade röret 14, även kallad toppspridare, som står i förbindelse med flödesfördelningsanordningens 5 utlopp 13. Det nu avsyrade vattnet strömmar därefter genom led- ningen 6 till den medelst tryckströmbrytaren 9 regler- bara hydroforen 10, från vilken vatten alltefter behov tappas via ledningen ll.

Inställning till ett jämnt, optimalt pH-värde sker manuellt vid ett enda tillfälle efter ca 5-8 dagars drift. Eftersom det avsyrade vattnets pH i områden med grundvatten med starkt buffrande förmåga kan överskrida det optimala pH-värdet av 7,0-8,5, krävs en utspädning av det avsyrade vattnet. Denna åstadkommes med hjälp av samtidig förbiledning av en mindre del av det obehandla- de vattnet förbi hela filtreringsenheten, dvs filtertan- ken 4 med flödesfördelningsanordningen 5. Vid justeringen av pH-värdet öppnas den efter hydroforen 10 inkopplade tappkranen (ej visad), vilken medger avtappning under d! 10 15 20 25 30 466 056 9 hela pH-justeringsförfarandet. pH-värdet i detta avtappa- de vatten mäts medelst t ex ett lackmuspapper. Om pH-vär- det är för högt, öppnas ventilen 8 i lämplig omfattning, och en ny mätning görs efter ca 10 min drift. Detta för- farande upprepas successivt tills ett rätt pH-värde er- hålls. Den på lämpligt sätt inställda ventilen 8 ombesör- jer genom det förbiledda vattnets spädande verkan ett jämnt, önskvärt pH-värde hos det avsyrade vattnet.

Eftersom filtertankens 4 filtermedium 15 alltefter grundvattenkvalitet och Vattenförbrukning förbrukas i olika grad vid avsyrning, bör en kontroll av filterme- diumnivàn ske ca 2-3 ggr/år. Vid denna kontroll stängs först pumpanläggningen 2 av, varefter flödesfördelnings- anordningens 5 inlopp l2 stängs. På grund av närvaron av en överst i filtertanken 4 vanligtvis bildad luftficka sker tryckutjämning i systemet genom öppning av spol- ningsutloppet 19, varvid det avsyrade vattnet bringas att strömma i omvänd riktning genom filtertanken 4 under ca 3 min. Eventuella föroreningar, som t ex ansamlats på insidan av bottenspridaren l7 i filtertanken 4, spo- las då uppåt genom röret l6 och ut genom spolningsutlop- pet 19. När systemet sålunda är tryckutjämnat och ren- spolat, skruvas inspektionslocket 20 av. Med hjälp av ett för ändamålet avsett mätinstrument (ej visat) fast- ställs filtermediumnivån, och erforderlig mängd filter- medium sätts till filtertanken 4 genom öppningen 20' för locket 20. Denna åtgärd kan emellertid vid alltför låg filtermediumnivå föregås av uppsugning av i filtertanken 4 kvarvarande vatten medelst hävertprincipen. Därefter skruvas inspektionslocket 20 fast igen, spolningsutlop- pet 19 stängs, inloppet 12 öppnas och pumpanordningen 2 slås på för fortsatt drift av anläggningen.

Claims (4)

'46e oss l0 15 20 25 30 35 10 PATENTKRAV

1. Förfarande för avsyrning av vatten i en för detta ändamål avsedd anläggning, som omfattar dels en filtermediuminnehàllande tank (4) med en på denna mon- terad flödesfördelningsanordning (5), dels en behålla- re (10) för avsyrat vatten, företrädesvis en hydrofor, vid vilket förfarande obehandlat vatten avsyras genom kemiska utfällningsreaktioner i tankens (4) filtermedium (15), k ä n n e t e c k n a t därav, att det obehandlade vattnet via flödesfördelnings- anordningen (5) bringas att strömma in i tankens (4) övre ändparti och genom filtermediet (15), utan att komma i kontakt med detsamma, till tankens (4) nedre ändparti, därefter i motsatt riktning genom filtermediet (15), i vilket avsyrningen äger rum, och sedan ut ur tankens (4) övre ändparti, och att för erhållande av ett jämnt pH-värde i det avsyrade vattnet en del av det obehandlade vattnet sam- tidigt bringas att strömma förbi flödesfördelningsanord- ningen (5) genom en förbiledning (7) via en i förväg alltefter det obehandlade vattnets kvalitet inställd ventil (8) och sedan blandas med det avsyrade vattnet efter f1ödesfördelningsanordningen (5).

2. Förfarande enligt kravet l, k ä n n e t e c k - n a t därav, att för bortspolning av i filtertanken (4) förekommande föroreningar vattnet vid behov bringas att strömma i omvänd riktning genom filtertanken (4) och ut genom ett i flödesfördelningsanordningen (5) anordnat spolningsutlopp (19).

3. Flödesfördelningsanordning för genomförande av förfarandet enligt patentkraven l och 2 i en för avsyrning av vatten avsedd anläggning, som har en fil- termediuminnehállande tank (4) för avsyrning av vatten, en behållare (10) för avsyrat vatten, en pumpanordning <2) och en till tanken (4) ansluten förbileaning <7) 10 15 20 25 30 466 056 ll med en därtill hörande ventil (8) för ledning av obe- handlat vatten förbi flödesfördelninsanordningen (5) i syfte att åstadkomma ett jämnt pH-värde genom bland- ning av obehandlat vatten och avsyrat vatten från tanken (4), varvid flödesfördelningsanordningen (5) omfattar en stomme (18) med dels ett stängbart inlopp (12) för vatten som skall avsyras, dels ett utlopp (13) för av- syrat vatten, k ä n n e t e c k n a d därav, att den är anordnad mellan inloppet (12) för obehandlat vatten och tanken (4) för avsyrat vatten, och är försedd med ett första till stommen (18) anslutet rör (16), som står i förbindelse med nämnda inlopp (12) och är anord- nat att tillföra obehandlat vatten till filtermediet (15) i tankens (4) nedre ändparti, vilket innehåller filtermedium; ett andra till stommen (18) anslutet rör (14), som står i förbindelse med nämnda utlopp (13) och är anordnat att bortföra avsyrat vatten från tankens (4) övre, filtermediumfria ändparti; ett ytterligare spolningsutlopp (19), vilket vid normal drift är stängt och är anordnat att bortföra i vattnet förekommande föroreningar vid omvänt flöde; och en öppning (20'), som vid normal drift är tillsluten medelst ett borttag- bart lock (20) och som möjliggör dels inspektion av mängden filtermedium (l5) i tanken (4), dels påfyllning av ytterligare filtermedium (15).

4. Flödesfördelningsanordning enligt kravet 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att stommen (18) är försedd med en utvändig gängning (21), som motsvarar en invändig gängning (22) i en anslutningsöppning i tanken (4).