SE500144C2 - Anordning för rening av vatten genom flockning - Google Patents

Description

samtliga begränsningsväggar i flockningskamrarna cylindriska, och vattnet leds speciellt genom flockningskamrarna från den yttersta till den innersta av de koncentriskt anordnade flockningskamrarna.

Vid denna anordning motsvarar volymen mellan cylinderytorna kam- rarna vid en konventionell flockulator. Genom att man anordnar en gavelvägg i varje enskild cylinderkammare och en genomströmningsöppning i innerväggen, vilken samtidigt bildar yttervägg i den närmast innanför belägna cylinder- kammaren formas på detta sätt en sammanhängande, lång flockningskammare av de flerfaldiga, koncentriska cylinderkamrarna. En av fördelarna med en lång, sammanhängande flockningskammare är att den möjliggör ett s k "p|uggflöde", vilket i sin tur medger en styrning av en kontinuerligt avta- gande omrörning, varvid varje partikelaggregat kan ges den omrörning som krävs för snabbaste möjliga och bästa flockbildning och/eller för likformig omrörning längs hela "vattenvägen". Omrörningen kan ske spontant vid vattnets passage genom de koncentriska _cylinderkamrarna eller med hjälp av en särskilt anordnad omrörare.

Vid den enklaste utformningen av flockningsanordningen leds vattnet in i den yttersta cylinderkammaren och tas ut genom centrumcylindern. Vattnets egen rörelseenergi får ge den erforderliga omrörningsturbulensen. l ett alter- nativt utförande kan flockningskammaren utformas som en likformig spiral.

Dessa båda enkla utföringsformer är dock flödeskänsliga och kräver ofta regelbunden manuell rengöring, speciellt vid stora flödesvariationer.

För att erhålla en mer flödes-oberoende samt självrensande flockulator krävs mekanisk omörning eller omrörning med luft. Den på så sätt tillförda rörelseenergin måste, för att systemet skall bli flödes-oberoende, tillföras så att omrörningen dominerar över den omrörning som vattenflödet självt ger.

Det är även möjligt att, omvänt mot vad som nämns ovan, föra in vatt- net i centrumcylindern och ta ut det flockade vattnet i den yttersta cylinder- kammaren.

Det är också möjligt att utforma vattenintaget på sådant sätt att even- tuella kemikalier, t ex flockningskemikalier såsom kalk, aluminiumsulfat, järn- klorid mm tillsätts i inloppsdelen, så att en effektiv inblandning av kemikalierna kan göras på detta ställe om sådana behövs.

Vid en alternativ utformning av anordningen kan två olika vattenflöden ledas in i flockulatorn på olika ställen. Flödena kan t ex ha olika l tillsatser och/eller var för sig vara mer eller mindre svårflockade. De olika l i (fl Al) (c) ...fx l"- .

Jm. flödena möts i någon av mellankamrarna för gemensam utflockning och gemensam avgång genom utloppet.

OMRÖRNING Den för en effektiv flockning nödvändiga omrörningen kan ske på tre olika sätt, nämligen genom vattenflödets egen rörelseenergi, genom luftom- rörning eller genom mekanisk omrörning.

Vid omrörning med hjälp av vattnets egen rörelse skapas den nödvän- diga turbulensen vid kontaktytan mellan vätskan och flockulatorväggarna samt i hela vattenmassan genom kammarens respektive kamramas krökniiig. vid helt nakna väggar blir flockningen mycket flödesberoende. Systemet kan göras mer okänsligt för flödet genom att man anbringar turbulensskapande hinder såsom skärmar eller liknande på t ex kammarens väggar.

Vid luftomrörning anpassas luftningen punktvis eller efter hela kammar- bottens längd med avtagande intensitet iströmningsriktningen. Även här kan turbulensökande skärmar användas.

Mekanisk omrörning är dock att rekommendera. Detta möjliggör ska- pandet av en flödesoberoende och självrensande flockulator, vilket är mycket väsentligt vid praktisk drift. Vid den i det följande beskrivna anordningen är den mekaniska omröraren utförd på sådant sätt att en enda, sammanhäng- ande omrörningsenhet kan användas för omrörning i samtliga delkammare.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Uppfinningen skall nu beskrivas närmare i anslutning till bifogade rit- ning, på vilken figur 1 visar ett tvärsnitt genom en anordning enligt uppfin- ningen, och figur 2 visar en sidovy av anordningen enligt figur 1, delvis i upp- skuret skick.

Den visade anordningen utgörs av en huvudsakligen cylindrisk behållare 1 med inlopp 2 för avloppsvatten eller annat råvatten och utlopp 3 för flockat vatten samt med ett omrörnningsorgan 4 för vattnet.

Behållaren 1 är väsentligen cylindrisk och kan ha vilka som helst önskade dimensioner och förhållanden mellan diameter och höjd. Behållaren är tillsluten i botten 5, och botten 5 tätar mot utloppet 3, som är utformat som ett koncentriskt inuti behållaren 1 anordnat rör 6 med öppen botten. l det fall att man arbetar med "omvänd" flödesriktning, dvs där vattenflödet går från centrum och utåt, måste utloppsröret 6 givetvis vara utformad med (51 en botten.

Mellan ytterväggen 7 på behållaren 1 och utloppsröret 6 är ett antal, i det visade fallet två stycken, inre mellanväggar 8, 9 av cylindrisk form monte- rade koncentriskt inuti huvudbehållaren 1, vilka bildar en första, en andra och en tredje cylindrisk innerkammare 10, 11, 12 inuti huvudbehållaren 1. Antalet mellanväggar och koncentriska kammare kan varieras efter behov och speci- ella omständigheter. Likaså kan volymen på innerkamrarna 10-12 varieras inbördes, t ex så att alla kamrarna har väsentligen samma volym, eller så att volymen successivt ökar från den yttersta kammaren 10 till den innersta kammaren 12. I detta sistnämnda fall uppnår man den för vissa fall viktiga fördelen att stömnlngshastigheten på det genomströmmande vattnet succes- sivt minskar under passagen från lnloppet 2 till utloppet 3. Det är också möj- ligt att, för andra speciella förhållanden, utforma kamrarna för det omvända förhållandet, dvs att strömningshastigheten ökar successivt.

Det skall påpekas att det också är möjligt att anordna strömningen genom flockulatorn med "omvänd" strömning, dvs att vattnet kommer in vid centrumcylindern 6 och avgår från den yttersta flockningskammaren 10, varvid centrumcylindern 6, så som nämnts ovan, skall vara utformad med en tätande botten. lnloppet 2 utgörs i det visade fallet av ett rör, som företrädesvis är fast monterat i mantelytan på behållaren 1. Det kan finnas flera inlopp, eller så kan lnloppet vara delat som ett kaskadinlopp vid huvudcylinderns 1 mantel.

Vattnet kan också föras in i den första cylinderkammaren genom en bottengenomföring, eller ovanifrån, vilket senare inte kräver något speciellt inlopp.

Samtliga mellanväggar 8, 9 och väggen till innercylindern 6 är utfor- made med genomgående strömningshål 13, 14, 15, t ex axiellt löpande strömningshål, för insläppning av vatten från närmast yttre cylinderkammare. Öppningarna kan sträcka sig över hela vägghöjden eller endast delar därav, varvid s k kortslutningsströmmar motverkas. Man kan för detta ändamål t ex anordna en första öppning lågt placerad och en följande öppning högt place- rad och vice versa. Om det finns öppningar nedtill mellan alla kamrarna eller facken och in till centrumcylindern 6 kommer sediment att matas ut snabbare ur flockulatorn. Om man har öppningar både vid botten och vid ytan, åtmins- tone vid centrumcylindern 6, eller vid eventuell "omvänd" strömning vid den yttersta delkammaren 10, sä kan lätt- respektive svärsedimenterbara partiklar skiljas åt för omhändertagande i skilda bassänger.

För att dels förhindra en backströmning i de i flera varv utanför / innan- för varandra anordnade cylinderkamrarna, dels åstadkomma en avböjning av vattenströmmen från en cylinderkammare till närmast innanför liggande cylin- derkammare är en flexibel avskiljarvägg 16 anordnad nära bakom respektive strömningsöppning 13-15 sett i strömningsriktningen. Av skäl som kommer att framgå i det följande skall avskiljarväggarna 16 vara utformade så att de vid mekanisk påverkan kan böjas av för att släppa förbi omrörarstavar, t ex genom att vikas, vridas, skjutas åt sidan eller roteras. Samtidigt skall avskil- jarväggarna ha sådan styvhet gentemot avböjning att de tvingar en vatten- ström från en flockningskammare in i närmast innanför (eller utanför) liggande flockningskammare genom strömningsöppningen 13-15.

Det finns också möjlighet att vid en förenklad utföringsform av uppfin- ningen utforma flockulatorn utan avskiljarväggar, varvid vattnet har möjlighet att cirkulera flera varv i samma kammare innan det söker sig in i nästa kammare.

Såsom nämnts tidigare är det viktigt att en omrörning åstadkoms av vattnet i flockningskamrarna 10-12, och för detta ändamål används en omrö- rare 4, som i det visade fallet drivs av en motor 17, på vars roterande axel en eller flera tvärgående armar 18 är monterade, där armarna eller varje arm upp- bär en omrörarstav 19 med omrörarpaddelblad 20 för varje enskild flocknings- kammare. Paddelbladen kan vara fast anordnade på omrörarstavarna eller kan vara frihängande. Paddelbladen kan också utformas så att de samtidigt med omrörningen av vattnet åstadkommer en medskrapning av sediment längs kammarbotten för utmatning ur flockulatorn. Omröraren med omrörarstavarna 19 är anordnade koncentriskt med flockningskamrarna, så att omrörarstavarna kan roteras fram och tillbaka och/eller runt kring en vertikal axel i flockningskamrarna 10-12.

Omrörarstavarna 19 har möjlighet att passera avskiljarväggarna 16 genom att dessa elastiskt eller fjädrande böjs av när stavarna 19 passerar, varefter de svänger eller böjer tillbaka och stänger till flockningskammaren så att vattnet passerar in i nästa, inre kammare 11 respektive 12 genom öppningarna 13, 14.

Vid den ovan nämnda förenklade utföringsformen av uppfinningen kan avskiljarväggarna utformas fasta men med en vertikal spalt genom vilken omrörarstavarna 19 kan passera. De smala vertikala listerna på vardera sidan av den vertikala spalten bidrar till en ökad turbulens i vattenströmningen och till en avböjning av vattnet in, eller ut, till nästföljande flockningskarnmare.

Lämpligen kan omröraren utformas varvtalsstyrd, så att omröringsintensiteten hålls konstant vid ökande respektive minskande vattenflöde.

För att öka turbulensen i flockningskamrarna kan dessa vara utformade med turbulenshöjande medel, t ex vingar 21, som är fästa mot cylinderkam- marväggarna så som antyds vid kammaren 12 i figur 2. Vingarna 21 kan anordnas för att påskynda en vertikal omrörning i vattnet, och de kan t ex vinklas i förhållande till horisontalplanet för att förstärka omrörningseffekten.

Lämpligen utformas axeln till omrörarmotorn 17 så lång, att den sträcker sig till ett ställe nedanför underkanten på utloppsröret 6, och den kan där vara försedd med exempelvis assymetriskt utformad kon 22 med spetsen uppåt. Konen fyller två funktioner: den skall dels förhindra erosion i underliggande slamtäcke, den skall dels också sprida vattnet i avskiljningsbassängen, så att kortslutningsströmmar elimineras.

Den centrumplacerade motorn 17 och drivaxeln kan också användas för två ytterligare funktioner när flockulatorn installeras i exempelvis mindre avloppsanläggningar, nämligen dels för att driva ett bottenskrapspel, dels för att driva spridararmarna i en ovanförliggande biobädd. Kravet på lägre rotationshastighet för de senare två funktionerna kan tillgodoses genom att antalet bärararmar och omrörarstavar i flockulatorn utökas för att uppehålla tillräcklig oomrörning i denna.

Den angivna utformningen av flockulatorn kan således på ett förträffligt sätt medföra besparing av drivenheter på små anläggningar och möjliggöra en mycket kompakt anläggning. l anslutning till inloppet, eller utanför flockulatorn kan det finnas i och för sig kända medel för att tillföra och blanda in flockningsmedel eller andra kemikalier. Det finns också möjlighet att utforma flockulatorn med kvadratisk, oval eller med annan regelbunden polygonal tvärsnittsform och att vid behov utforma omröraren kulisstyrd för motsvarande kvadratisk eller polygonal rörelse. l vissa fall kan det vara både funktionellt och arbetsbesparandeatt kunna åstadkomma en "automatisk rensning" av flockulatorn. Ett sådant fall är när man direktfäller dåligt avslammat vatten, eller när man använder ti rl'l fl 3 ä -\ flockulatorn för att fälla och flocka helt obehandlat avloppsvatten. För ändamålet kan anordningen i botten vara utformad med en eller eventuellt flera radiellt placerade smala rensningsspalter 23, som täcks av ett uppåt fäderbelastat bottenlock. Rensningslspalten 23 öppnas samtidigt med att omröraren 4 roteras. Detta senare kan vara värdefullt, speciellt vid små anläggningar, som härigenom kan drivas utan särckild avslamnings- eller grovavskiljningsanordning.

Rensningen kan ske genom manuell öppning av rensningsluckan. t ex några gånger per vecka, men den kan också ske automatiserat påverkad av ett tidur. Det finns också möjlighet att anordna en central resningslucka genom att omrörarstavarna 19 utformas så att de vid omrörarens rotation kontinuerligt skrapar in sediment mot flockulatorns centrum, där det avgår genom en härför avsedd öppningsbar bottenlucka. Öppningen kan också utgöras av öppningen 15.

Hänvisningssiffror 1 behållare 2 inlopp 3' utlopp 4 omrörare 5 botten (på 1) 6 utloppsrör 7 yttervägg (på 1) 8 mellanvägg 9 mellanvägg 10 innerkammare 1 1 innerkammare 12 in nerkammare 13 strömningshål (i 8) 14 strömningshål (i 9) 15 strömningshål (i 6) 16 avskiljarvägg 1 7 motor 18 arm 1 9 omrörarstav 20 paddelblad 21 vinge 22 kona 23 rensningsspalt

Claims (9)

PATENTKRAV

1. Anordning för rening av avloppsvatten eller annat råvatten, eller av emulsioner eller blandningar av vatten och olja eller oljeliknande produkter genom ett flockningsförfarande, bestående av en behållare (1) med inlopp (2) för obehandlat vatten och utlopp (3) för flockat vatten, och där flocknings- behållaren (1) inrymmer ett flertal koncentriskt i flockningsbehållaren (1) anordnade mellanväggar (8, 9), som bildar ett flertal koncentriska flocknings- kammare (10-12), som är i huvudsak tillslutna i botten, kännetecknad av att - varje mellanvägg (8, 9) samt väggen (6) till utloppet (3) har strömningshål eller -slitsar (13-15), som sträcker sig över hela vägghöjden, - och som är anordnade så att vattenströmmen kan passera successivt inåt eller utåt genom de flerfaldiga flockningskamrarna (10-12) från inloppet (2) till utloppet (3), - och av att flockningskamrarna (10-12) har ett eller flera organ (16) för att tvångsmässigt leda vattenströmmen från en flockningskammare (10), genom respektive strömningshål eller -slits (13-15) till närmast följande flockningskammare (11) respektive till utloppet (3) och att tvångmässigt förhindra strömning i motsatt riktning mot den avsedda strömningsriktningen.

2. Anordning krav 1, kännetecknad av att organet för att tvångs- mässigt leda vattenströmmen från en flockningskammare till nästföljande flockningskammare (10-12) utgörs av en avskiljarvägšl (16) som är anordnad i huvudsak tvärs över flockningskammaren nära bakom närmast följande flock- ningskammares strömningshål eller -slits (13-15). sett i vattnets strömningsriktning.

3. Anordning enligt krav 2, vilken är försedd med organ (4) för omröring av vattnet under sin passage i flockningsbehällaren, och där omröraren (4) är driven av en motor (17) för att åstadkomma en fram- och återgående och/eller runt om i respektive flockningskammare (10-12) gående rörelse, och av att omröraren innefattar en eller flera omrörarstavar (19) för varje flockningskammare (10-12), och där varje omrörarstav (19) kan vara försedd med t ex ett eller flera paddelblad (20) för förstärkning av omrörnings- effekten och/eller längs omrörarstavarna fästa vingar (21) för ökning av turbulensen i vattenströmmen, kännetecknad av att avskiljarväggen (16) är anordnad att kunna passeras av omrörarstavarna eller att temporärt kunna öppnas mekaniskt. 10

4. Anordning enligt krav 3, kännetecknad av att avskiljarväggarna (16) är flexibla eller fjädrande så att de öppnas vid viss mekanisk påverkan, t ex av en passerande omrörare (19), varefter de automatiskt stänger.

5. Anordning enligt krav 3, kännetecknad av att varje flocknings- kammare (10-12) har en endast delvis tillslutande avskiljarvägg, vilken bildar en smal, vertikal spalt, genom vilken omrörarstavar (19) kan passera, och som kvarlämnar en smal kant intill åtminstone en av väggarna, vilken kant bidrar till att öka turbulensen i vattenströmningen och till att leda in (eller ut) vattnet till nåstföljande flockningskammare (10-12).

6. Anordning enligt krav 5, där omrörarstavarna (19) år försedda med paddelblad (20), kännetecknad av att ett eller flera av paddelbladen (20) är vinklade mot horisontalplanet för att åstadkomma en vertikal omblandning i vattenströmmen och/eller är utformade för att åstadkomma en medskrapnlng av slam längs flockningskammarens (10-12) botten (genom 23).

7. Anordning enligt krav 5 och 6, kännetecknad av att omrörarmotorns (17) axel sträcker sig till ett ställe nedanför utloppet (6) på flockulatorn, och att den vid detta ställe uppbär en med spetsen uppåt vänd assymetrisk kon (22) för att förhindra erosion i underliggande slamtäcke och för att sprida vattnet i den underliggande sedimenteringsbassängen.

8. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att flocknings-behållaren (1) jämte alla koncentrlskt anordnade flockningskamrar ( 10-12) är cylinderformade med cirkulärt, kvadratiskt, ovalt eller regelbundet polygont tvärsnitt, och av att strömningen av vatten genom de koncentrlskt anordnade flockningskamrarna (10-12) är anordnad att ske från ett i den yttersta flockningskammaren (10) anordnat inlopp (2) och successivt genom följande flockningskamrar (11, 12) till ett centralt anordnat utlopprör (6), från vilket det flockade vattnet släpps ned i en sedimenteringsbassäng eller Hknande.

9. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den är utformad med två eller flera inlopp mynnande i olika flockningskammare, varvid de olika vattenströmmarna kan vara av olika slag och/eller ha olika inblandning av kemikalier, och där de respektive strömmarna strålar samman i den andra eller någon av följande flockningskammare (11, 12).