SE511800C2

SE511800C2 - System for removing sedimented sludge layers from deep water vessels such as water towers

Info

Publication number: SE511800C2
Application number: SE9303307A
Authority: SE
Inventors: Peter Franek
Original assignee: Peter Franek
Priority date: 1993-10-07
Filing date: 1993-10-07
Publication date: 1999-11-29
Also published as: SE9303307L; SE9303307D0

Abstract

The method for the disposal of a layer of precipitated solid and/or volatile material, esp. a sedimented sludge slayer, from the inner surfaces of a water vessel in a water tower or the like, in which the layer is subjected to a minimum pressure of 3 m water gauge, comprises removing the layer and optionally some of the surrounding water using a novel hand-operated and preferably hand-held suction device, via. an outlet pipe connected to a suction head. The opening of the head is preferably elongated and the lengthways direction of the head is arranged horizontally so that it can be inserted into the top of or directly parallel above the layer. The movement of the head is preferably essentially linear, arced or even spiralled, with a vacuum being maintained at the exit side of the mouthpiece in order to ensure the layer material is removed.

Description

511 800 2 när vätskenivån sträcker sig över personens huvud, dvs. organ för tillföring av andningsluft m.m. Det djup under vätskeytan på vilket skiktet befinner sig kan vara minst 3 m, företrä- desvis minst 4 m eller även minst 5 m eller minst lO m eller minst 20 m, varvid dessa värden företrädesvis avser medeldju- pet under rengöringsoperationen när variationer uppträder under denna, såsom vanligen är fallet i vattentorn och liknande. Det maximala djupet bestämmes i första hand av det maximala djup på eller tryck vid vilket en människa kan arbeta. Företrädesvis genomföres arbetet med vanlig luft som andningsgas tillförd med slang från ytan och/eller från av dykaren medförda behållare. 511 800 2 when the fluid level extends over the person's head, ie. means for supplying breathing air, etc. The depth below the liquid surface on which the layer is located may be at least 3 m, preferably at least 4 m or even at least 5 m or at least 10 m or at least 20 m, these values preferably refer to the average depth during the cleaning operation when variations occur during this , as is usually the case in water towers and the like. The maximum depth is determined primarily by the maximum depth or pressure at which a person can work. Preferably, the work is carried out with ordinary air as breathing gas supplied with hose from the surface and / or from containers carried by the diver.

Det avsatta fasta och/eller flytande materialet har vanligen i huvudsak slamform men kan även vara förhållandevis hårt och plastiskt samt flyta endast under inverkan av en kraft över ett visst tröskelvärde. I kommunalt dricksvatten kan det avsatta skiktet innehålla partiklar härrörande från vatten- reningskemikalier och från partiklar i råvattnet samt även organiska beståndsdelar bildade genom tillväxt av organismer, såsom alger, före eller efter behandling i reningsverk.The deposited solid and / or liquid material usually has a substantially sludge form but can also be relatively hard and plastic and float only under the influence of a force above a certain threshold value. In municipal drinking water, the deposited layer may contain particles originating from water purification chemicals and from particles in the raw water as well as organic constituents formed by the growth of organisms, such as algae, before or after treatment in treatment plants.

Enligt uppfinningen har det visat sig möjligt att avlägsna sådana avsatta materialskikt genom att med bibehållen vätskefyllning i behållaren till en i det förgående angiven nivå utsuga skiktet med hjälp av ett utsugningsmunstycke.According to the invention, it has been found possible to remove such deposited material layers by, with retained liquid filling in the container to a suction in the previously stated level, by means of an extraction nozzle.

Förfarandet enligt uppfinningen definieras i krav 1, och en anordning för genomförande av förfarandet definieras i krav 5.The method according to the invention is defined in claim 1, and a device for carrying out the method is defined in claim 5.

På de bifogade ritningsfigurerna visar figur l skissartat genomförandet av förfarandet enligt uppfinningen i en behållare l, som innehåller en vätska 2. På behållarens botten 3 finnes ett slamskikt 4 med en höjd H. Detta slam- skikt uppsuges av en dykare 5 med hjälp av en utsugnings- 511 800 3 anordning innefattande en eldriven pump 6, som flyter vid vattenytan 7 och är ansluten till en elledning. Pumpen kan t.ex. vara av typen Grindex Minette med en sugkapacitet av ca 900 liter per timme, varvid pumpens volymkapacitet kan vara minskad med ca 50 % för att öka sugkraften. Från pumpens sugsida sträcker sig en utloppsledning (utsugningsledning) 8 av ett flexibelt material, t.ex. Cordslang med 2 tum dia- meter, nedtill, och är vätskeströmledande kopplat till ett såsom handhållningsorgan och manövreringsorgan verkande utsugningsrör (munstycksrör) 9, vid vars andra ände ett utsugningsmunstycke 10 är vätskeströmledande anslutet. Såsom antydes med en pil föres munstycket 10 från vänster till höger eller fram och åter utmed bottnen 3 och uppsuger härvid en remsformig del av slamskiktet 4, vilket av pumpen 6 föres genom en till pumpens trycksida ansluten avloppsledning ll, t.ex. av PVC-belagd nylonväv med diametern 2 tum, och bort- skaffas fràn behållaren. Dykaren 5 är vid arbete i dricks- vattenbehàllare och liknande lämpligen iklädd en tät dräkt, företrädesvis torrdräkt med hel ansiktsmask och torra handskar, för att motverka nedsmutsning av vattnet, och utandningsluften kan även ledas bort genom en utloppsledning så att den icke kommer i kontakt med vattnet. I stället för en motordriven pump kan även t.ex. en ejektorpump eller en mammutpump användas. Vidare kan det vara lämpligt att anordna pumpen nedsänkt i vätskan till ett visst djup eller vilande på bottnen, eftersom detta kan göra det möjligt att sänka trycket i inloppet till utloppsledningen, dvs. öka tryck- fallet genom inloppsmunstycket och vattenhastigheten i'detta.In the accompanying drawing figures, Figure 1 sketches the implementation of the method according to the invention in a container 1, which contains a liquid 2. On the bottom of the container 3 there is a sludge layer 4 with a height H. This sludge layer is sucked up by a diver 5 by means of a extraction device comprising an electrically powered pump 6, which floats at the water surface 7 and is connected to a power line. The pump can e.g. be of the type Grindex Minette with a suction capacity of about 900 liters per hour, whereby the volume capacity of the pump can be reduced by about 50% to increase the suction power. Extending from the suction side of the pump is an outlet line (extraction line) 8 of a flexible material, e.g. Cord hose with a diameter of 2 inches, at the bottom, and is liquid-conductively connected to a suction pipe (nozzle pipe) 9 acting as hand-holding means and actuating means, at the other end of which a suction nozzle 10 is connected in a liquid-conducting manner. As indicated by an arrow, the nozzle 10 is moved from left to right or back and forth along the bottom 3 and thereby sucks up a strip-shaped part of the sludge layer 4, which of the pump 6 is passed through a drain line 11 connected to the pressure side of the pump, e.g. of PVC-coated nylon fabric with a diameter of 2 inches, and discarded from the container. When working in drinking water tanks and the like, the diver 5 is suitably dressed in a tight suit, preferably dry suit with full face mask and dry gloves, to counteract contamination of the water, and the exhaled air can also be led away through an outlet line so that it does not come into contact with the water. Instead of a motor-driven pump, e.g. an ejector pump or a mammoth pump is used. Furthermore, it may be appropriate to arrange the pump immersed in the liquid to a certain depth or resting on the bottom, as this may make it possible to lower the pressure in the inlet to the outlet line, i.e. increase the pressure drop through the inlet nozzle and the water velocity in it.

All utrustning som användes i kontakt med vattnet (vätskan) rengöres företrädesvis enligt livsmedelsverkets föreskrifter och med användning av godkända medel vid hantering av behål- lare och dylikt avsedda för dricksvatten.All equipment used in contact with the water (liquid) is preferably cleaned in accordance with the National Food Administration's regulations and with the use of approved agents when handling containers and the like intended for drinking water.

Pá figur 2 visas skissartat ett utsugningsmunstycke 10, vars utsugningsöppning har i huvudsak rektangulär form med en mmm; 511 800 4 längd L och med en bredd B, som kan vara större eller mindre eller lika med tjockleken H hos slamskiktet 4. Förhållandet B : H kan t.ex. vara minst 0,25, företrädesvis minst 0,5 eller minst 0,75, ofta högst 2 och företrädesvis högst 1,5 eller högst 1 eller även högst 0,9. Såsom antydes med streck- prickade linjer på figuren föres munstycket i huvudsak lin- järt framåt utmed bottnen 3 så att slamskiktet uppsuges rems- formigt. Förhållandet L : B kan variera inom vida gränser men är ofta lämpligen minst 5 eller minst 10 och ofta högst 50 eller högst 25.Figure 2 shows in sketch a suction nozzle 10, the suction opening of which has a substantially rectangular shape with a mmm; 511 800 4 length L and with a width B, which may be greater or less or equal to the thickness H of the sludge layer 4. The ratio B: H may e.g. be at least 0.25, preferably at least 0.5 or at least 0.75, often at most 2 and preferably at most 1.5 or at most 1 or even at most 0.9. As indicated by dash-dotted lines in the figure, the nozzle is moved substantially linearly forward along the bottom 3 so that the sludge layer is sucked up in a strip-shaped manner. The ratio L: B can vary within wide limits but is often suitably at least 5 or at least 10 and often at most 50 or at most 25.

Framföringen av utsugningsmunstycket kan lämpligen genomföras linjärt i en serie parallella linjer eller bågformigt utmed parallella linjer eller cirkelformigt eller spiralformigt med sådant avstånd mellan framföringslinjerna, att skiktet avlägsnas så fullständigt som önskas, företrädesvis med en viss överlappning i sidled mellan munstyckets framförings- banor. Om pumpen 6 eller motsvarande transportorgan anordnas flytande och fritt rörlig vid vattenytan, kan dykaren lätt bogsera pumpen efter sig med utsugningsledningen 8 eller med något annat dragorgan vid sin förflyttning i behållaren.The advance of the suction nozzle can suitably be carried out linearly in a series of parallel lines or arcuately along parallel lines or circular or helical with such a distance between the guide lines that the layer is removed as completely as desired, preferably with some lateral overlap between the nozzle paths. If the pump 6 or corresponding transport means is arranged floating and freely movable at the water surface, the diver can easily tow the pump behind him with the extraction line 8 or with some other pulling means when moving in the container.

Munstyckets 10 utsugningsöppning kan vid utsugningen av skiktet vara riktad så att inströmningen genom öppningen sker i huvudsak horisontellt, eller i huvudsak vertikalt eller lämpligen i riktning snett uppåt, t.ex. en lutning av 30 till 60 grader hos ett plan genom öppningen i förhållande till det plan som skiktet bildar. Vid utsugningen kan även en effektiv rengöring av bottnen och eventuella fördjupningar och ojämn- heter i denna erhållas. Munstycket kan även utrustas med vid munstycksöppningens övre del och/eller vid sidorna framskju- tande delar (plåtar, skivor) som motverkar inströmning av vatten i munstycket uppifrån resp. från sidorna.The extraction opening of the nozzle 10 can be directed during the extraction of the layer so that the inflow through the opening takes place substantially horizontally, or substantially vertically or suitably in a direction obliquely upwards, e.g. a slope of 30 to 60 degrees of a plane through the opening relative to the plane formed by the layer. During extraction, an efficient cleaning of the bottom and any depressions and irregularities in it can also be obtained. The nozzle can also be equipped with parts (plates, discs) projecting at the upper part of the nozzle opening and / or at the sides which counteract the inflow of water into the nozzle from above or below. from the sides.

Munstycket kan även förses med eller bringas att samverka med rengöringsorgan för mekanisk, hydraulisk eller ultraljudren- 511 800 5 göring av behållaren, t.ex. borstar, högtrycksvattenstrålar eller ultraljudsändare.The nozzle can also be provided with or caused to co-operate with cleaning means for mechanical, hydraulic or ultrasonic cleaning of the container, e.g. brushes, high pressure water jets or ultrasonic transmitters.

Munstycket 10 kan även utformas med inställbar storlek eller genomströmningsarea, t.ex. inställbar storlek av munstycks- öppningen vinkelrätt mot öppningens längdutsträckning, t.ex. för anpassning till slamskiktets tjocklek.The nozzle 10 can also be designed with an adjustable size or flow area, e.g. adjustable size of the nozzle opening perpendicular to the longitudinal extent of the opening, e.g. for adaptation to the thickness of the sludge layer.

Om så önskas kan man i behållarvätskan nedsänka en inner- behållare med böjlig vägg av skiktformigt material, t.ex. plast, vilken anslutes tätt till behállarens utlopp och eventuellt inlopp. Innerbehållaren kan avgränsa den del av behållaren, i vilken avlägsnandet av det avsatta skiktet genomföres och härigenom minska riskerna för förorening med uppvirvlat slam av vatten som under eller efter behandlingen uttages från behållaren. Innerbehållaren kan vara helt sluten i förhållande till det omgivande vattnet i behållaren men även vara anordnad med en övre kant eller en öppning på visst djup i behållaren.If desired, an inner container with a flexible wall of layered material can be immersed in the container liquid, e.g. plastic, which is connected tightly to the container's outlet and any inlet. The inner container can delimit the part of the container in which the removal of the deposited layer is carried out and thereby reduce the risks of contamination with swirled sludge of water which is taken out of the container during or after the treatment. The inner container can be completely closed in relation to the surrounding water in the container but can also be arranged with an upper edge or an opening at a certain depth in the container.

Claims

i _, ..;, H III | i \ 511 Pans. 9303307-4 6 BAIENIKRAY

A method for removing sedimented sludge layers (4) of deposited, solid and / or liquid materials, from bottom surfaces in water tanks (1) for drinking water in water towers in municipal water pipes and the like, comprising removing the material in the sludge layer (4), optionally together with a part of the water (2) in the container closest to the layer, is removed from the drinking water by an extraction device provided with an extraction nozzle (10) with an extraction opening, whereby on the outlet side of the extraction opening a negative pressure is maintained relative to the pressure in the sludge so that an outflow of the material in the sludge layer through the extraction opening is obtained, and that the extracted material is disposed of from the drinking water tank, characterized in that the suction nozzle is handled and preferably hand-held by a sludge layer at a depth of at least 4 meters below of breathing gas with hose or from brought containers working diving device, the suction device being moved at the height of the layer or immediately above the layer substantially parallel to the layer, and preferably mainly in a linear or arcuate, possibly helical advancing movement, and by the suction of the layer being effected by a pump (6), suction side is connected to the suction nozzle or to the suction line, the pump preferably being submerged and floating in the water and arranged to be towed by the diver when the diver moves during the work at the container bottom.

Method according to claim 1, characterized in that the suction of the sludge layer (4) is carried out __? 511 800 at a depth below the water surface of at least 5 or at least 10 m below the surface of the water (7).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the extraction of the sludge layer is carried out by operating the extraction nozzle of the extraction device by a diver (5), which is equipped with a covering which prevents body contact with the water in the container and contamination. of this by such contact, as well as possibly with discharge means for spent breathing air which prevents contamination of the water with the exhaled air.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the suction nozzle (10) is arranged to co-operate with means arranged close to or in the outlet opening for releasing a sludge layer of solid material from the container bottom, preferably mechanically, hydraulically or with ultrasonic working organs.

Device for carrying out the method according to any one of the preceding claims, characterized in that the device comprises a water pump (6), an outlet line (8) connected to the suction side of the water pump, a suction nozzle (10) connected to the outlet line for removing an on sludge layer (4) deposited on the inner surface of a drinking water tank (1), means (9) for hand-holding and manually operating the suction nozzle of a diver at the bottom (3) of the tank at a depth below the water surface of at least 4 meters of working diver (5), a drain (11) from the pressure side of the pump for removing the material sucked out of the pump from the water tank, the pump being designed with sufficient buoyancy so that it, floating at the water surface, can be towed by the diver during the work at the bottom of the tank.

Device according to claim 6, characterized in that it comprises one to an outlet line 511 800 o L; (8) connected extraction nozzle with elongate extraction opening of substantially rectangular shape, the width (B) of the nozzle opening being of variable size, which is adaptable to the thickness (H) of a sludge layer (4) to be removed.