SE513160C2

SE513160C2 - Hydro=cyclone for oxygenating waste water being recycled in car wash

Info

Publication number: SE513160C2
Application number: SE9504011A
Authority: SE
Inventors: Bert Pettersson
Original assignee: Ribea Engineering Ab
Priority date: 1995-11-13
Filing date: 1995-11-13
Publication date: 2000-07-17
Also published as: SE9504011D0; SE9504011L

Abstract

Hydro-cyclone for oxygenating water is driven so that an underpressure is established in the cyclone. This sucks in air so it mixes with water in the cyclone. Preferably the cyclone is an inverted cone with air being sucked in through its narrow end. Also claimed is a water recycling facility including a hydro-cyclone as above.

Description

513 160 2 heller det egentliga skälet för att använda vattencykloner i samband med separera suspenderade partiklar ur ett fluidum är inte biologisk rening. Det verkliga skälet till varför vattencykloner trots sitt förhållandevis höga pris kan finna användning vid bio- logisk rening är i stället att inuti vattencykloner uppstår ett undertryck som leder till ett kontinuerligt insugande av luft som löses i vattnet. Cyklonen syresätter med andra ord vattnet. Även en förhållandevis liten cyklon ger en syresättning motsvarande en stor biorotor. 513 160 2 nor is the actual reason for using water cyclones in connection with separating suspended particles from a fluid biological purification. The real reason why water cyclones, despite their relatively high price, can find use in biological treatment is instead that a negative pressure arises inside water cyclones that leads to a continuous intake of air that is dissolved in the water. In other words, the cyclone oxygenates the water. Even a relatively small cyclone provides oxygenation corresponding to a large biorotor.

Vikten av att syresätta vattnet vid biologisk rening är tillräckligt för att i praktiken göra det ointressant om den an- vända cyklonen samtidigt avlägsnar bioslam ur vattnet eller inte.The importance of oxygenating the water during biological treatment is sufficient to make it unattractive in practice whether the cyclone used simultaneously removes biosludge from the water or not.

Syresättning med cyklon är även effektivare än utpumpandet av luft med kompressor eller pump på samma sätt som i exempelvis i akvarier.Oxygenation with cyclone is also more efficient than pumping out air with a compressor or pump in the same way as in aquariums, for example.

Genom att syresättningsanordning bestående av en cyklon och en vattenpump kan göras förhållandevis liten och lätt flyttbar kan den placeras även på andra ställen än där man kan använda biorotorer och biobäddar såsom exempelvis i vattendrag, sjöar, dammar e t c. Härigenom blir det möjligt att understödja den biologiska reningen i naturen exempelvis så att denna sker när- mare föroreningskällan. Tillfälliga utsläpp respektive tillförsel av näringsämnen från odlad mark kan kompenseras i anslutning till källan och den syrebrist och ty åtföljande fiskdöd som lätt föl- jer vid utsläpp av näringsämnen kan undvikas.Because the oxygenation device consisting of a cyclone and a water pump can be made relatively small and easily movable, it can also be placed in places other than where biorotors and biobeds can be used, such as in watercourses, lakes, ponds, etc. This makes it possible to support it biological purification in nature, for example, so that it takes place closer to the source of pollution. Temporary discharges or supply of nutrients from cultivated land can be compensated in connection with the source and the lack of oxygen, and the accompanying fish death that easily accompanies the discharge of nutrients can be avoided.

Exempelvis kan en pump med motor och cyklon anordnas på en liten flotte. Flotten kan även förankras på ett sådant sätt att den genom insugandet respektive utblàsandet av vatten drivs runt i en cirkel och därigenom även syresätter stillastående vatten effektivt. Med ett lämpligt dimensionerande av cyklonen kan en förhållandevis liten pumpeffekt användas.For example, a pump with motor and cyclone can be arranged on a small raft. The raft can also be anchored in such a way that it is driven around in a circle by the suction or blowing out of water and thereby also oxygenates stagnant water efficiently. With a suitable dimensioning of the cyclone, a relatively small pump power can be used.

Ytterligare fördelar och kännetecken på uppfinningen framgår av patentkraven samt nedanstående beskrivning av ett föredraget utföringssexempel som även visas på bifogad ritning.Further advantages and features of the invention appear from the claims and the following description of a preferred embodiment which is also shown in the accompanying drawing.

Den på ritningen visade cyklonanläggningen i enlighet med uppfinningen innefattar en cyklon 1 som har sin smala ände 2 vänd uppåt och sin vidare ände 3 med inloppet 4 vänd neråt. Inloppet 513 160 3 4 är anordnat tangentiellt och i cyklonens botten är centralt ett utlopp 7 anordnat. Till cykloninloppet 4 kommer vattnet från en pump 5 som i sin tur drivs av en motor 6. Motorn 6 kan vara elek- trisk eller utgöras av en bensinmotor.The cyclone plant shown in the drawing in accordance with the invention comprises a cyclone 1 which has its narrow end 2 facing upwards and its further end 3 with the inlet 4 facing downwards. The inlet 513 160 3 4 is arranged tangentially and at the bottom of the cyclone an outlet 7 is arranged centrally. The water to the cyclone inlet 4 comes from a pump 5 which in turn is driven by a motor 6. The motor 6 can be electric or consist of a petrol motor.

Det nedre utloppet från centrum av cyklonens botten utmynnar i en slang 8. Hela anläggningen är anordnad på en flotte 9. Cyk- lonens mottryck vid det nedre utloppet kan styras genom att nivån i höjdled för cyklonen ändras.The lower outlet from the center of the bottom of the cyclone opens into a hose 8. The entire plant is arranged on a raft 9. The back pressure of the cyclone at the lower outlet can be controlled by changing the level in height of the cyclone.

Vid drift fungerar den visade anordningen på så sätt att vatten sugs in av pumpen 5 och pumpas vidare till cyklonen l där vattnet till följd av inmatningshastigheten och -riktningen slungas runt i spiral med en uppåt ökande hastighet. Eventuella tunga partiklar slungas ut och följer cyklonens vägg uppåt. Genom den stora rotationshastigheten för vattnet i cyklonen bildas en central kavitet från cyklonens övre spets och luft sugs in denna väg och blandar sig med vattnet. Utöver att lite vatten trycks ut genom cyklonens övre ände på ett mer eller mindre duschliknande sätt tillsammans med tyngre partiklar så pressas huvuddelen av vattnet ut nedåt genom cyklonens centrala nedre utlopp. Det vat- ten som pressas ut genom nedre utloppet kommer även att föra med sig den luft som blandas med vattnet vid virvlandet i cyklonen.In operation, the device shown operates in such a way that water is sucked in by the pump 5 and pumped on to the cyclone 1, where the water is thrown around in a spiral at an upward increasing speed due to the feed speed and direction. Any heavy particles are thrown out and follow the wall of the cyclone upwards. Due to the high rotational speed of the water in the cyclone, a central cavity is formed from the upper tip of the cyclone and air is sucked into this path and mixes with the water. In addition to a little water being forced out through the upper end of the cyclone in a more or less shower-like way together with heavier particles, the main part of the water is forced out downwards through the central lower outlet of the cyclone. The water that is forced out through the lower outlet will also carry the air that is mixed with the water during the vortex in the cyclone.

Om utloppet nedåt från cyklonen blir igensatt under flotten så kommer inte längre något vatten ut genom det nedre utloppet.If the outlet downwards from the cyclone becomes clogged under the raft, no water will come out through the lower outlet.

När då allt vatten pressas ut genom cyklonens övre spetsiga ände kommer cyklonen inte längre att fungera som cyklon utan i stället erhålles en rakt uppåt riktad vattenstråle som följaktligen sig- nalerar att utloppet måste åtgärdas.When all the water is forced out through the upper pointed end of the cyclone, the cyclone will no longer function as a cyclone, but instead a straight upwardly directed water jet is obtained, which consequently signals that the outlet must be repaired.

Slam som har en högre specifik vikt än vattnet, men som ändå finns suspenderat i vattnet, exempelvis till följd av avsiktlig upprivning eller omröring (man kan ju låta pumpinsuget dammsuga botten) kan på enkelt sätt uppfångas genom att man över cyklonens spets anordnar en reflektionsplatta 10 som får det avgivna slam- met och vattnet att studsa tillbaka ner mot flotten där exempel- vis ett filter kan vara anordnat uppfàngande slammet.Sludge which has a higher specific gravity than the water, but which is still suspended in the water, for example as a result of intentional tearing or stirring (you can let the pump-suction vacuum the bottom) can easily be captured by arranging a reflection plate over the tip of the cyclone 10 which causes the discharged sludge and water to bounce back down towards the raft where, for example, a filter can be arranged to catch the sludge.

Anläggningen behöver i slamavlägsningsavseende inte vara ef- fektivare än för att avlägsna den kontinuerligt nybildade mängden slam. En viss mängd suspenderat slam måste hela tiden finnas för 'Éß 160 *1 att tjäna som grogrund för den fortsatta biologiska tillväxten och bärare av de arbetande mikroorganismerna.In terms of sludge removal, the plant does not need to be more efficient than to remove the continuously newly formed amount of sludge. A certain amount of suspended sludge must be present at all times for'ß 160 * 1 to serve as a breeding ground for the continued biological growth and carrier of the working microorganisms.

Man kan även tänka sig att anläggningen innefattar två cyk- loner där den ena har till uppgift att syresätta vattnet och den andra att avlägsna slam.It is also conceivable that the plant comprises two cyclones, one of which has the task of oxygenating the water and the other of removing sludge.

I synnerhet för det fall att endast syresättning är önskvärd så kan pump och cyklon integreras till en enhet där pumpen kan innefattar ett pumphjul med radiella flänsar anordnat i cyklonens vidare ände. Utloppet nedåt från cyklonen i detta fall får lämp- ligtvis utgöras av hål anordnade runt motoraxeln. Motorn kan se- dan vara monterad direkt vid cyklonens vidare gavel.Particularly in the case where only oxygenation is desired, the pump and cyclone can be integrated into a unit where the pump can comprise an impeller with radial flanges arranged at the wider end of the cyclone. The downward outlet from the cyclone in this case may suitably consist of holes arranged around the motor shaft. The engine can then be mounted directly at the further end of the cyclone.

I stället för att anordna cyklonen upp och ner kan den an- ordnas med spetsen nedåt, vilket i synnerhet kan underlätta upp- fàngandet av avskilt slam. Eftersom det vidare ofta är så att bottenvattnet är sämst syresatt så kan man även här ansluta ut- loppet från cyklonen till en slang som sträcker sig ett stycke ned mot botten eller till och med hela vägen ned till denna.Instead of arranging the cyclone upside down, it can be arranged with the tip facing downwards, which can in particular facilitate the capture of separated sludge. Furthermore, since it is often the case that the bottom water is the least oxygenated, you can also here connect the outlet from the cyclone to a hose that extends a bit down to the bottom or even all the way down to it.

Inom ramen för uppfinningstanken kan man naturligtvis även tänka sig att tillverka cykloner eller dylikt särskilt avsedda just för syrsättning av vatten där detta virvlas runt så att vir- veln blandar luft och vatten under en mycket långtgående finför- delning. Man kan härvid tänka sig att anordna ytterligare luft- tillopp till cyklonen för att öka syresättningskapaciteten_ Exem- pelvis skulle man kunna tänka sig att luft i anslutning till in- loppet in i cyklonen sugs in i vattenströmmen med hjälp av injek- tormunstycken, eller till och med trycks in under övertryck, För- modligen förmår nämligen cyklonen att finfördela mer luft i vatt- net än vad den kan suga in genom spetsen.Within the scope of the inventive idea, it is of course also conceivable to manufacture cyclones or the like specifically intended for oxygenation of water where this is swirled around so that the vortex mixes air and water during a very far-reaching atomization. It is conceivable to provide additional air inlets to the cyclone to increase the oxygenation capacity. For example, it would be conceivable for air in connection with the inlet into the cyclone to be sucked into the water stream by means of injector nozzles, or even with pressure under overpressure, Probably the cyclone is able to atomize more air in the water than it can suck in through the tip.

Claims

513 160 5 PATENT REQUIREMENTS

Device for oxygenating water, characterized in that it comprises a pump and a water cyclone having at its further end a tangential inlet and an axial outlet downwards and a narrower pointed end with a further opening facing upwards and that the water cyclone is driven on such by means of the high rotational speed of the water in the cyclone a negative pressure is formed in it and through a central cavity from the tip of the cyclone air is sucked in and mixes with the water.

Device according to Claim 1, characterized in that a splash or stop plate is arranged in front of the pointed end of the cyclone.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pump is arranged integrated in the cyclone.