SE531464C2 - Metod och anordning för reduktion av vätesulfid - Google Patents

Description

531 454 2 Nutriox® och kalciumnitrat tillämpas, vilket fungerar men tenderar ge höga driftskostnader eftersom dessa ämnen är dyra.

En annan möjlighet är att friska upp avloppsvattnet genom att tillsätta luft vilket exempelvis visas i US- patent 4,l48,726 och US~patent 4,070,279.

I US 4,l48,726 beskrivs en process där avloppsvatten i en avloppsledning pumpas till en kammare där rent syre, eller en gas innehållande mer syre än luft, tillsätts under tryck, varpå det syresatta avloppsvattnet återförs till avloppsledningen via en injektor placerad under ytan.

I US 4,070,279 beskrivs en anordning för att lösa àtminstone en gas i en vätska med en ejektor nedsänkt i vätskan. En högturbulensblandningsanordning utnyttjas för att förhöja effekten av syresättningen.

Ett problem med tidigare känd teknik är således att för att uppnå önskad effekt, behövs relativt komplicerade lösningar, det, såsom att gas med hög syrehalt tillsätts under tryck, eller att ett extra steg i form av en högturbulensanordning används.

Sammanfattning av uppfinningen Ett syfte med föreliggande uppfinning är därför att avhjälpa ovan nämnda problem och att tillhandahålla en metod och anordning för reduktion av vätesulfid som ger minskade investeringskostnader, samt ökad driftssäkerhet. minskat underhàllsbehov Enligt en första aspekt av föreliggande uppfinning uppnås detta syfte med en metod för att reducera mängden vätesulfid i avloppsvatten i en tank, innefattande att avleda ett flöde från nämnda tank, att syresätta nämnda flöde genom kontakt med gas innehållande syre och att återföra nämnda flöde till nämnda tank ovan en vätskenivà i tanken, varvid metoden vidare innefattar att mäta halten vätesulfid i nämnda tank och att styra avledning av nämnda flöde baserat på halten vätesulfid. 53% 455 3 Enligt en annan aspekt av föreliggande uppfinning uppnås detta syfte med en anordning för att reducera mängden vätesulfid i avloppsvatten i en tank, innefattande ett utlopp för att avleda ett flöde från nämnda tank, ett don för att syresätta nämnda flöde, ett placerat ovan en vätskenivà i nämnda tank, för att återföra nämnda flöde till nämnda tank, och en pump för att pumpa nämnda flöde från nämnda utlopp via nämnda munstycke, syresättningsdon till nämnda munstycke, varvid ett mätdon är anordnat att mäta halten vätesulfid i nämnda tank, och en styrenhet är anordnad att styra pumpen baserat på en mätsignal från mätdonet.

Genom att flödet àterföres ovan ytan kan flödet drivas av en konventionell avloppspump, vilken är avsevärt billigare än de kompressorer som normalt krävs för att återföra syresatt vatten under ytan. Det har dessutom visat sig att en bättre effekt av syresättningen uppnås när flödet återförs till tanken ovan ytan, med en ökad reduktion av vätesulfid som följd. Den ökade syresättningen beror troligen på dels att flödet då det lämnar munstycket fördelas i luften, dels att det avledda flödet skapar en omröring i tanken.

Att på detta sätt återföra syresatt vatten ovan ytan har tidigare utnyttjats vid vattenrening i en kontinuerlig process. Exempelvis visar US 5,525,242 visas en anordning för rening av hushållsvatten där mängden vätesulfid reduceras genom att pumpa vätskan genom ett venturimunstycke, där vätskan blandas med luft, syresatta vätskan strömmar ut ur munstycket i en varpå den sammanhållen stråle ner i den renade vätskan, varvid munstycket med fördel är placerat ovan ytan. Anordningen ingår i ett reningssystem som är integrerat i ett vattenförsörjningssystem. Reningssystemet innefattar en tank, i vilken rening sker, och vatten syresätts i samband med införsel i tanken. Efter syresättning och rening återgår vattnet till vattenförsörjningssystemet för upprepad användning. Eftersom vattnet i detta system EEV! 454 4 hela tiden följer ett kretslopp är de aktuella halterna av vätesulfid mycket små, och elimineras i princip fullständigt av den beskrivna syresättningen.

Till skillnad från situationen i US 5,525,242 är föreliggande uppfinning relaterad till en tank där förorenat vatten är tillräckligt stillastående för att vätesulfid ska bildas i mycket höga halter. Metoden och anordningen enligt uppfinningen är därför baserad på en återkopplad process, där syresatt vatten återförs till tanken, och således kan genomgå syresättning upprepade gånger.

Föreliggande uppfinning är baserad på den överraskande insikten att återförande av syresatt vatten ovan ytan, på det sätt som redan tidigare tillämpats vid rening av mindre mängder vatten i en kontinuerlig process, även kan ge mycket positiva effekter vid avlägsnande av höga halter vätesulfid ur en tank för kraftigt förorenat vatten, när syresättningen tillämpas i ett återkopplat flöde.

Då halten vätesulfid i tanken mäts kan avledning av avloppsvatten påbörjas när halten vätesulfid överstiger ett start-gränsvärde och upphöra igen när halten vätesulfid understiger ett stopp-gränsvärde. Detta medför minskad energiåtgång och minskat slitage på utrustningen genom att syresättning endast sker när behov föreligger.

Gasen tillförs med fördel avloppsvattnet genom en ejektor, vilket innebär att då avloppsvattnet strömmar genom den nämnda ejektorn med hög hastighet sugs gas innehållandes syre in genom en luftingång i ejektorn och blandas med avloppsvattnet. Således krävs ingen ytterliggare kringutrustning, såsom exempelvis en tryckkammare, vid syresattningen.

Förhållandet mellan kapaciteten att pumpa avloppsvattnet från tanken för syresättning och tankens volym är med fördel sådant att en volym motsvarande tankvolymen kan pumpas runt inom 20 timmar, företrädesvis inom 10 timmar, och helst ännu mindre. lO 531 4511 Vidare kan tanken kan lämpligen förses med en stängningsbar avtappning. Tillräcklig pumpkapacitet och möjlighet att stänga avtappningen bidrar till att säkerställa en god omsättning av avloppsvattnet i tanken och därmed en god syresättning.

Gasen som används för att syresätta avloppsvattnet utgörs företrädesvis av omgivande luft från utanför tanken. Således krävs ingen tillgång till någon speciellt sammansatt gas, ej heller någon utrustning för lagring och hantering av denna.

Avluftning sker med fördel för att reglera det överskott av gas som uppkommer då syresatt avloppsvatten återförs till tanken, uppstår i tanken. vilket förhindrar att övertryck Det syresatta vattnet kan àterföras i en samlad stråle, som sprutas i lämplig riktning. Alternativt kan det syresatta avloppsvattnet återföras till tanken i form av en spridd stråle som fördelar det syresatta avloppsvattnet i tanken. Spridningsvinkeln på en sådan spridd stråle är lämpligen åtminstone 20°. Vattnet sprayas alltså in i tanken, vilket leder till maximal kontakt med luften i tanken, och god spridning av det syresatta avloppsvattnet vid återföring till tanken.

Strålen kan vid inträdet i tanken ha en väsentligen horisontellt riktad centrumlinje, parallell med vätskeytan i tanken. dvs väsentligen I kombination med spridningen av strålen bidrar detta ytterligare till att vattensprayen endast långsamt när vattenytan, med god fördelning i tanken som följd.

Ytterliggare syften, egenskaper och fördelar hos den föreliggande uppfinningen kommer framgå av den följande detaljerade beskrivningen och av de efterföljande patentkraven och ritningarna.

Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare i det följande med hänvisning till bifogad ritning som i 535 *ÅEQ 6 exemplifierande syfte visar för närvarande föredragna utföringsformer av föreliggande uppfinning.

Fig. 1 visar en principiell skiss av en föredragen utföringsform av uppfinningen.

Beskrivning av föredragna utföringsformer Med hänvisning till fig. l innefattar en föredragen utföringsform av uppfinningen en tank 1, i detta fall en lagringstank för ett fartyg. En typisk volym hos en sådan tank är mellan 10 och 300 ng, men uppfinningen är inte begränsad till dessa volymer, och tillämpningar på andra tankar, land, även större tankar av det slag som förekommer på är tänkbara. Tanken 1 är försedd med åtminstone ett tillopp 2, och åtminstone ett utlopp 3, vilket lämpligen är placerat i den nedre delen av tanken 1, här i en av tankens 1 väggar. Vidare kan tanken ha en avtappning 4, här placerad i tankens botten. Ett alternativ är att det nämnda utloppet 3 och den nämnda avtappningen 4 kombineras i ett gemensamt utflöde.

Tanken 1 är i det visade exemplet försedd med en avluftningsventil 5, vilken lämpligen är dimensionerad för att klara av att släppa ut det överskott av gas som kan bildas i tanken 1 i samband med syresättning av avloppsvattnet. Avluftningen sker lämpligen via en skorsten, så att eventuellt vätesulfid-haltig gas inte orsakar olägenhet eller fara.

En pump 6 är ansluten till tankens utlopp 3 via en Pumpen 6 kan vara vilken som helst konventionell pump lämplig för den specifika tillämpningen, och har företrädesvis kapacitet att omsätta en volym motsvarande den totala tankvolymen inom timmar. rörledning 7.

Om det finns behov av en snabbare omsättning används helt enkelt en kraftigare pump. I den visade utföringsform, där tankvolymen är cza 50 m3, är pumpen 6 en Herboner-pump, som klarar att pumpa 5 mä per timme.

I det visade exemplet fortsätter rörledningen 7 vidare från pumpen 6 till ett don för syresättning, 531 484 7 vilket här utgörs av en ejektor 8 (t ex en EVAK).

Ejektorn 8 är också ansluten till en luftingång 9.

För effektiv syresättning krävs ett högt luft-till- vatten-förhållande. I den visade utföringsformen med en tank l med en tankvolym på 50 m3 är dimensionen hos rörledningen 7 förslagsvis DN 80 (3”), på luftingången 9 förslagsvis är DN 50 medan dimensionen (2”).

I det visade exemplet sträcker sig rörledningen 7 vidare från utgången på ejektorn 8 för att avslutas med ett munstycke 10 placerat ovan vätskenivàn i tanken 1.

Munstycket 10 är här horisontellt riktat, parallellt med vätskeytan i tanken 1, men kan alternativt vara vertikalt riktat (uppåt eller nedåt) eller riktat i något mellanläge. Munstycket kan exempelvis vara anordnat i tankens tak och vara riktat neråt.

Vidare är munstycket 10, i den föredragna utföringsformen, utformat så att avloppsvattnet fördelas i en dimma då det sprutas in i tanken, men kan alternativt vara utformat så att avloppsvattnet sprutas i en fokuserad stråle.

Systemet kan även innefatta ett mätdon ll (t.ex. en Polytron 7000 gasmätare med integrerad fläkt) placerad vid avluftningsventilen 5, för mätning av halten vätesulfid. Mätdonet kan vara kopplat till en styrenhet 12, anordnad att generera en styrsignal till pumpen 6. lämpligen I det visade exemplet innefattas även en nivåmätare l3 (t.ex. en Mobrey eller ultraljudsgivare), även denna kopplad till styrenheten 12.

Systemets funktion kommer nu att beskrivas.

Avloppsvatten tillförs tanken 1 via tilloppet 2, och samlas och lagras däri, varvid vätesulfid kan bildas.

Eventuellt ansamlas även organiskt material, såsom nermalda matrester, i tanken 1, vilket ytterligare bidrar till bildandet av vätesulfid. När stora mängder nytt avloppsvatten tillförs tanken l stiger halten av vätesulfid normalt snabbt till 200-300 ppm eller högre.

Via avtappningen 4 kan tanken l tömmas på avloppsvatten, 522V! 454 8 vilket i fallet med en fartygstank sker när fartyget ligger förtöjt i hamn.

Styrenheten 12 mottar mätsignaler från mätdonet 11 och nivågivaren 13. När mätsignalerna indikerar att halten vätesulfid överskrider en förutbestämd nivå, exempelvis 10 ppm, samtidigt som nivån i tanken överskrider utloppets 3 överkant, genererar styrenheten en styrsignal som startar pumpen 6.

Pumpen avleder ett flöde med avloppsvatten från tanken 1 via utloppet 3 för att syresättas. Genom att utloppet 3 är placerat i den nedre delen av tanken 1 kan syresättning ske även när tanken 1 endast är delvis fylld.

Flödet som pumpas från tanken 1 når via rörledningen 7 ejektorn 8. Då flödet strömmar genom den ejektorn 8 med hög hastighet sugs gas innehàllandes syre in genom luftingàngen 9 och blandas med avloppsvattnet. Gasen utgörs med fördel av omgivande luft från utanför tanken 1.

Efter att ha passerat ejektorn 8 àterförs flödet med syresatt avloppsvatten till tanken 1, via munstycket 10.

Efter att pumpen 6 startat och syresattningen påbörjats sjunker halten vätesulfid vanligtvis snabbt och är, med de exemplifierande värden som angivits ovan pá volym, flöde, normalt åter under gränsvärdet på 10 ppm inom några timmar. etc., Därmed förändras mätdonets 11 mätsignal till styrenheten, vilken i sin tur genererar en styrsignal för att slå av pumpen.

Avluftningsventilen 5 släpper ut det överskott av gas som bildas i tanken 1 i samband med syresättning av avloppsvattnet.

Det inses att en mängd modifieringar av den ovan beskrivna utföringsformen är möjliga inom uppfinningens ram, såsom definierat i de efterföljande patentkraven.

Claims (16)

10 l5 20 25 30 35

1. 531 *Såå 9 PATENTKRAV Metod för att reducera mängden vätesulfid i avloppsvatten i en tank (l), innefattande att avleda ett flöde från nämnda tank, att syresätta nämnda flöde genom kontakt med gas innehållande syre, och att återföra nämnda flöde till nämnda tank en vätskenivå i tanken (1), att mäta halten vätesulfid i nämnda tank (1) kännetecknad av (1), OVân och att styra avledning av nämnda flöde baserat pà halten vätesulfid.

2. Metod enligt krav l, varvid nämnda flöde syresätts genom att tillföra nämnda gas genom ejektor- verkan.

3. Metod enligt något av föregående krav, varvid flödet är anpassat att omsätta en volym motsvarande tankens volym inom 20 timmar, timmar. tank nämnda flöde återförs till nämnda tank företrädesvis inom lO

4. Metod enligt något av föregående krav, varvid nämnda gas är omgivande luft.

5. Metod enligt något av föregående krav, vidare innefattande att avlufta ett överskott av gas som uppkommer då syresatt avloppsvatten àterförs till nämnda (1)-

6. Metod enligt något av föregående krav, varvid (l) via en spridd stràle som fördelar det nämnda flödet, exempelvis med en spridningsvinkel på åtminstone 20°.

7. Metod enligt krav 6, varvid nämnda stråle vid inträde i tanken (1) har en väsentligen horisontellt riktad centrumlinje. tank

8. Anordning för att reducera mängden vätesulfid i avloppsvatten i en tank ett utlopp <1), ett don (8) (1), för att avleda ett flöde från nämnda innefattande (3) för att syresätta nämnda flöde, 10 15 20 25 30 35 531 454 10 ett munstycke (10), placerat ovan en vätskenivå i nämnda tank (1), (1), en pump (6) för att återföra nämnda flöde till nämnda tank och för att pumpa nämnda flöde från nämnda utlopp, till nämnda munstycke, kännetecknad av ett mätdon (11) anordnat att mäta halten vätesulfid i nämnda tank (1), och en styrenhet (12) anordnad att styra pumpen baserat på en mätsignal från mätdonet.

9. Anordning enligt krav 8, varvid nämnda don (8) för syresättning är en ejektor.

10. Anordning enligt något av krav 8 och 9, vidare innefattande en stängningsbar avtappning (4).

11. ll. Anordning enligt något av krav 8-10, varvid nämnda pump (6) är anpassad att omsätta en volym motsvarande tankens volym inom 20 timmar, företrädesvis inom 10 timmar.

12. Anordning enligt något av krav 8-ll, varvid nämnda tank (1) är avsedd för avloppsvatten ombord på fartyg.

13. Anordning enligt något av krav 8-12, varvid nämnda gas är omgivande luft.

14. Anordning enligt något av krav 8-13, vidare innefattande en avluftningsventil (5) anordnad att avlufta det överskott av gas som uppkommer då syresatt avloppsvatten återförs till tanken (1).

15. Anordning enligt något av krav 8-14, varvid nämnda munstycke (10) flöde, exempelvis med en spridningsvinkel på åtminstone 20°. är anordnat att fördela nämnda

16. Anordning enligt krav 15, varvid nämnda munstycke (10) är väsentligen horisontellt riktat.