SE538885C2 - Anordning och förfarande vid rening av vatten - Google Patents

Abstract

En anordning (1) för rening av vatten beskrivs som har en behållare dit orenat vatten kan förasoch ett luftgenomsläppligt skikt (4) ovanpå vilket ett fast material (6) kan tillföras. Orenatvattnen (3) tillförs genom ett inlopp (10) till ett utrymme (12) ovanför skiktet och i kontaktmed dem fasta materialet. En luftningsanordning (7) placerad under det luftgenomsläppligaskiktet. Anordningen har ett utlopp (1 1) anordnat i förbindelse med ett utrymme (13) anordnatnedströms nämnda luftgenomsläppliga skikt och en uppsamlingsbehållare (8) placerad undernämnda lufigenomsläppliga skikt för uppsamling av fast material som passerar nedåt genom nämnda skikt vid luflning. (Fig. l)

Description

538 885 placerad under nämnda luftgenomsläppliga skikt fór uppsamling av fast material som passerar nedåt genom nämnda skikt vid luflning. Då orenat vatten tillförs anordningen tillsammans med ett flockningsmedel kommer ämnen i det orenade vattnet såsom fosfor att fällas ut med hjälp av flockningsmedlet. De utfällda ämnena kommer att fastna vid små partiklar i det fasta materialet och små partiklar med därpå fastade utfállda ämnen kommer då genom pågående luftning och gravitationskrafi att passera nedåt genom skiktet och kunna samlas upp i den därunder anordnade uppsamlingsbehållaren. Ämnet i uppsamlingsbehållaren är lätt att ta reda på och kan enkelt återanvändas.

I en utföringsfonn har behållaren ett allmänt cirkulärt tvärsnitt i horisontell riktning och innefattar både det fórsta utrymmet och det andra utrymmet.

I en utföringsform är utloppet från anordningen placerat på en nivå ovanför skiktet.

I en utföringsform innefattar anordningen vidare en tömningsanordning.

Tömningsanordningen kan vara anordnad att suga upp fast material från uppsamlingsbehållaren.

Det fasta materialet som används kan innehålla ett eller flera av ett stenmaterial, ett lermaterial eller ett slaggämne. Vidare kan skiktet innefatta minst ett av ett polymermaterial och ett metallnät. Även ett gummimaterial kan användas.

I en utföringsform är luftningsanordningen anordnad att avge luft i beroende av mängd tillfórt orenat vatten. Detta kan spara energi och även påverka mängden fast material som behövs så att mindre fast material används.

I en uttöringsform är uppsamlingsbehållaren separat löstagbar. Således kan uppsamlingsbehållaren tas bort från anordningen fór tömning eller byte.

I en utfóringsfonn åstadkoms ett förfarande fór rening av vatten. Förfarandet innefattar att: - tillföra orenat vatten till en fórsta del av en behållare, - tillföra flockningsmedel till vattnet i den första delen tillsammans med ett fast, finfórdelat material, - lufta blandningen i den fórsta delen genom ett skikt under bildande av jonkomplex mellan ämnen i det orenade vattnet och ämnen i flockningsämnet, varvid de bildade jonkomplexen fastnar på det finfördelade materialet, 538 885 - genom lufining av skiktet tillåta små partiklarna med därpå fåstade ämnen att genom gravitationskraft passera nedåt genom skiktet till en därunder placerad uppsamlingsbehållare, och - utmata renat vatten från en andra del av behållaren placerad nedströms skiktet.

Kortfattad beskrivning av ritningarna Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare med hjälp av olika utföringsexempel och med hänvisning till de bilagda ritningarna, på vilka: - Fi g. 1 är en vy över en anordning för vattenrening enligt en första utföringsfonn, - Fi g. 2 är en vy över en anordning för vattenrening enligt en andra utföringsform, - Fi g. 3 är en vy över en anordning för vattenrening enligt en tredje utföringsform, - Fig. 4 är ett flödesschema som visar några steg som utförs vid vattenrening Beskrivning av utfóringsformer I Fig.1 visas en vy över en anordning 1 för vattenrening både från sidan och som ett snitt genom anordningen längs sträckan A-A. Anordningen 1 består av en behållare 2 till vilken orenat vatten 3 kan föras genom ett inlopp 10. Vattnets väg genom anordningen 1 markeras allmänt med pilar i figuren. Behållaren 2 kan allmänt indelas i två delar en första del 12 för mottagande av orenat vatten och rening av vatten samt en andra del 13 anordnad nedströms den första delen 12 och ansluten till ett utlopp 11 genom vilket utlopp renat vatten 5 lämnar anordningen 1. Mellan den första delen 12 och den andra delen 13 kan en förbindelse 14 vara anordnad som tillåter vatten att passera från den första delen 12 till den andra delen 13.

Således utgör i en utföringsforrn den första delen 12 och den andra delen 13 kommunicerande kärl. Ibehållaren finns ett luflgenomsläppli gt skikt 4 anordnat. Det luftgenomsläppliga skiktet 4 skiljer den första delen 12 från den andra delen 13 i behållaren 2. I utföringsforrnen i Fig. 1 är behållaren 2 formad med en yttre vägg som utgör den yttre begränsningen samt även en inre mellanvägg som skiljer den första delen 12 från den andra delen 13. Både den inre 538 885 mellanväggen och den yttre väggen kan ha ett allmänt cirkulärt tvärsnitt. Således kommer i utföringsformen i Fi g. 1 det orenade vattnet 3 att först ledas till en yttre första del 12 av behållaren 2 med allmänt ringformigt tvärsnitt i vilken rening utförs för att därefter ledas till en inre andra del 13 av behållaren 1 med allmänt cirkulärt tvärsnitt från vilken renat vatten kan lämna behållaren. I utföringsforrnen som visas i Fig. 1 utgörs förbindelsen 14 av en nedre del av behållaren 2. Andra typer av förbindelser 14 är möjliga såsom en rörförbindelse. Vatten kan även pumpas mellan olika delar i anordningen 1.

Det luflgenomsläppliga skiktet 4 kan helt eller delvis vara tillverkat av ett polymerrnaterial eller ett finmaskigt metallnät med lämplig dimension på hålen. Till exempel kan hålen i skiktet 4 ha en storlek i området 50 - 1000 mikrometer, särskilt 200 - 700 mikrometer. I vissa tillämpningar kan storleken göras större till exempel i området 0.5 - 2 mm. I behållaren 2 finns även utrymme att placera en bädd av ett fast material 6 med lämplig dimension eller blandning av dimensioner. Det fasta materialet 6 kan exempelvis vara ett sandmaterial eller ett lerrnaterial. Till exempel kan stenmjöl, ett slaggrnaterial eller ett Leca-material användas.

Det fasta materialet har lämpligen en korndimension i området 50 - 1000 mikrometer. Det fasta materialet 6 kan även ha större fraktioner av materialet som då reningsanordningen är i drift bildar mindre fraktioner. Till exempel kan då materialet 6 luftas materialet ha sådana egenskaper att det faller sönder med lämplig hastighet så att mindre fraktioner av materialet 6 kontinuerligt bildas, eller bildas då materialet luftas.

I en utföringsfonn kan det fasta materialet 6 tillföras under reningsprocessen som utförs i anordningen 1 så att det hela tiden finns lämplig mängd fasta partiklar i den första delen 12 som fosforämnen kan fästa vid. Tillförseln av fast ämne 6 kan till exempel ske kontinuerligt eller då orenat vatten förs till den första delen 12.

Det lufigenomsläppliga skiktet 4 är vidare konstruerat så att det fasta materialet 6 kan vila ovanpå det luftgenomsläppliga skiktet och så att små partiklar av det fasta materialet kan passera genom skiktet 4 då luft strömmar upp genom skiktet såsom beskrivs nedan. Detta kan liknas vid ett luftat sandfilter eller en fluidiserad bädd. I enlighet med en utföringsforrn finns i den första delen 12 på behållaren 2 på dess botten en bädd innehållande ett flnkornigt fast material ovanpå vilket det orenade vattnet finns. 538 885 Under det lufigenomsläppliga skiktet 4 finns en luftningsanordning 7 placerad.

Lufiningsanordningen 7 är anordnad att släppa ut luft under det luftgenomsläppliga siktet 4 så att lufi stiger upp genom skiktet 4 och luftar bädden med fast material 6 ovanför skiktet 4 samt det vatten 3 som finns i behållarens 2 forsta del 12. Under skiktet 4 finns även en uppsamlingsbehållare 8. I exemplet i Fig. 1 utgörs behållaren 8 av botten på förbindelsen 14. I andra utföringsforrner kan en separat uppsamlingsbehållare 8 finnas anordnad.

Uppsamlingsbehållaren 8 kan då vara löstagbar för tömning eller byte av uppsamlingsbehållaren 8. Formen på uppsamlingsbehållaren 8 kan i vissa utföringsformer vara avsmalnande nedåt till exempel konisk.

Anordningen 1 har även typiskt en matningsanordning för tillförsel av fällningsmedel eller flockningsmedel. Flockningsmedel tillförs i en utföringsform då rening av vattnet i behållaren utförs. Som exempel på lämpligt flockningsmedel då vattnet ska renas från fosfor kan nämnas olika aluminiumlösningar eller jämlösningar eller kalciumlösningar. I vissa utföringsformer kan aluminiumsulfat eller aluminiumklorid tillsättas i fast eller löst form. I en annan utföringsforrn används jämklorid eller kalciumklorid i lämplig form.

I anordningen 1 kan även en tömningsanordning 9 för avlägsnande av utfillt material som samlats i behållaren 8 finnas. Tömningsanordningen 9 kan till exempel vara anordnad att suga upp fast material som samlats i behållaren 8.

I Fig. 2 visas en annan utföringsform av anordningen 1 där inloppet är anordnat i mitten av behållaren 2 och utloppen följaktligen finns anslutet till en yttre del av behållaren 2. Andra möjliga utföringsformer innefattar en konfiguration där utloppet ll till skillnad från I Fig. 1 och Fig. 2 är anordnat högre än inloppet 10. En sådan utföringsforrn visas i Fig. 3. Det går även att utforma behållaren med inlopp 10 och utlopp ll anordnade på väsentligen samma höjd. I vissa utföringsformer är utloppet ll anordnat på en höjd som ligger högre än skiktet 4 som finns anordnat i anordningen 1. 538 885 Ytterligare modifieringar av anordningen 1 är möjliga. Till exempel behöver behållaren 2 inte utgöras av en enda behållare utan kan vara uppdelad i två eller flera seriellt anordnade behållare som kommunicerar med varandra. Till exempel kan en eller flera av delarna 12, 13 eller 14 utgöras av separata behållare i förbindelse med varandra så att orenat vatten kan föras till delen 12 för att sedan passera delen 14 innan vattnet når delen 13. I en sådan lösning behöver ändå en uppsamlingsbehållare 8 för uppsamling av ämnen som passerar nedåt genom skiktet 4 finnas anordnad under skiktet 4. Vatten kan föras mellan de olika delarna genom tryck eller i vissa utföringsforrner pumpas däremellan.

I Fig. 4 visas ett flödesschema som beskriver de olika steg som anordningen 1 utför då vatten renas däri. Först, i ett steg 401, tillförs orenat vatten som till exempel innehåller fosfater tillförs behållaren 1 och en reningsprocess startas. I reningsprocessen tillförs i ett steg 403 flockningsmedel och bädden med fast, finfórdelat material 6 luftas genom skiktet 4.

Flockningsmedlet binder då de fosfatjoner som finns i vattnet och de jonkomplex som därvid bildas fastnar på de små fasta partiklama av materialet i bädden 6 (eller på partiklar som tillförs) som luftas av lufiningsanordningen 7 i ett steg 405. Genom luñningsprocessen ges även de små partiklama med fosfatjoner fästade därpå möjlighet att genom gravitationskrafi passera nedåt genom skiktet till den därunder placerade uppsamlingsbehållaren 8 för att därvid samlas i uppsamlingsbehållaren 8 i ett steg 407. Vartefier mer orenat vatten tillförs trycks (eller pumpas) vatten vidare genom anordningen till den andra delen 13 via förbindelsen 14. Vattnet som når den andra delen 13 är renat från till exempel fosfor och renat vatten kan sedan lämna behållaren 1 i ett steg 409.

I uppsamlingsbehållaren 8 under skiktet 4 samlas således partiklar med mycket liten fraktion (tillräckligt liten för att passera nedåt genom det finmaskiga skiktet 4 då luftning sker) och varvid dessa partiklar har därpå fästade fosforämnen (eller det ämne som anordningen är anordnad att rena vattnet från). Uppsamlingsbehållaren 8 kan sedan tömmas på material på lämpligt sätt. Såsom angivet ovan kan en sådan tömning till exempel ske genom att materialet sugs upp genom tömningsanordningen 9 eller genom att Uppsamlingsbehållaren 8 avlägsnas och töms/ byts. Materialet i behållaren 6 innehåller då fosfor renas ur vattnet ett fosforämne som är lämpligt att enkelt återanvända. Om tillexempel aluminium används i 538 885 flockningsmedlet kommer det fasta materialet i botten på uppsamlingsbehållaren 8 att kunna innehålla aluminiumfosfat bundet till de små fina komen i det fasta materialet.

I en utföringsform sker endast luftning då orenat vatten tillförs for att därigenom spara på material i bädden 6. Vidare kan även dosering av flockningsmedel vara beroende av aktuell tillförsel av orenat vatten. Såsom beskrivet ovan kan även det fasta materialet doseras och kontinuerligt tillföras på motsvarande sätt som flockningsmedlet.

Det bör noteras att formen på behållaren kan vara vilken som helst och inte behöver vara cirkulär. Till exempel kan behållaren vara kvadratisk eller rektangulär. Vidare är anordningen lämplig att rena vatten från olika typer av ämnen och inte endast fosfor. Till exempel kan olika metaller såsom koppar och även kadmium renas ur vattnet med anordningen. Det använda flockningsmedlet anpassas då till det ämne som önskas fällas ut ur vattnet som renas med anordningen.

Det hån' beskrivna reningsverket och reningsprocessen är enkel att implementera och ger en restprodukt innehållande ämnen, till exempel fosforämnen, som är lätt att återanvända efiersom de ämnen som vattnet renats från är skilda från annat slam som renas.

Claims (13)

538 885 Patentkrav

1. Anordning (1) för rening av vatten innefattande en behållare (2) dit orenat vatten (3) kan föras, kännetecknad av: - ett luftgenomsläppligt skikt (4) ovanför vilket ett fast material (6) kan tillföras, - ett första utrymme (12) med ett inlopp (10) vilket första utrymme (12) är anordnat ovanför nämnda skikt, varvid orenat vattnet kan föras genom inloppet (10) till det första utrymmet (12) och därvid komma i kontakt med nämnda fasta material, - en luftningsanordning (7) placerad under det luftgenomsläppliga skiktet, - ett utlopp (11) för renat vatten anordnat i förbindelse med ett andra utrymme (13) anordnat nedströms nämnda luftgenomsläppliga skikt; samt - en uppsamlingsbehållare (8) placerad under nämnda luftgenomsläppliga skikt för uppsamling av fast material som passerar nedåt genom nämnda skikt vid luftning.

2. Anordning enligt krav 1, varvid behållaren (2) har ett allmänt cirkulärt tvärsnitt i horisontell riktning och innefattar både det första utrymmet (12) och det andra utrymmet (13).

3. Anordning enlig något av kraven 1 eller 2, varvid utloppet (1 1) är placerat på en nivå ovanför skiktet (4).

4. Anordning enligt något av kraven 1 - 3, vidare innefattande en tömningsanordning (9).

5. Anordning enligt krav 4, varvid tömningsanordningen är anordnad att suga fast material från uppsamlingsbehållaren.

6. Anordning enlig något av kraven l - 5, varvid det fasta materialet som tillförs ovanför det luftgenomsläppliga skiktet innehåller ett eller flera av ett stenmaterial, ett lermaterial eller ett slaggämne.

7. Anordning enligt något av kraven l - 6, varvid skiktet innefattar minst ett av ett polymerrnaterial och ett metallnät.

8. Anordning enligt något av kraven 1 - 7, varvid luftningsanordningen är anordnat att avge luft i beroende av mängd tillfört orenat vatten. 538 885

9. Anordning enligt något av kraven 1 - 8 varvid uppsamlingsbehållaren är separat löstagbar.

10. Anordning enligt något av kraven 1 - 9, varvid det orenade vattnet innehåller ett fosforämne och det fasta ämnet i uppsamlingsbehållaren innehåller ett fosforämne.

11. Anordning enligt något av kraven 1 - 10, varvid det fasta materialet ovanför det luftgenomsläppliga skiktet är en bädd som vilas på nämnda skikt.

12. Förfarande för rening av vatten innefattande: - tillföra (401) orenat vatten (3) till en första del (12) av en behållare (2), - tillföra (403) flockningsmedel till vattnet i den första delen tillsammans med ett fast, finfördelat material (6), - lufta (405) blandningen i den första delen (12) genom ett skikt (4) under bildande av jonkomplex mellan ämnen i det orenade vattnet och i ämnen i flockningsämnet, varvid de bildade jonkomplexen fastnar på det finfördelade materialet, - genom luftning av skiktet tillåta små partiklarna med därpå fästade ämnen att genom gravitationskraft passera (407) nedåt genom skiktet till en därunder placerad uppsamlingsbehållare (8), - utmata (409) renat vatten (5) från en andra del (13) av behållaren placerad nedströms skiktet (4)-

13. Förfarande enligt krav 12, varvid partiklar som passerar nedåt genom skiktet innehåller ett fosforämne.