Spôsob a zariadenie na čírenie vody

Číslo patentu: E 17770

Dátum: 28.10.2011

Autori: Lopez Michel, Gendrot Pascal, Capeau Patrice

Je ešte 9 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Opis 0001 Predložený vynález sa týka spôsobu čírenia vody spracovaním koloidných štruktúrobsiahnutých v kvapaline a/alebo kale privádzaného v kontinuálnom prúde danou rýchlosťou.0002 Vynález sa tiež zariadenia umožňujúceho takéto spracovanie kalu.0003 Má to mimoriadne dôležité uplatnenie, aj ked nie výhradné, v oblasti čírenia zakalenej vody, napríklad obsahujúcej tuhé látky v suspenzii (MIS), a v oblasti odvodnenia kalu.0004 Väčšina znečistených, bahnitých alebo kalových odpadových vôd obsahuje koloidy,ktoré sú prítomné v tuhých častiach, a to bud vo forme suspenzie, najmä jej organickej frakcie, alebo vo vode samotnej.0005 Tieto koloidy dávajú celej odpadovej vode sfarbenie a charakteristiky netransparentnosti, čo je zdrojom nepríjemností.0006 Vynález umožní napadnutím týchto koloidných štruktúr získat odpadovú vodu,ktorá je najmä transparentné po spracovaní.0007 Spôsoby odstránenia prítomnosti koloidov sú prinajmenšom aspoň čiastočne už známe.0008 V podstate pozostávajú z pridania jedného alebo viacerých koagulačných činidiel a potom flokulantov do reťazca čistiaceho spôsobu, v dostatočných množstvách na aglomeráciu a fixovanie koloidov, ktoré sú potom odstránené napríklad sedimentáciou alebo odstreďovaním.0009 Spôsob spracovania kalu, ktorý implementuje uzavretý okruh pre recirkuláciu, do ktorého sa vstrekuje vzduch, je taktiež už známy (FR 2175897).0010 Spôsoby z doterajšieho stavu techniky vo všeobecnosti neumožňujú koloidy dostatočne eliminovať od kvapalnej odpadovej vody, ktorá často zostáva extrémne zakalená a/alebo ktorej tuhý podiel zostáva veľmi hydratovaný.0011 Tieto úpravy potom vedú k vysokým nákladom na dopravu a vo všeobecnosti k ďalšiemu spaľovaniu.0012 Pomocou vynálezu bude možné znížiť množstvo kalu, zatiaľ čo sa získa voda s výbornou čistotou bez prldavku činidiel vo veľkých množstvách.0013 Je známe, že koloidné častice majú dve základné charakteritiky.0014 Majú veľmi malý priemer (od 1 nm do 1 m) a sú elektronegatívne nabité, čo vedie k vzniku odpudivých síl medzi koloidmi.0015 Tieto dve charakteristiky udeľujú koloidom extrémne nízku rýchlosť sedimentácie,ktorá môže byt dokonca považovaná za nulovú v kontexte úpravy vody.0016 Pri známych spracovaniach koaguláciou/flokuláciou sa tento problém rieši nasledovným spôsobom.0017 Po prvé, koagulácia pridaním soli kovov (zvyčajne železo alebo hliník) eliminuje odpudzovanle medzi koloidmi. Kovové katióny (Al 3 a Fe 3) sa viažu na koloidy a neutralizujú ich. Koloidné častice sa môžu teraz navzájom zraziť.0018 Po druhé, flokulácia napomáha riešiť problém malého priemeru koloidov. Ich nizka hmotnost v skutočnosti neumožňuje prirodzenú sedimentáciu, ktorá by mohla byť použitá v kontexte spracovania.0019 Prostredníctvom pridania flokulantu sa spôsobí aglomerácia koloidných častíc,pričom sa vytvára koloidný aglomerát, nazývaný vločka, ktorá má dostatočnú hmotnosť,aby sa mohla usadzovať.0020 Pridávaným flokulantom je vo všeobecnosti polymér, či už organický alebo prírodný.0021 Vynález vychádza z myšlienky na odstránenie koloidov, ktorá je radikálne odlišná od myšlienok 2 doterajšieho stavu technik.0022 Na vykonanie tohto si kladie za cieľ vložiť vysokú energiu ( 10 000 J) do odpadovej vody plnej koloidov, tekutých aj bahnistých, to celé v uzavretom a oxidačnom prostredí (vzduch), čo prekvapivo bude viest k strate negatívnych charakteristík koloidov,ktoré bránia ich odstráneniu.0023 Tento spôsob, keď sa aplikuje na dehydratáciu kalu, uľahčuje separáciu kvapalina/tuhá látka a umožňuje získat vynikajúci výsledok, či už sa vykonáva samostatne, alebo v kombinácii s inými separačnými technikami, ako je odstreďovania alebo filtrácia.0024 Tento spôsob umožňuje získat skvelé výsledky aj pre vysoko mineralizované kaly(t. j. majúoe percento organických látok na 100 v hmotnosti sušiny menej ako 5 až 150025 U menej mineralizovaných kalov je možné získat optimálny výkon, ak sa kombinuje ďalší separačný nástroj usporiadaný poprúdne k zariadeniu (filtračný pás alebo odstredenie), čím sa zlepší vysúšanie o viac než 10 , napríklad o 25 .0026 Existujúce zariadenia sa ako také môžu takto ľahko vylepšiť pridaním jedného alebo viacerých reaktorov, ktoré implementujú vynález, čím sa potom napríklad ušetrí na nákladoch na prepravu a konečné spaľovanie kalov.0027 Navyše to predstavuje veľmi nízku spotrebu energie a používa málo spotrebného materiálu (stlačený vzduch, aditívum).0028 Okrem toho tento spôsob používa zariadenie, ktoré je veľmi kompaktné a ľahko prenosné, ktoré teda bude môct byt inštalované na pomerne neprístupných miestach.0029 vynález umožňuje nepretržitú prevádzku s nenáročnými prevádzkovými obmedzeniami.0030 Spracovanie podľa vynálezu navyše nespôsobuje žiadne znečistenie, pretože používa techniku, ktorá je ekonomickejšou než tie, ktoré sú známe v oblasti kvapalinovej separácie/separácie tuhých látok (odstredivka, filtračný lis, filtračný pás, kontinuálna recirkulácia kyslíka, atď.)0031 Nakoniec, podľa vynálezu sa prekvapivo získa porézny dehydrovaný koláč nového typu tvoriaci upotrebiteľný zvyšok.0032 Na tento cieľ vynález navrhuje najmä spôsob čírenia prostredníctvom spracovania koloidných štruktúr obsiahnutých v kvapaline a/alebo kale privádzanom v kontinuálnom prúde pri rýchlosti QEB VES/hodina, vyznačujúci sa tým, že tok je striekaný do komory pod pretlakom vzhľadom na atmosférický tlak, pričom uvedenou komorou je komora pre kontinuálny alebo semi-kontinuálny prúd s objemom v Vag/ZO, za súčasného vháňania vzduchu rýchlosťou g do komory pod prívodmi prúdu, v uvedenej komore.0033 Vo vyššie uvedenej definícii je hodnota V 55 samozrejme hodnota objemu, napríklad vyjadrená v m 3.-3 0034 Komorou sa rozumie nádoba alebo reaktor s daným uzavretým objemom zahrnujúci vstup pre tok a výstup pre tok po spracovaní v obmedzenejšom priereze ako reaktor.0035 Komorou je teda komora na prechod toku pod tlakom.0036 Hodnota v V/20 alebo v 5 V predstavuje hodnotu, ktorá je nižšia - alebo viacmenej nižšia - s toleranciou okolo v 10 až 20 .0038 Vo výhodnom uskutočnení vynálezu sú vynikajúce výsledky dosiahnuté najmä vdaka kombinácii niekoľkých funkcií v jednej komore malej veľkosti tým, že sa v nej usporiadajú štyri funkčné zóny.0039 Zóna na zavedenie mierne stlačeného vzduchu je zóna, v ktorej prebieha taktiež uvedenie do suspenzie alebo predchádzanie usadzovaniu najťažšlch častíc, ktoré súnapriek tomu schopná stúpať v reaktore a odchádzať v hornej časti spolu s najjemnejšími časticami. 0040 Zóna hydraulického nárazu, kde dochádza k zavedeniu prúdov tekutín.0041 Zóna pre rastúce lôžko zahrnujúce, pre množstvá hmotnosti približne 1 plynu, 0,1 vody a 0,01 tuhej látky. V tejto zóne je možné veľmi silné miešanie vďaka prívodu vzduchu odporúčanej kvality (rýchlosť toku a tlak).0042 Dekompresna zóna, regulovaná napríklad ventilom umiestneným v hornej časti reaktora, V príklade s týmto ventilom musí ventil umožniť, aby bolo možné udržať reaktor pri relatívnom tlaku od 0,5 do približne 2 barov.0043 Pomocou tohto vynálezu je preto možné preniest vysokú kinetickú energiu z čerpacej kinetickej energie, transformovanú do energie nárazu v malom objeme.0044 Súčasné zavádzanie množstva vzduchu zvyšuje hladinu energie v malej komore,čim sa ďalej zvyšujú turbulencie.0045 Hydraulický režim v komore je teda usporiadaný tak, aby bol vysoko turbulentný (R,» pri 3 000 mz/s), ktorý v kombinácii s oxidáciou súvisiacou so vstrekovaním vzduchu spôsobuje spracovanie alebo rozbíjanie koloidných štruktúr , 0046 Zrážky medzi vzduchom, vodou a kalom v skutočnosti vnášajú vzduch do vnútra tuhej látky, fyzicky nahrádzajú časť intersticiálnej vody medzi koloidmi vzduchom a zároveň poskytujú oxidáciu odpadových vôd.0047 Napriklad v priemyselnom kale pochádzajúcom z ropného priemyslu, vysoko zaťaženom MIS ( 20 g/I), obsahujúcom 90 organickej hmoty, bola pozorovaná v prípade desikácie pomocou filtra alebo odstreďovaním zafarbená a zakalená zvyšková voda, čo je znamenie, že stále obsahuje koloidy, zatiaľ čo pri použití (či už pred použitím iného spôsobu vysúšania alebo bez neho) spôsobu podľa vynálezu sa získa transparentné zvyšková voda, ktorej COD je menšie ako 300 mg/l, to znamená pre odborníka v danej oblasti techniky bez koloidov.0048 A nakoniec, neočakávane je možné pozorovať, že spôsob podľa vynálezu,poskytuje vypudenie molekúl rozpustených vo vode, čo spôsobuje významné odstraňovanie znečistenia, a tak napomáha ďalšiemu číreniu.0049 Výhodne je tok tvorený prinajmenšom dvomi čiastkovými prúdmi, ktoré sa striekajú navzájom na seba.0050 Vo výhodných uskutočneniach sa ďalej použilo jedno a/alebo ďalšie z nasledovných opatrení- tok sa vstrekuje do komory prostredníctvom dvoch protiľahlých identických otvorov umiestnených oproti sebe, nachádzajúcich sa v dolnej polovici uvedenej komory,vzduch je vstrekovaný pod uvedené otvory, vzduch a voda a kal odchádzajú v hornej časti komory- vzduch je vstrekovaný rýchlosťou g 1,5 05 g, napríklad vyššou ako 5 QEB alebo 10 QEa, alebo medzi 1,5 násobkom a 15 násobkom Qga- vzduch sa vstrekuje pri miernom tlaku. Mierny tlak znamená medzi 1,4 baru a 2,5 baru, výhodne medzi 1,6 baru a 1,9 baru. Taký tlak vytvára väčšie bubliny, ktoré budú schopné lepšie prenikat do média, kým sa toto bude distribuovat náhodne v komore.- prinajmenšom jeden kvapalný reagent sa kontinuálne pridáva rýchlosťou g v komore- rýchlosť 05 a je Vyššia ako 15 m 3/h alebo sa rovná 15 m 3/h, rýchlosť g je vyššia ako 25 m°/h alebo sa rovná 25 m 3/h a relatívny tlak v komore je vyšší ako 0,8 baru alebo sa rovná 0,8 baru- rýchlost Qea je vyššia ako 20 ma/h alebo sa rovná 20 ma/h, rýchlosť dje vyššia ako 50 m 3/h alebo sa rovná 50 m 3/h a relatívny tlak v komore je vyšší ako 1,2 baru- kvapalným reagentom je organický flokulant katiónového typu- odpadové vody sa odplyňujú na výstupe z komory a získané plyny slúžia na napájanie vstrekovania vzduchu v spodnej časti.0051 Vynález taktiež navrhuje zariadenie na spracovanie koloidných štruktúr obsiahnutých v kvapaline a/alebo kale privádzanom v kontinuálnom prúde rýchlosťou QEB vga/hodina, vyznačujúce sa tým, že obsahuje- uzavretú komoru s objemom v VEB/20, zahrnujúcu prinajmenšom dva protiľahlé identické otvory, každý umiestnený v dolnej polovici uvedenej komory,- prostriedky na zachytenie kalu a privádzanie do uvedenej komory prúdu takto zachyteného kalu v prinajmenšom dvoch čiastkových prúdoch, pričom každý jeden je jednotlivo vstrekovaný prostredníctvom jedného z uvedených otvorov, prostriedky na privádzanie vzduchu do komory, rýchlosťou g pod uvedené otvory, a prostriedky na odvádzanie toku usporiadané tak, aby udržiavali komoru pod pretlakom.0052 Výhodne prúd je odvádzaný v hornej časti pomocou pretlakového ventilu ktorý sa uvádza do činnosti nad danou prahovou hodnotou.0053 Rovnako výhodne objem v s V V 55 /50. Rovnako výhodne objem v s v 5.3 /100. V inom uskutočnení zariadenie zahrnuje prostriedky na privádzanie kvapalného činidla pri danej rýchlosti priamo do komory.0054 Vynález bude lepšie pochopený po prečítaní nasledujúceho opisu uskutočnení,ktoré sú uvedené ako neobmedzujúce príklady. Opis odkazuje na výkresy, ktoré sú priložené, na ktorých- Obrázok 1 je nákres znázorňujúci princip spôsobu spracovania podľa jedného uskutočnenia vynálezu.- Obrázok 2 je prevádzková schéma spôsobu výroby zariadenia podľa vynálezu.- Obrázok 3 je schematický pohľad, zobrazujúci transformáciu kalu pomocou zariadenia podľa vynálezu.

MPK / Značky

MPK: B01D 21/01, C02F 1/54, B01D 21/28, C02F 1/20, C02F 1/74, B01D 21/02, C02F 11/14

Značky: čírenie, spôsob, zariadenie

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/17-e17770-sposob-a-zariadenie-na-cirenie-vody.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob a zariadenie na čírenie vody</a>

Podobne patenty