183927. lajstromszámú szabadalom • Berendezés folyadékok kezelésére
1 2 183 927 A találmány tárgya berendezés folyadékok kezelésére, elsősorban a folyadékban lévő, a folyadék fajsúlyánál kisebb, vagy a folyadék fejsúlyánál kisebb és nagyobb fejsúlyú szilárd és/vagy folyékony részecskék gravitációs leválasztására, függőleges tengelyű hengeres, vagy sokszögletű medencékben, ahol a medencében a folyadékáramlás irányában haladva előülepítőtér, majd egy, vagy többlépcsős szeparációs tér található, amelyeken a kezelendő folyadék a bevezetési helye és a kezelt folyadék kivezetési helye között lényegében párhuzamos áramlási vonalú szakaszokban, többszöri irányváltással halad át. Folyadékkezelés alatt a találmány vonatkozásában elsősorban folyadéktisztítást, pl. szennyvíztisztítást értünk, amelynek során a folyadékból más folyadékot vagy szilárd anyagot választunk ki, vagy amikor a folyadékot gázzal, pl. levegővel érintkeztetjük, továbbá, amikor a folyadékot biológiai kezelésnek vetjük alá, végül folyadékkezelésnek tekintjük a folyadék hűtését és gáztalanítását is. A korszerű víz- és szennyvíztisztítási technológiák világszerte megkövetelik a korszerű folyadékszeparáló, pl. ülepítő rendszerek létesítését, amelyekkel korszerű környezetvédelmi berendezések létesíthetők. A folyadékokban lévő szemcsés- és/vagy lebegőanyagok szétválasztása alapvető feladat, melyre számos berendezés ismeretes. Ezen berendezések egy része kör-, vagy sokszögalaprajzú függőleges tengelyű, hengeralakú berendezés, pl. előregyártott betongyűrűkből, aknaszerű kialakítással. Az eddig ismert köraknaszerű berendezéseknek, melyeket főleg pl. kis kapacitású benzin-, olaj-, homokfogó medencékként, vagy elő-, illetve utóülepítő medencékként használnak, egyterű hengermedencéi vannak, melyekben a szeparáló, pl. ülepítő folyamatok hatékonysága korlátozott. Ezek a berendezések nem biztosítják az optimális szeparációs, pl. ülepítési folyamatokat, hatásfokuk alacsony, terjedelmük nagy, s így gazdaságtalanok. Ismert a 3,807.563 sz. USA szabadalomból olyan berendezés házi szennyvizek, ún. eleveniszapos kezelésére, amelynek négyszögletes tartálya alul, a hosszabb oldalak közepe felé lejt és középütt egy vályút alkot, amelyben perforált levegőztetőcső helyezkedik el, felette pedig a levegőt felfelé vezető, belül üres fel van. A tartályban egy második levegőbeviteli cső is van, amely egy felszállócsőhöz csatlakozik, az viszont egy porlasztófüvókához vezeti a légbuborékokat, s az általuk felkapott vizet. A tartály kivezetőcsöve előtti térben ferde, egymással párhuzamos lemezekből álló ülepítő, szeparátor található, amely az eleveniszap leválasztását és a tartályba való visszajuttatását szolgálja. A berendezésnek nincs előülepítőtere, a ferde lamellákba alulról áramlik a folyadék. Az ilyen műtárgy csak max. 5—100 m3/nap mennyiségű szennyvíz tisztítására alkalmas. A szeparáló, pl. ülepítő berendezések alapvető feladata, hogy lehetőleg kiküszöböljék a turbulens áramlási viszonyokat. Ülepítési szempontból a lamináris áramlás alapvető követelmény, amikoris az egyes lebegőanyagok, szemcsék, részecskék zavartalanul tudnak ülepedni. A lamináris és turbulens áramlások megkülönböztetésére az ún. Reynolds-féle szám szolgál, melynek értéke 500 alatt kell legyen ahhoz, hogy az ülepítés lamináris tartományban, optimális körülmények között menjen végbe. A találmány feladata a jelenleg ismert, kör-alaprajzú álló, hengeres szeparációs berendezésekben, vagy kör- és körgyűrűalakú szeparációs berendezésekben a komplex 2 szeparációs folyamatok biztosítása lamináris áramlási viszonyok mellett. Feladata továbbá az eddig ismert egyterű, körkeresztmetszetű, vagy körgyűrű-medencék hátrányainak kiküszöbölése mind a hatékonyság, mind a 5 gazdasági paraméterek vonatkozásában. Célul tűztük ki, hogy az ismert szeparációs rendszereknél kisebb térfogattal nagyobb hatásfok legyen elérhető, ezáltal a létesítési és üzemeltetési költségek csökkentése mellett kisebb területigény lép fel. A találmány alapgondolata, hogy az újonnan épülő, vagy a meglévő, köralaprajzú szeparációs medencéket az alkotókkal párhuzamos sík határolófelak révén többterületű berendezéssé alakítjuk ki, továbbá az ülepítéshez lamellás — azaz lamináris — betétrészt alkalmazunk. T 5 A feladat legkedvezőbb megoldását olyan lamellák alkalmazása jelenti, melyek a berendezés megfelelő tereibe építve, optimális áramlási viszonyokat biztosítanak. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy köralaprajzú, álló hengeralakú egyterű szeparációs berende- 20 zésekben is lehet lamináris áramlást biztosítani ferde lamellás betétrész beépítésével, továbbá a teret több térre felosztva lineáris átáramlás alakítható ki. „Lineáris átáramlás” alatt a találmány vonatkozásában azt értjük, hogy a kezelőmedencében a kezelendő folyadék beveze- 25 tési helye és a kezelt folyadék kivezetési helye között a folyadékáramlás lényegileg párhuzamos áramlási vonalú szakaszokból áll és többszöri irányváltoztatással halad át az egymés után elhelyezkedő kezelőtereken. Ezek a kezelőterek tehát az áramlást tekintve sorba vannak kap- 30 csolva. A fajlagosan kisebb hely-, illetve térfogatigényű lamináris áramlásos szeparáción túlmenően a rendelkezésre álló terekben szeparációs lépcsőket — pl. előülepítést és kiegészítő szeparációs lépcsőket, továbbá szeparált 35 anyagtárolást, valamint utóülepítőket lehet biztosítani. A találmány ily módon számos olyan újszerű többlethatást eredményez, amit az ismert köralaprajzú, helyszínen épített beton, vagy előregyártott betongyűrűkből létrehozott ülepítő medencékben nem lehetett biztosítani. 40 A feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a bevezetőben ismertetett típusú medencénél a medencét a palástalkotóival lényegileg párhuzamos — azaz függőleges — sík válaszfalak útján az áramlás irányában haladva sorban előülepítőtérre, ülepítőszeparációs térre 45 és utóülepítő, valamint iszapgyűjtőtérre osztjuk, ahol az előülepítőtér a szeparációs térrel össze van kötve, a szeparációs térben pedig az áramlás irányában lejtőén elhelyezett lamellás betétrész van, amely összeköti a szeparációs teret egy iszapgyűjtőtérrel, továbbá, hogy a lamellás 50 betétrész alatt a válaszfalakra merőleges, függőleges válaszfal van, végül, hogy a szeparációs térben a lamellás betétrész előtt bukóéllel ellátott válaszfel van. A berendezés egy kedvező kiviteli alakjánál az előülepítőtérbe a nyersvíz-bevezetéssel szemben elhelyezkedő 55 merülőfal nyúlik bele. Az ülepítőtér a szeparációs térrel célszerűen nyflás(ok) útján van összekötve. Ugyancsak előnyös, ha az utóülepítőben a tisztított vízelvezető vezeték környezetében bukóéllel ellátott bukóvá- 60 lyú van. A találmány szerinti berendezés hatékonysága szempontjából igen fontos a lamellás betétrész kialakítási módja. Azt találtuk, hogy különösen előnyös ülepítésiszétválasztási tulajdonságok érhetők el akkor, ha olyan 65
