185188. lajstromszámú szabadalom • Berendezés folyadékok kezelésére
1 i 85 188 2 A találmány tárgya berendezés folyadékok kezelésére, amely tulajdonképpen lamellás szerkezet egymással párhuzamos tengelyű csatornákkal, s amely főképpen a folyadékokból idegen anyag kiválasztására, a folyadéknak gáznetnü anyaggal való érintkeztetésére, biológiai kezelésére vagy hűtésére szolgál. Folyadékok kezelése alatt a jelen találmány szempontjából álárd anyagot választunk ki, vagy amikor a folyadékot gázzal, pl. levegővel érinlkeztetjük, vagy továbbá, amikor a folyadékot biológiai kezelésnek vetjük alá. Folyadékkezelésnek tekintjük végül a foiyadék hűtését és gáztalanítását is. A korszerű víz- és szennyvíztisztítási technológiák világszerte megkövetelik korszerű folyadékszeparáló rendszerek létesítését, melyekkel korszerű környezetvédelmi berendezések létesíthetők. A folyadékban levő szemcsés és/'vagy lebegőanyagok szétválasztása gravitációs úton alapvető űkséglet számos, pl. víz-, szennyvíztisztítási, iszapsűrítési, feladatoknál. A folyadékokból kiülepílendő, szétválasztandó anyagok között három fő típust célszerű megkülönböztetni : a. Szemcsés anyagok, melyek nem pelyhesedő, önálló szemcsékből álló lebegőanyagok, részecskék, pl. homok, szénpor az ipari szennyvizeknél; b. Kis koncentrációjú pelyhes anyagok, melyek könnyen pelyhesednek, mint pl. utóülepítőkben és részben előü lepi tők ben kiváló iszapos anyagok, agy ipari szennyvizek kémiai kezelésével kapcsolatos iszapok, csapadékok; c. Nagy koncentrációjú pelyhes anyagok, mezeknek iilepedési törvényszerűségei alapvetően különböznek az előbbiekétől, de ugyancsak jó! pelyhesednek. Az eltérés a nagy koncentrációból ered. A folyadékban levő anyagok szétválasztása az uiepités és sűrítés feladataiban jelentkezik. Az ülepilés feladata íebegöanyagmentes elfolyóviz biztosítása, a sűrítés célja pedig a minél töményebb iszap dőállitása. Az ülepítés és sűrítés térben és időben egymás mellett lejátszódó folyamat. Ülepítés esetében az egymás alatt elhelyezkedő lebegőanyagrétegek között nincs közvetlen kapcsolni., csupán hidrosztatikus erőhatások működnek a lebegőanvagrészecskék felületén. Sűrítés esetében tz egymás alatt levő rétegek közölt közvetlen kapcsolat van, a hidrosztatikus erőkön túlmenően a pehelyhalmaz szerkezetétől függő normál és nyíró feszültségek is fellépnek, tehát az egyes pelyhek egymással érintkeznek, egymásra erőhatást fejtenek ki, aminek hatására azok sűrűsödése végbem£gy. Folyadékokban levő pl. lebegőanyagok szétválasztására lemezes osztott terű gravitációs ülepítők már ismeretesek, azonban ezek számos hátránnyal bírnak. Ismeretes, hogy ülepítőknél lehetőség szerint lamináris áramlási viszonyokat kell megvalósítani, ami az ún. Rcynolds-szám - a tehetetlenségi és súrlódási erők aránya - minél kisebb értékének elérését teszi szükségessé. Ugyanakkor az áramlási stabilitásra jellemző a Froude-szám, amely a tehetetlenségi és nehézségi erők arányát mutatja. Az optimális ülepedés kielégítése érdekében egyidejűleg a Reynolds-számot csökkenteni, a Froude-számot viszont növelni kell Az eddig ismeretes csöves, lemezes ülepítési rendszerek nem elégítik ki ezen követelményt, ezért nem adnak optimális megoldást az ülepítési feladatokhoz, hatásfokuk alacsony, helyszükségletük nagy, iizemtechnikai szempontból számos hátránnyal bírnak. Az ülepítési és sűrítési feladatokon kívül szükségletként jelentkezik a folyadékokból azoknak az anyagoknak gravitációval történő kiválasztása is, amelyeknek fajsúlya kisebb a folyadék vagy víz fajsúlyánál, minek következtében a folyadék, illetve a víz felszínére emelkednek, ahonnan eitávolíthatók. Attól függően, hogy az úszó szennyeződések milyen eredetűek, illetve milyen anyagúak, megkülönböztetnek pl. zsir-, olaj-, benzin-, hab- és egyéb i szadékfogó berendezéseket. Ezen berendezéseket úsztató berendezéseknek nevezik. Az úsztató berendezések alapelvükben lényegileg azonosak az ülepítő berendezésekkel. Ülepítők esetében a lebegő szennyeződés a medencefenék tartományában gyűlik össze, míg úsztatóberendezéseknél a víz felszínén halmozódik fel. Az ismert úsztatóberendezéseknek számos hátrányuk van: Nem biztosítják az optimális térfogat mellett a kezelendő folyadéknak a berendezésben szükséges tartózkodási idejét. A térfogategységre eső lehetőleg nagy kezelőfelülettel nem rendelkeznek, ezért hatásfokuk alacsony, előállításuk és üzemeltetésük gazdaságtalan. Az úsztató berendezések hatásfoka növelhető H Rációval, levegő vagy gázburok, buborékok befúvatásával. amellyel a lebegő részecskék felszínre emelkedését elősegítik, illetve meggyorsítják. A fio- U ció számos helyen alkalmazható zsírok, olajok, s/álasanyagok, papírszennyezödés eltávolítására. F;oiacióval lehetséges víznél nagyobb fajsúlyú lebegóanyagok leválasztása is, pl. fém- és szénfeldolgozással kapcsolatos ipari szennyvizek esetében, továbbá eleveniszapos tisztításnál iszapok sűrítésére vagy kémiai vizkezelésben flokkulált iszapok sűrítésére is alkalmazható Az ismeretes fíotációs berendezések hatékonysága korlátozott, illetve mérsékelt. A gravitációs szeparátorok csoportjába sorolhatók még a gravitációs sürítők, melyek lényegében az ülepítési folyamatok utolsó fázisát biztosítják. A sűrítés célja minden esetben az, hogy az iszap víztartalmát meghatározott mértékben csökkentsék és ezáltal csökkenjen a kezelendő iszap térfogata. is. Sűrítési feladatok megoldhatók flotációval vagy dinamikus sűrítési eljárásokkal, pl. vibrációs eljárással, továbbá pl. centrifugálással. Az ismert sűrítési eljárások, berendezések hatékonysága korlátozott, viszonylag nagy berendezéstérfogatra van szükség, ezért azok rendkívül gazdaságtalanok. Hasonló okoknál fogva gazdaságtala-5 10 15 20 25 30 35 40 4b 50 55 60 65 2
