DK147877B - Anlaeg til behandling af staerkt skummende vaesker med gasser - Google Patents

Description

147877 i 5 Opfindelsen angår et anlæg til behandling af stærkt skummende væsker eller væske-faststof-blandinger med gasser, ved hvilket anlæg der i et lukket ledningssystem, der indeholder en reaktionsbeholder, findes mindst en gastilførselsindretning til gastilførsel, 10 en pumpe til tvangscirkula tion af den flydende blanding, en ejektor til tilbageførsel af skum og en reaktionskanal i tilslutning til ejektoren, og hvor der endvidere findes en indretning til skumadskillelse.

15

Begrebet "stærkt skummende" skal defineres således, at der herunder forstås væsker og væske-faststofblandin-ger, såsom koncentreret slam, fx svineajle, og højtbe-lastet, fx stærkt vaskemiddelholdigt, spildevand, hvis 20 TOC (totalt organisk kulstof) - indhold mindst er ca.

1500 mg/1 og især mindst 2000 mg/1. Ved et sådant TOC-indhold opstår der alene på grund af den biologiske aktivitet af mikroorganismer en meget stærk skumudvikling.

25 .

Ved behandling, som fx fermentation, af de nævnte stofblandinger, bevirker skumdannelsen og skumødelæggelsen væsentlige ulemper. Til ødelæggelse af det opståede skum kendes der fra østrigsk patent nr. 319.864 en 30 indretning af den beskrevne art. Ved denne føres skummet fra en beholder, i hvilken der har udviklet sig skum i gasrummet over niveauet for den blanding, der behandles, gennem en rørledning til en skumseparator, som fx en cyklon, hvorfra gasfasen ledes bort, idet 2 147877 1 . væskefasen ved hjælp af en ejektor tilbageføres til beholderen.

Pra østtysk patent nr. 105.999 kendes et lignende an-5 læg, hvor der dog ikke findes nogen indretning til skumadskillelse.

Endvidere beskrives i tysk offentliggørelsesskrift nr.

2.361.298 en gastilførselsindretning til væsker, ved 10 hvilken en gasudskiller er forsynet med en skumtilbageføringsledning. Pra denne sprøjtes skummet skråt ud på overfladen af den gasbehandlede væske, hvorved der på grund af turbulenser og sammenstødskræfter skal ske en vidtgående adskillelse af de gasformige og de 15 flydende dele i skummet. Den flydende del føres derved tilbage i væsken, og gassen kan ledes bort.

Porsøg har vist, at stærkt skummende væsker, som defineret tidligere, ikke kan behandles på denne måde, 20 idet der ved behandling af sådanne væsker optræder en sådan skumudvikling af groft, stift skum, at de viste forholdsregler til skumtilbageføring ikke længere er tilstrækkelige. Skummet fylder således først indretningen over væskeniveauet og skumseparatoren, og 25 strømmer derefter ud fra anlægget.

Desuden kræver skumødelæggelsen og tilbageføringen ved de kendte anlæg yderligere elementer, der kræver yderligere energitilførsel, som fx til drift af en 30 cyklon. Tilbageføringen af skummet og tilførslen af gas ved hjælp af den samme ejektor forhindrer desuden en nøjagtig og afmålt dosering af behandlingsgassen.

En sådan dosering er ubetinget nødvendig for optimal drift af sådanne anlæg.

3 147877 1 Fra tysk fremlæggelsesskrift nr. 2.242.196 kendes en yderligere indretning til skumødelæggelse. Dog har ej-heller denne indretning,' der endvidere hører til et behandlingsanlæg med en helt anden opbygning, nogen ev-5 ne til at ødelægge stærkt, groft skum. Dette skyldes, at det skum, der skal ødelægges, ikke kan accelereres.

Ved dette kendte anlæg er det ligeledes en ulempe, at der til skumødelæggelsen kræves yderligere indretninger, og at der til skumødelæggelsen kræves yderligere 10 energi.

Endelig kendes fra fransk patent hr. 1.499.649 en gastilførselsindretning for væsker, men dette skrift omhandler ikke ødelæggelse af det opståede skum.

15

Opfindelsens formål er at frembringe et behandlingsanlæg for de i indledningen nævnte stofblandinger, ved hvilket anlæg der sker en ødelæggelse også af stærkt og groft skum, idet denne skumødelæggelse på ingen 20 måde kræver yderligere energitilførsel.

Dette opnås ifølge opfindelsen, idet beholderen i et område, der ligger over niveauet af den flydende blanding, ved hjælp af enmellemvæg er opdelt i et i for-25 hold til atmosfæren lukket skumsamlerum og et gasudskillelsesrum, og idet skumsamlerummet endvidere står i forbindelse med gasudskillelsesrummet gennem mindst en accelerationsindretning, bag hvilken der på afstand findes en prelleplade til sønderslåning af skum med store 30 bobler, og idet ejektoren er anbragt i mellemvæggen til tilbageføring af skum med små bobler.

Ødelæggelsen af det grove og stærke skum sikres ved opfindelsen ifølge ansøgningen ved, at skummet ved den 4 147877 1 accelererende udvidelse i dysen får en kinetisk energi, der er tilstrækkelig til også at ødelægge store bobler. Den til skumødelæggelsen nødvendige energi dækkes af det energioverskud, der er nødvendigt for 5 gastilførsel til væsken, og som ellers, ligesom den til skumødelæggelsen ikke nødvendige restenergi, omsættes til varme på grund af turbulenser.

En forbedring af skum/væskeadskillelsen, der forringer 10 den luftmængde, der suges med af pumpen, hvorved pumpens funktion forbedres, kan opnås, når der i beholderen under væskeniveauet er anbragt en omledeindret-ning for den strøm, der føres gennem ledningssystemet, hvilken omledeindretning har en lukket bund i en af-15 stand fra reaktionskanalen.

Den forbedrede skum/væskeadskillelse beror frem for alt på strømomledningen ved omledningeindretningens øvre kant, ligesom den langsomme nedsynkningshastighed 20 i den ydre ringzone mellem omledeskålen og beholderkappen samtidig bevirker, at omledningsindretningen ikke, som ved de kendte anlæg, frembringer en tvangscirkulation af den væskeformige fase, men derimod muliggør et tvangsgennemløb uden nogen former for dødrum i 25 strømningsvej en.

Endelig er det muligt at forsyne beholderen og/eller hele anlægget med en isolation og/eller delvis med en indretning til varmeudveksling med et opvarmnings-3Q og/eller kølemedium. Endvidere kan beholderen, når der ikke sker nogen belastning af omgivelserne med lugte, og behandlingen ikke skal ske under forøget tryk, være åben, mens den i andre tilfælde kan være lukket..

5 147877 1 Anlægget ifølge opfindelsen egner sig til behandlingsfremgangsmåder, der kan ske såvel med en stadig gennemstrømning som også trinvist.

5 Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 skematisk viser en første udførelsesform for anlægget ifølge opfindelsen, medens 10 fig. 2 og 3 i udsnit viser udførelsesformer, der er ændret i forhold til anlægget i fig. 1.

15 En med isolation 7* fig· 1* forsynet beholder 1 er over en ledning 3 tilsluttet til sugesiden af en pumpe. En anden ledning 4 fører fra pumpen 2's trykside tilbage til beholderen 1. På denne måde opstår et lukket system til en tvangscirkulation af den 20 strøm, der skal behandles, og til dette system tilføres der ved kontinuerligt arbejdende behandlinger gennem en tilslutning 5 frisk gods, der skal behandles, medens der gennem en tilslutning 6 kan bortføres en allerede tilstrækkeligt cirkuleret og dermed 25 tilstrækkeligt behandlet delmængde.

Ledningen 4 ender i en ejektor 8, der findes i et dæksel 15 på beholderen 1 og tjener til gasindføring i den strøm, der er ført i tvangscirkulation. Gas- .

30 tilførslen til ejektoren 8 kan ske over en tilslutning 9· Som blandingsstrækning til en første indblanding af gassen eller gasserne i den strøm, der 6 147877 1 skal behandles, findes en blandingskanal 10, der på sin side ender i en anden ejektor 11. Denne er anbragt i en mellemvæg 12 .i beholderen, hvilken mellemvæg adskiller et skunisamlerum 13 fra et gasudskilllelsesrum 5 14. Ved siden af ejektoren 11, gennem hvilken finblæ ret skum fra gasudskillelsesrummet 14 føres tilbage til den strøm, der skal behandles, har væggen 12 mindst én accelerationsindretning 16, der ved den viste udførelsesform er udformet som en ekspansions-10 dyse, men også kan være en enkel blænde. Efter dysen 16 findes en prellevæg 17 til sønderslåen af skumblærerne. Den gas, der i gasudskillelsesrummet 14 undviger fra skummet, kan gennem en ledningstilslutning 18 i dækslet 15 strømme ud af beholderen 1.

15

Til ejektoran 11 er der til føring af den strøm, der kommer fra den, tilsluttet en reaktionskanal 19, der først og fremmest tjener til yderligere gennemblan-ding af strømmen, der nu består af gas, skum og stof, 20 som skal behandles, og i hvilken kemiske og biologiske reaktioner kan forløbe.

Ved hjælp af en omledeindretning 20, der ved den viste udførelses er udformet som en bægeragtig beholder, bli-25 ver strømmen omledet og stiger opefter mellem kanalen 19 19 og indretningen 20, passerer over randen på indretningen 20 og vender derved endnu en gang sin retning.

Den nedadgående strøm bliver opsamlet i en let tragtformet bund 21 i beholderen 1 og tilført til ledningen 30 3 eller efter omstændighederne delvist til udløbet 6.

Den strøm, der passerer gennem ledningen 3, tilsuges af pumpen og tjener i givet fald samtidig som transportmiddel for frisk gods, der er ført ind gennem 7 147877 1 tilslutningen 5 og skal behandles.

Ved udførelsesformen i fig. 2 er ejektoran 8 erstattet af en enkel indføringsledning 8a for gassen, 5 gennem hvilken gasser under et let overtryk - gastrykket skal kun være netop lige så stort som det tryk, der hersker i den strøm, der skal behandles, ved åbningen i ledningen 8a - bringes ind i strømmen.

10

Udførelsesformen i fig. 3 adskiller sig fra udførelsesformen i fig. 1 kun ved, at rækkefølgen af ejek-torerne 8 og 11, set i strømningsretning, er ombyttet .

15

Den strøm, der føres gennem pumpen 2 i tvangscirkulation, har som drivstråle for gasindføringen små hastigheder i forhold til anlæg, ved hvilke gasindføringen sker ved hjælp af ejektorer, hvilke hastig-20 heder fortrinsvis er mindre end 10m/sek. Forholdet mellem gas- og strømmængden kan ved anlægget ifølge opfindelsen ligeledes være forholdsvis lille og eksempelvis 0,1 til 0,2. I blandingskanalen 10 efter ejektoren 8 sker der en første indblanding af gassen, 25 f.eks. af luft i strømmen.

Den efter den anden ejektor 11 anbragte reaktionskanal 19 er med hensyn til sit tværsnit afpasset således til den strøm, der går gennem den, og hensigts-30 mæssig også med hensyn til længde, at der med strømhastigheden opnås en tilstrækkelig turbulens til en indblanding af finblæret skum og en finfordeling af gassen og skummet i strømmen. Derved er den nedad- 8 147877 1 rettede strømningshastighed større end den opadgående hastighed af de fine gasblærer i en bestående stofblanding af samme sammensætning.

5 Det afsnit af systemet, der passeres af den opadstigende strøm, gennemløbes på grund af det større tværsnit med mindre hastighed, hvorved der opnås en beroligelse af strømmen og en delvis adskillelse af gasser og væsker, der fortsætter i den nedadgående strøm 10 i det ydre område af beholderen 1. Hastigheden i dette yderste delafsnit af tvangsgennemstrømningen gennem beholderen er så lille, at en stor del af gasblærerne i strømmen kan stige opefter.

15 For de fleste behandlinger, der gennemføres i sådanne anlæg, er skumdannelse et uundgåeligt og uønsket fænomen. Ligesom ved de ovenfor omtalte, kendte anlæg samler skummet sig i samlerummet 11 i beholderen 1 20 oven over væskens niveau. Skummet fjernes fra dette rum gennem dysen 16 under accelerstion og tilsluttende ekspansion i gasudskillelsesrummet 14. De forskydningskræfter, der opstår ved accelerationen og hvirveldannelsen, ødelægger en stor del af navnlig 25 de grove skumblærer, og der sker yderligere en sønder-slåen af blærerne ved prellevæggen 17· De gasser, der frigøres, undviger gennem ledningen 18, medens-den tilbageblivende væske, sammen med det forblivende finblærede skum, føres til ejektoren 11 og ved hjælp 30 af den føres tilbage til strømmen.

Den beskrevne art af skumødelæggelsen muliggøres på grund af anvendelsen af accelerationsindretningen 16.

I forhold til konventionelle skumødelæggere har anlæg- 147877 9 1 get desuden fordel af en enkel og pasningsfri konstruktion, mangel på dele, der slides, og på reguleringsindretninger, af særlige kemiske afskumnings-midler, der kunne belaste de behandlinger, der skal 5 gennemføres i anlægget.

Opfindelsen er ikke begrænset til de beskrevne udførelsesformer. F.eks. kan beholderen 1 og de dele, der fører strømmen, også være gennemstrømmet i vand-10 ret retning. Endvidere kan indløb og udløb for en del af strømmen ved gennemløbende drift -'anbringes på andre steder af kredsløbssystemet. Desuden kan ledningsføringen til tvangscirkulation i beholderen, f.eks. til strømomledning, ske med andre midler.