CH628598A5

CH628598A5 - Method and apparatus for dissolving and metering coagulants used in water purification

Info

Publication number: CH628598A5
Application number: CH554678A
Authority: CH
Inventors: Janos Latorczai
Original assignee: Borsodi Vegyi Komb
Priority date: 1978-05-22
Filing date: 1978-05-22
Publication date: 1982-03-15
Also published as: ATA376078A; AT361864B

Description


  
 

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.

 



   PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Lösen und Dosieren von bei der Wasserreinigung verwendeten Koaguliermitteln, die zur Klumpenbildung neigen, dadurch gekennzeichnet, dass man die mit Pressluft von 0,4-2,0 atü zerstäubten Koaguliermittel in einen Lösungsraum einbringt, dort in tangentiale Bewegung versetzt, in den Lösungsraum - ebenfalls in tangentialer Richtung - unter 1,0-2,0 atü Wasser einsprüht, die erhaltene Lösung im Wechselbetrieb in Lösungsvorratsbecken einleitet, dort von Zeit zu Zeit aufrührt und schliesslich filtriert.



   2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Lösungsapparat (I) aufweist, der aus einem sich über eine Dosiervorrichtung (2) an einen kegelförmigen   Behälter (1)    anschliessenden kegelförmigen Pulverzerstäuber (3) und einen sich an diesen anschliessenden, mit tangentialen Bohrungen versehenen Wassereinblas-Lösungsraum (4) besteht, und der Lösungsapparat (I) einesteils über den kegelförmigen Pulverzerstäuber (3) mit einer Pressluftleitung, zum anderen über den Lösungsraum (4) mit einer Wasserleitung verbunden ist und mit Lösungsvorratsbecken (II) in Verbindung steht, und jedes der Lösungsvorratsbecken (II) an die Pressluft (6) und die Wasserleitung (7) angeschlossen ist und jedes der Lösungsvorratsbecken (II) mit einem Filtrierbehälter   (1V)    in Verbindung steht,

   der über eine Pumpe (V) und Rotameter (VI) mit Dosierstellen   (nl,    n2...nn) verbunden ist.



   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen Länge (a) des kegelförmigen Pulverzerstäubers (3) und seinem Zylindermanteldurchmesser (d) 0,9-1,0, ferner das Verhältnis zwischen der Länge (b) des wasserzerstäubenden Teils des Lösungsraumes (4) und dem Zylindermanteldurchmesser (d) 1,4-1,8, das Verhältnis zwischen dem grössten Durchmesser (c) des kegelförmigen Zerstäubers (3) und dem Zylindermanteldurchmesser (d) zwischen 0,96 und 0,98, und das Verhältnis zwischen der Dicke (g) der Deckplatte des kegelförmigen Zerstäubers (3) und dem Durchmesser (f) der an dieser Deckplatte ausgebildeten Öffnungen   1,1 - 1,4,    und das Verhältnis zwischen dem Durchmesser (e) des durch die Mittelpunkte der Öffnungen gezogenen Kreises und dem Durchmesser (d) des Zylindermantels bei 0,6-0,7,

   dass ferner die Anzahl der an der Oberfläche des Lösungsraumes (4) ausgebildeten Bohrungsreihen
10-30 beträgt und die Ebene, die die Symmetrieachse der Bohrungen im äusseren Punkt des Mantels des Lösungsraumes (4) schneidet und dessen Symmetrieachse einschliesst, mit der Symmetrieachse der Bohrungen einen Winkel   (ss)    von   20-40     einschliesst und diese Ebenen, die die benachbarten Bohrungen in diesen ausgezeichneten Punkten schneiden, miteinander einen Winkel   (y)    von   30-40     einschliessen, und dass die Symmetrieachse der durch die Deckplatte des kegelförmigen Zerstäubers (3) hindurchgehenden und in den kegelförmigen Lösungsraum (4) mündenden Bohrungen mit der Fläche der Deckplatte einen Winkel (a) von    10-20     einschliesst.



   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lösen und
Dosieren von bei der Wasserreinigung verwendeten Koagu liermitteln die zur Klumpenbildung neigen. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des erfin dungsgemässen Verfahrens.



   Bei der Abwasserreinigung beziehungsweise der Wasser vorbehandlung werden zur Erhöhung des Wirkungsgrades beim Reinigen in ständig steigendem Masse organische Koa guliermittel verwendet. Meistens handelt es sich um wasser lösliche Polyacryle. Ihre Wasserlöslichkeit ist gering (1-10 mg/l) bezeihungsweise in höher konzentrierten Lösungen tritt Gelierung ein, und die Lösung wird unbrauchbar. Die Koaguliermittel dieses Typs sind feste Stoffe, sie werden als mehlfeines Pulver geliefert und müssen vor der Anwendung gelöst werden. Kommen beim Auflösen feuchte, halbgelöste Teilchen miteinander in Berührung, so bilden sie Klumpen, die nicht in Lösung gehen und entfernt werden müssen.



   Zu diesen Stoffen gehören zum Beispiel die bekannten Koaguliermittel auf der Basis von Polyacrylnitril, Polyacrylamid und Polyacrylat. Technologien oder Vorrichtungen, die sich speziell auf das Lösen dieser Stoffe beziehen, sind in der Literatur nicht beschrieben.



   Gemäss der üblichen Technologie wird das Koaguliermittel, zum Beispiel Flokonit, nur ein langsam laufendes Transportband geschüttet und fällt dann in einen Flockulierbehälter, der mit einem Rührwerk hoher Drehzahl ausgerüstet ist. Das Transportband ermöglicht keine genaue und gleichmässige Dosierung. Das pulverförmige Koaguliermittel fällt klumpenartig, ohne gleichmässige Verteilung in den Behälter, wodurch Klumpenbildung, d.h. Verlust eintritt.



  Die Vorrichtungsreihe enthält mehrere grosse Vorrichtungen mit rotierenden Teilen, was die Störanfälligkeit erhöht. Die Koaguliermittellösung wird schliesslich mit einer Kolbenpumpe dosiert. Das ganze Verfahren ist kompliziert, erfordert grossen technischen Aufwand und ist daher nicht immer vorteilhaft in der Anwendung.



   Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren auszuarbeiten, mit dem die erwähnten Koaguliermittel mittels einfacher maschineller Vorrichtungen vollkommen und verlustfrei aufgelöst werden können.



   Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Behandlung von zur Klumpenbildung neigenden Materialien, insbesondere der zur Wasserreinigung verwendeten Koaguliermittel. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man die mit Pressluft von 0,4-2,0 atü zerstäubten Koaguliermittel in einen Lösungsraum einbringt, dort in tangentiale Bewegung versetzt, in den Lösungsraum - ebenfalls in tangentialer Richtung - Wasser unter einem Druck von 1-2 atü einsprüht und die erhaltene Lösung im Wechselbetrieb in Lösungsvorratsbecken einleitet, dort von Zeit zu Zeit aufrührt und schliesslich filtriert.



   Die zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dienende Vorrichtung weist einen Lösungsapparat auf, der aus einem sich über eine Dosiervorrichtung an einen kegelförmigen Behälter anschliessenden kegelförmigen Pulverzerstäuber und einem sich an diesen anschliessenden, mit tangentialen Bohrungen versehenen Wassereinblas-Lösungsraum besteht. Dieser ist einesteils über den kegelförmigen Pulverzerstäuber mit einer Pressluftleitung, zum anderen über den Lösungsraum mit einer Wasserleitung verbunden.



  An den Lösungsapparat schliessen sich Lösungsvorratsbecken an. Jedes der Lösungsvorratsbecken ist an die Pressluft- und die Wasserleitung angeschlossen. Jedes der Lösungsvorratsbecken ist ferner mit einem Filtrierbehälter verbunden, der über Pumpen und Rotameter mit Dosierstellen in Verbindung steht.



   Die Erfindung wird an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Zeichnungen näher erläutert.



   Fig. 1 zeigt den Lösungsapparat,
Fig. 2 die Einzelheiten A und B aus Fig. 1, und
Fig. 3 stellt das Fliesschema der gesamten Vorrichtung dar.



   An den kegelförmigen Behälter 1 schliesst sich über die Dosiervorrichtung 2 der kegelförmige Pulverzerstäuber 3 an.



  Der Pulverzerstäuber 3 steht mit einem mit tangentialen Bohrungen versehenen Wassereinblas-Lösungsraum 4 in Verb in dung. Die Konstruktionselemente 1-4 bilden den Lösungsapparat I, der einesteils über den Pulverzerstäuber an eine Druckluftleitung (6) zum anderen über den Wassereinblas  



  Lösungsraum 4 an eine Wasserleitung angeschlossen ist. Die Lösungsapparate I sind im allgemeinen paarweise angeordnet, und an sie schliessen sich die Lösungsvorratsbecken II an. Diese Lösungsvorratsbecken II sind mit einer Pressluftleitung (6) und einer Wasserleitung (7) versehen. Die Lösungsvorratsbecken 11 sind durch eine Leitung mit einem Filtrierbehälter IV verbunden, der über Pumpen V und Rotameter   Vl    mit Dosierstellen in Verbindung steht. Die Dosierstellen sind in der Zeichnung mit   ........    nn bezeichnet.



   Gemäss einer zweckmässigen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird das Koaguliermittel in einen kegelförmigen Trichter gefüllt, mit 1,00 atü Pressluft zerstäubt, in den Lösungsraum eingebracht und dort in tangentiale Bewegung versetzt. Nach dem Beginn des Lufteinblasens wird in den Lösungsraum, ebenfalls in tangentialer Richtung, mit einem Druck von 1,2 atü Wasser eingesprüht.



  In dem von dem kegelförmigen Mantelteil umgrenzten Raum werden die Teilchen durch die eingeblasene Zerstäuberluft in tangentiale Bewegung versetzt und gelangen in den Lösungsraum, wo sie mit den Tropfen des in der gleichen Richtung (tangential) eingesprühten Lösungswassers in Kontakt kommen. Im oberen Teil des Lösungsraumes werden die Teilchen benetzt, und während sie sich auf der verhältnismässig langen Spiralbahn nach unten bewegen, völlig gelöst.



  Dieser Prozess wird dadurch begünstigt, dass die Teilchen bei ihrer Abwärtsbewegung immer mit frischem (noch nicht gesättigtem) Wasser in Berührung kommen, wodurch die Dauer des Lösunsgvorgangs stark verkürzt wird. Die Teilchen des befeuchteten Materials haben während des Lösungsvorganges keine Möglichkeit, miteinander in Berührung zu kommen, sie können daher nicht agglomerieren.



   Für eine einwandfreie Funktion der erfindungsgemässen Vorrichtung ist es vorteilhaft, bei den Massen der einzelnen Konstruktionselemente bestimmte Proportionen einzuhalten. Zur Veranschaulichung der im folgenden beschriebene Massverhältnisse dient Fig. 2.



   - Das Verhältnis zwischen der Länge a des kegelförmigen Pulverzerstäubers 3 und seinem Zylindermanteldurchmesser d beträgt vorzugsweise 0,9-1,0, insbesondere 0,95;  - das Verhältnis zwischen der Länge b des wasserzerstäubenden Teiles des Lösungsraumes 4 und dem Zylindermanteldurchmesser d beträgt vorzugsweise 1,4-1,8, insbesondere   1,6;     - das Verhältnis zwischen dem grössten Durchmesser c des kegelförmigen Zerstäubers 3 und dem Zylindermanteldurchmesser d liegt vorzugsweise zwischen 0,96 und 0,98, insbesondere bei 0,96;  - das Verhältnis zwischen der Dicke g der Deckplatte des kegelförmigen Zerstäubers 3 und dem Durchmesser fder an dieser Deckplatte ausgebildeten Öffnungen vorzugsweise 1,1-1,4, insbesondere 1,2;

  ;  - das Verhältnis zwischen dem Durchmesser e des durch die Mittelpunkte der Öffnungen gezogenen Kreisen zu dem Durchmesser d des Zylindermantels beträgt vorzugsweise 0,6-0,7, insbesondere 0,6;  - die Anzahl der an der Oberfläche des Lösungsraumes 4 ausgebildeten Bohrungsreihen liegt vorzugsweise zwischen 10 und 30, insbesondere bei 20;    - - die Ebene, die die Symmetrieachse der Bohrungen im    äusseren Punkt des Mantels des Lösungsraumes 4 schneidet und dessen Symmetrieachse einschliesst, bildet mit der Symmetrieachse;

   der Bohrungen einen Winkel   ss von      20-40 ,    ins   besondere30";     - diese erwähnten Ebenen, die die benachbarten Bohrungen in diesen ausgezeichneten Punkten schneiden, schliessen miteinander bevorzugt einen Winkel   y von      30-40 ,    insbesondere 30 ein;  - die Symmetrieachse der durch die Deckplatte des kegelförmigen Zerstäubers 3 hindurchgehenden und in den kegelförmigen Lösungsraum 4 mündenden Bohrungen schliesst mit der Fläche der Deckplatte einen Winkel a von vorzugsweise   10-20 ,    insbesondere 15 ein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Lösen und Dosieren von bei der Wasserreinigung verwendeten Koaguliermitteln, die zur Klumpenbildung neigen, dadurch gekennzeichnet, dass man die mit Pressluft von 0,4-2,0 atü zerstäubten Koaguliermittel in einen Lösungsraum einbringt, dort in tangentiale Bewegung versetzt, in den Lösungsraum - ebenfalls in tangentialer Richtung - unter 1,0-2,0 atü Wasser einsprüht, die erhaltene Lösung im Wechselbetrieb in Lösungsvorratsbecken einleitet, dort von Zeit zu Zeit aufrührt und schliesslich filtriert.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Lösungsapparat (I) aufweist, der aus einem sich über eine Dosiervorrichtung (2) an einen kegelförmigen Behälter (1) anschliessenden kegelförmigen Pulverzerstäuber (3) und einen sich an diesen anschliessenden, mit tangentialen Bohrungen versehenen Wassereinblas-Lösungsraum (4) besteht, und der Lösungsapparat (I) einesteils über den kegelförmigen Pulverzerstäuber (3) mit einer Pressluftleitung, zum anderen über den Lösungsraum (4) mit einer Wasserleitung verbunden ist und mit Lösungsvorratsbecken (II) in Verbindung steht, und jedes der Lösungsvorratsbecken (II) an die Pressluft (6) und die Wasserleitung (7) angeschlossen ist und jedes der Lösungsvorratsbecken (II) mit einem Filtrierbehälter (1V) in Verbindung steht,

der über eine Pumpe (V) und Rotameter (VI) mit Dosierstellen (nl, n2...nn) verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen Länge (a) des kegelförmigen Pulverzerstäubers (3) und seinem Zylindermanteldurchmesser (d) 0,9-1,0, ferner das Verhältnis zwischen der Länge (b) des wasserzerstäubenden Teils des Lösungsraumes (4) und dem Zylindermanteldurchmesser (d) 1,4-1,8, das Verhältnis zwischen dem grössten Durchmesser (c) des kegelförmigen Zerstäubers (3) und dem Zylindermanteldurchmesser (d) zwischen 0,96 und 0,98, und das Verhältnis zwischen der Dicke (g) der Deckplatte des kegelförmigen Zerstäubers (3) und dem Durchmesser (f) der an dieser Deckplatte ausgebildeten Öffnungen 1,1 - 1,4, und das Verhältnis zwischen dem Durchmesser (e) des durch die Mittelpunkte der Öffnungen gezogenen Kreises und dem Durchmesser (d) des Zylindermantels bei 0,6-0,7,

dass ferner die Anzahl der an der Oberfläche des Lösungsraumes (4) ausgebildeten Bohrungsreihen 10-30 beträgt und die Ebene, die die Symmetrieachse der Bohrungen im äusseren Punkt des Mantels des Lösungsraumes (4) schneidet und dessen Symmetrieachse einschliesst, mit der Symmetrieachse der Bohrungen einen Winkel (ss) von 20-40 einschliesst und diese Ebenen, die die benachbarten Bohrungen in diesen ausgezeichneten Punkten schneiden, miteinander einen Winkel (y) von 30-40 einschliessen, und dass die Symmetrieachse der durch die Deckplatte des kegelförmigen Zerstäubers (3) hindurchgehenden und in den kegelförmigen Lösungsraum (4) mündenden Bohrungen mit der Fläche der Deckplatte einen Winkel (a) von 10-20 einschliesst.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lösen und Dosieren von bei der Wasserreinigung verwendeten Koagu liermitteln die zur Klumpenbildung neigen. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des erfin dungsgemässen Verfahrens.

Bei der Abwasserreinigung beziehungsweise der Wasser vorbehandlung werden zur Erhöhung des Wirkungsgrades beim Reinigen in ständig steigendem Masse organische Koa guliermittel verwendet. Meistens handelt es sich um wasser lösliche Polyacryle. Ihre Wasserlöslichkeit ist gering (1-10 mg/l) bezeihungsweise in höher konzentrierten Lösungen tritt Gelierung ein, und die Lösung wird unbrauchbar. Die Koaguliermittel dieses Typs sind feste Stoffe, sie werden als mehlfeines Pulver geliefert und müssen vor der Anwendung gelöst werden. Kommen beim Auflösen feuchte, halbgelöste Teilchen miteinander in Berührung, so bilden sie Klumpen, die nicht in Lösung gehen und entfernt werden müssen.

Zu diesen Stoffen gehören zum Beispiel die bekannten Koaguliermittel auf der Basis von Polyacrylnitril, Polyacrylamid und Polyacrylat. Technologien oder Vorrichtungen, die sich speziell auf das Lösen dieser Stoffe beziehen, sind in der Literatur nicht beschrieben.

Gemäss der üblichen Technologie wird das Koaguliermittel, zum Beispiel Flokonit, nur ein langsam laufendes Transportband geschüttet und fällt dann in einen Flockulierbehälter, der mit einem Rührwerk hoher Drehzahl ausgerüstet ist. Das Transportband ermöglicht keine genaue und gleichmässige Dosierung. Das pulverförmige Koaguliermittel fällt klumpenartig, ohne gleichmässige Verteilung in den Behälter, wodurch Klumpenbildung, d.h. Verlust eintritt.

Die Vorrichtungsreihe enthält mehrere grosse Vorrichtungen mit rotierenden Teilen, was die Störanfälligkeit erhöht. Die Koaguliermittellösung wird schliesslich mit einer Kolbenpumpe dosiert. Das ganze Verfahren ist kompliziert, erfordert grossen technischen Aufwand und ist daher nicht immer vorteilhaft in der Anwendung.

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren auszuarbeiten, mit dem die erwähnten Koaguliermittel mittels einfacher maschineller Vorrichtungen vollkommen und verlustfrei aufgelöst werden können.

Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Behandlung von zur Klumpenbildung neigenden Materialien, insbesondere der zur Wasserreinigung verwendeten Koaguliermittel. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man die mit Pressluft von 0,4-2,0 atü zerstäubten Koaguliermittel in einen Lösungsraum einbringt, dort in tangentiale Bewegung versetzt, in den Lösungsraum - ebenfalls in tangentialer Richtung - Wasser unter einem Druck von 1-2 atü einsprüht und die erhaltene Lösung im Wechselbetrieb in Lösungsvorratsbecken einleitet, dort von Zeit zu Zeit aufrührt und schliesslich filtriert.

Die zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dienende Vorrichtung weist einen Lösungsapparat auf, der aus einem sich über eine Dosiervorrichtung an einen kegelförmigen Behälter anschliessenden kegelförmigen Pulverzerstäuber und einem sich an diesen anschliessenden, mit tangentialen Bohrungen versehenen Wassereinblas-Lösungsraum besteht. Dieser ist einesteils über den kegelförmigen Pulverzerstäuber mit einer Pressluftleitung, zum anderen über den Lösungsraum mit einer Wasserleitung verbunden.

An den Lösungsapparat schliessen sich Lösungsvorratsbecken an. Jedes der Lösungsvorratsbecken ist an die Pressluft- und die Wasserleitung angeschlossen. Jedes der Lösungsvorratsbecken ist ferner mit einem Filtrierbehälter verbunden, der über Pumpen und Rotameter mit Dosierstellen in Verbindung steht.

Die Erfindung wird an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt den Lösungsapparat, Fig. 2 die Einzelheiten A und B aus Fig. 1, und Fig. 3 stellt das Fliesschema der gesamten Vorrichtung dar.

An den kegelförmigen Behälter 1 schliesst sich über die Dosiervorrichtung 2 der kegelförmige Pulverzerstäuber 3 an.

Der Pulverzerstäuber 3 steht mit einem mit tangentialen Bohrungen versehenen Wassereinblas-Lösungsraum 4 in Verb in dung. Die Konstruktionselemente 1-4 bilden den Lösungsapparat I, der einesteils über den Pulverzerstäuber an eine Druckluftleitung (6) zum anderen über den Wassereinblas **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.