CZ13176U1 - Směs se zlepšenou sedimentací a zařízení pro její přípravu - Google Patents

Description

Technické řešení se týká směsí, osahujících kaly, především jílové kaly, vznikající například při praní písku pro stavební účely, kde je třeba řešit problém separace takových kalů a zpravidla také jejich ukládání.

Dosavadní stav techniky

V současnosti se problém se separací kalů, vznikajících zejména při praní písku, řeší odváděním prací vody s kalem do sedimentačních nádrží, kde se kal postupně usazuje, ve více stupních takto čištěná voda se pak může z poslední sedimentační nádrže odebírat zpět pro nové použití pro io praní písku. Při popsaném postupu je nevýhodou, že v případě jemných kalů je usazování velmi pomalé a také následná manipulace s odseparovaným kalem je obtížná. Jedná se totiž zpravidla o řídké jílové kaly, kde vedle dlouhé doby sedimentace je nevýhodou, že sediment je rozbřídavý a lepivý, čímž vzniká nutnost další technologické prodlevy pro odležení a alespoň částečné vyschnutí. Podstatným doprovodným problémem je i potřeba poměrně velkých nádrží, respektive jejich většího počtu, což je právě následek malé rychlosti sedimentace, přičemž na velikost nádrží a rychlost sedimentace má vliv často vysoký podíl jílových složek v kalu, který může dosahovat i přes 30 % hmotnostních. Řešení problému na principu filtrace, namísto sedimentace, není reálné, neboť množství filtrátu by současně vyvolávalo problém s čištěním filtrů, kde ekonomický rozměr tohoto problému by nebyl menší, než rozměr problému původně řešeného.

Také jiné metody pro urychlení sedimentace, užívané například v čistírnách odpadních vod, nejsou zde použitelné pro odlišný charakter kalů a pro jeho relativně velký podíl v čištěné vodě.

Podstata technického řešení

Uvedené nevýhody se podstatně snižují, zrychleného usazování a zlepšení vlastností pro těžení a manipulaci se sedimentem a dokonce i možnosti použití sedimentu jako stavebního polotovaru se dosahuje směsí se zlepšenou sedimentací, podle předkládaného technického řešení, výhodně s možností přípravy takové směsi pomocí zařízení pro její přípravu, také podle předkládaného technického řešení, kde podstata směsi spočívá v tom, že sestává z vodní suspenze kalu, která obsahuje hrubší jílový kal, jemný jílový kal a nejílový kal a kde alespoň 10 % hmotnostních kalu je jemný jílový kal, a zfluidního popílku. Výhodné je, jestliže směs obsahuje 20 až 80 % hmot30 nostních fluidního popílku, vztaženo k hmotnosti složky jemného jílového v kalu. Podstata zařízení pro přípravu směsi se zlepšenou sedimentací spočívá v tom, že zařízení sestává z přívodního potrubí vody s kalem a z přívodního potrubí suchého fluidního popílku, kde obě potrubí ústí do mísícího ústrojí, na které navazuje odpadní potrubí, zaústěné do alespoň jedné usazovací nádrže. S výhodou alespoň přívodní potrubí suchého fluidního popílku je napojeno na zásobník suchého fluidního popílku. Výhodně alespoň jedno z přívodních potrubí je opatřeno průtokovým měřičem a/nebo dávkovacím zařízením. Výhodně je mísící ústrojí provedeno jako nádrž, opatřená mísícím strojem. Výhodné je, jestliže přívodní potrubí vody s kalem je opatřeno měřicím čerpadlem, přívodní potrubí suchého fluidního popílku je opatřeno pomocným dávkovacím zásobníkem, neboje napojeno na hlavní zásobník, který je upraven jako dávkovači, a současně mísící stroj je proveden jako vrtulový nebo lopatkový míchač, vybavený stavitelným a/nebo dálkově ovladatelným časovacím ústrojím. Konečně může být i výhodou, jestliže měřicí ústrojí, dávkovači ústrojí a mísící stroj jsou upraveny pro dálkový přenos dat a ovládacích impulsů a jsou navzájem propojeny přes řídicí jednotku. Měřicí ústrojí, dávkovači ústrojí a mísící stroj mohou být s výhodou upraveny pro dálkový bezdrátový přenos dat a ovládacích impulsů.

Tím se dosáhne vytvoření směsi, která má znatelně vyšší sedimentační schopnost, než samotná suspenze jemného kalu ve vodě, zejména jílovitého. Vedle toho taková směs po separaci vody je méně lepivá a rozbřídavá a snadněji se tedy těží, nakládá, odváží a ukládá. Dosažená mechanická konzistence i vlastnosti chemické a fyzikální umožňují použití takové směsi jako stavebního

-1 CZ 13176 Ul polotovaru nebo jako například podkladového materiálu pro rekultivaci vytěžených pískoven. Zařízení podle předkládaného technického řešení výhodně připraví směs v návaznosti na přísun vodní suspenze kalu, která bývá zpravidla produkována kontinuálně, a na přísun suchého fluidního popílku, který bývá naopak zpravidla dodáván dávkově, dopravními prostředky z teplárny či elektrárny, a musí být ovšem v dostatečném množství skladován v místě zpracování.

Přehled obrázků na výkrese

Technické řešení, co se týče příkladných směsí, je dále ilustrováno složeními takových směsí, a co se týče zařízení pro přípravu směsi se zlepšenou sedimentací, je dále podrobněji vysvětleno pomocí příkladného provedení takového zařízení, které je též znázorněno na přiloženém schema10 tickém nákresu automatizovaného zařízení.

Příklady provedení technického řešení

Směsi se zlepšenou sedimentací, složky v procentech hmotnostních:

Příklad 1 hrubší j ílový kal 10 % jemný jílový kal 10% nej ílový kal 5 % fluidní popílek 10% voda 65 %.

Příklad 2 hrubší jílový kal 5% jemný j ílový kal 20 % nej ílový kal 5% fluidní popílek 15 % voda 55 %.

Příklad 3 - složení další varianty směsi, navíc po zcezení části vodního podílu hrubší jílový kal 2,5% jemný jílový kal 30,0% nejílový kal 2,5 % fluidní popílek 25,0 % voda 40,0 %.

Příklad zařízení k přípravě směsi

Zařízení sestává z mísícího zařízení i, do kterého ústí jednak vstupní potrubí 2 vody s kalem, jednak vstupní potrubí 3 suchého fluidního popílku, a na které dále navazuje výstupní potrubí 4 směsi, které vede do první usazovací nádrže 5, na kterou pak ještě navazuje prostřednictvím přepadu 51 druhá usazovací nádrž 6. Do vstupního potrubí 2 vody s kalem, které přichází od pracího zařízení písku, zde neznázorněného, je zařazeno měřicí čerpadlo 21, zatímco pro dávkování fluidního popílku je upraven hlavní zásobník 7, a to tak, že v jeho spodní části je upravena dávkovači komora 71, s ovládáním pomocí dávkovačích uzávěrů 711, 712. V mísící nádrži i je upraven mísící stroj 11, provedený zde jako vrtulový míchač. Pro automatizaci procesu jsou zde mísící stroj 11, dávkovači ústrojí s uzávěry 711, 712 a měřicí čerpadlo 21 vybaveny elektronickými jednotkami pro dálkový přenos dat a ovládacích impulsů a jsou propojeny s řídicí jednotkou 8.

Funkce zařízení je potom následující. Do mísící nádrže i se čerpá kontrolované množství kalu, suspendovaného ve vodě, a to pomocí měřicího čerpadla 21, uloženého ve vstupním potrubí 2

-2CZ 13176 Ul vody s kalem, a současně se do mísící nádrže I přivádí suchý fluidní popílek vstupním potrubím 3, kde popílek se dávkuje v nastaveném poměru k přitékajícímu kalu, a to pomocí uzavírání a otevírání dávkovačích uzávěrů 711, 712 dávkovači komory 71 hlavního zásobníku 7. V mísící nádrži I se pak míchá směs pomocí mísícího stroje ii, provedeného zde jako vrtulový míchač,š načež po nastavené době se směs vypouští do první usazovací nádrže 5, kde se na druhé straně S odplavuje zčásti vyčištěná voda přes přepad 51 do druhé usazovací nádrže 6. Po usazení, zcezení a odpaření podstatné části vody se pak vytěží sediment a odváží příkladně na rekultivaci vytěžené pískovny, případně pro jiné použití ve stavebnictví. Co se týče řízení procesuje zde prováděno řídicí jednotkou 8, která podle nastaveného programu a podle dat přicházejících od jednotli10 vých ústrojí, vysílá řídicí impulsy do těchto ústrojí a ovládá tak dávkování popílku, čerpání vody < s kalem a spouštění a zastavování mísícího stroje Π.. Obecně může celý proces být od ručního řízení ovládán v různých stupních automatizace, až případně i ke zcela automatizovanému řízení s dálkovou kontrolou činnosti. Přitom jednotlivé ovladače, snímače, servopohony i řídicí jednotka mohou být běžných a na trhu s touto technikou dostupných druhů a typů.

Hospodářská využitelnost

Směs a zařízení k její přípravě, podle předkládaného technického řešení, jsou využitelné při oddělování kalů z vody, především kalů s jemnou jílovitou složkou. Zejména výhodné využití se jeví pro dosažení rychlé sedimentace jdovitých kalů, vznikajících po praní písku pro stavební účely, přičemž využitelnost se usnadňuje i zlepšenou těžitelností a manipulovatelností u sedi20 mentu. Pole využitelnosti se dále rozšiřuje také možností použít směs po odstranění podstatné části vody jako stavební polotovar, vyhovuj ící jak mechanicky, tak chemicky a zdravotně.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims (9)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Směs se zlepšenou sedimentací, vyznačená tím, že sestává z vodní suspenze kalu, která obsahuje hrubší jílový kal, jemný jílový kal anejílový kal, a kde alespoň 10 % hmot25 nostních kalu je jemný jílový kal, a z fluidního popílku.
2. 2. Směs se zlepšenou sedimentací, podle nároku 1, vyznačená tím, že směs obsahuje 20 až 80% hmotnostních fluidního popílku, vztaženo k hmotnosti složky jemného jílového kalu.
3. 3. Zařízení pro přípravu směsi se zlepšenou sedimentací, podle nároků 1 a 2, vy zn a 30 č e n é tím, že sestává z přívodního potrubí (2) vody s kalem a z přívodního potrubí (3) suchého fluidního popílku, kde obě potrubí (2, 3) ústí do mísícího zařízení (1), na které navazuje odpadní potrubí (4), zaústěné do alespoň jedné usazovací nádrže (5).
4. 4. Zařízení pro přípravu směsi se zlepšenou sedimentací, podle nároku 3, vyznačené tím, že alespoň přívodní potrubí (3) suchého fluidního popílku je napojeno na zásobník (7)

   35 suchého fluidního popílku.
5. 5. Zařízení pro přípravu směsi se zlepšenou sedimentací, podle nároků 3a 4, vyznačené tím, že alespoň jedno z přívodních potrubí (2, 3) je opatřeno průtokovým měřičem a/nebo dávkovacím zařízením.
6. 6. Zařízení pro přípravu směsi se zlepšenou sedimentací, podle nároků 3 až 5, vyzná40 čené tím, že mísicí zařízení je provedeno jako nádrž (1), opatřená mísícím strojem (11).

   -3 CZ 13176 Ul
7. 7. Zařízení pro přípravu směsi se zlepšenou sedimentací, podle nároků 3 až 6, vyznačené tím, že přívodní potrubí (2) vody s kalem je opatřeno měřicím čerpadlem (21), přívodní potrubí (3) suchého fluidního popílku je opatřeno pomocným dávkovacím zásobníkem, neboje napojeno na hlavní zásobník (7), který je upraven jako dávkovači, a současně mísící stroj

   5 (11) je proveden jako vrtulový nebo lopatkový míchač, vybavený stavitelným a/nebo dálkově ovladatelným časovacím ústrojím.
8. 8. Zařízení pro přípravu směsi se zlepšenou sedimentací, podle nároků 3 až 7, vyznačené tím, že měřicí ústrojí, dávkovači ústrojí a mísící stroj (11) jsou upraveny pro dálkový přenos dat a ovládacích impulsů a jsou navzájem propojeny přes řídicí jednotku (8).
9. 10 9. Zařízení pro přípravu směsi se zlepšenou sedimentací, podle nároků 3 až 8, vyznačené tím, že měřicí ústrojí, dávkovači ústrojí a mísící stroj (11) jsou upraveny pro dálkový bezdrátový přenos dat a ovládacích impulsů.