DK143268B - Apparat til kemisk-mekanisk rensning af spildevaeske - Google Patents

Description

143263

Opfindelsen vedrører et spildevæskebehandlingsapparat til kemisk-mekanisk rensning af en spildevæske, omfattende et koagu-leringskammer, i hvilket materialer, der er opslaanmet i spilde-væsken, som skal behandles, adsorberes på hydroxidfnug, der er dannede ved tilsætning af et koaguleringsmiddel og et alkali til spildevæsken, og et flotations- og separeringskammer, som er arrangeret omkring koaguleringskammeret på en sådan måde, at det omslutter dette, og i hvilket fnuggene, der kommer fra koagule-ringskammeret, og på hvilke det opslæmmede materiale er adsorberet, derefter bringes til at flyde op og udskilles fra spildevæsken.

Olieforurenet spildevæske fra anlæg, o.s.v., er hidtil blevet renset ved hjælp af et apparat af den type, der er vist i fig.

1 i tegningen, men et sådant apparat har den ulempe at have en uønsket stor størrelse og medfører høje installationsudgifter.

Det i fig. 1 viste apparat omfatter en olie-vand separator 1, f.eks. en tyngdekraftsseparator, hvori der udføres en primær separering af olie og vand fra en olieforurenet spildevæske, og den ene ende af en spildevæskefødeledning 2, hvori der findes en pumpe 3, munder ud i denne olie-vand separator 1. I olie-vand separatoren 1 adskilles størstedelen af spildevæsken i olie og vand (primær behandling).

Olie-vand separatoren 1 er forbundet med en koaguleringstank 5 ved hjælp af et rør 4, og en olieforurenende spildevæske, der har gennemgået den primære behandling i olie-vand separatoren, ledes ind i koaguleringstanken 5 gennem dette rør 4. Et koaguleringsmiddeltilførselsrør 7, der er forsynet med en pumpe 8, er derfor med sin ene ende forbundet til røret 4, medens den anden ende munder ud i en koaguleringsmiddellagertank 6, i hvilken et koaguleringsmiddel, som f.eks. alunkage, magniumsalt eller havvand, er oplagret. Et alkalitilførselsrør 10, i hvilket der er anbragt en pumpe 11, har den ene ende forbundet til røret 4 i et punkt i afstand fra forbindelsen med koaguleringsmiddeltilførselsrøret 7 med dette rør 4, og den anden ende munder ud i en alkalioplagringstank 9, i hvilken der findes læsket kalk eller en anden alkalimasse. Yderligere er et tilløbsrør 13 for et hjælpekoaguleringsmiddel forbundet i den ene ende til koaguleringstanken 5 og i den anden ende med en lagertank 12 for hjælpekoaguleringsmiddel, som f.eks. en polyacrylamidtype, hvilket tilførselsrør 13 for hjælpekoaguleringsmiddel også er forsynet med 143268 2 en pumpe 14.

I koaguleringstanken 5 blandes den fra olie-vand separatoren 1 tilførte spildevæske, der har en lav oliekoncentration, med det ved hjælp af pumpen 8 tilførte koaguleringsmiddel, det ved hjælp af pumpen 10 tilførte alkali og det ved hjælp af pumpen 14 tilførte hjælpekoagulerinsmiddel. Koaguleringsbehandlingen i koaguleringstanken 5 udføres på følgende måde:

Hvis der f.eks. benyttes en opløsning af læsket kalk som alkali, dannes i tanken 5 aluminiumhydroxidfnug ved følgende reaktion: A12(S04)3 + 3Ca(OH) 2-^-2Al (OH) 3 + 3CaS04

Den lille mængde olie, der findes i spildevæsken, adsor-beres på fnuggene. I dette tilfælde anvendes i hovedsagen anio-niske forbindelser som hjælpekoaguleringsmiddel, fordi anioniske forbindelser vil neutralisere de positive ladninger på aluminiumsionerne, der er tilført som koaguleringsmiddel og derved lette dannelsen af fnug og samtidig sætte disse fnug i stand til at koagulere til større masser.

Koaguleringstanken 5 er forbundet med en flotations-separeringstank 16 ved hjælp af et rør 15, og flotations-separeringstanken 16 er i sin bageste ende forbundet med et afløbsrør 23.

Et trykvandstilførselsrør 22 er med sin ene ende forbundet med røret 15, der forbinder koaguleringstanken 5 med flotations-separeringstanken 16 og med den anden ende med en trykvandstank 17. Trykvandstanken 17 er fyldt med et fyldmateriale, som f.eks. Raschigringe, og den ene ende af et vandtilførselsrør 18 er forbundet til toppen af denne tank, medens dén anden ende af vandtilførselsrøret 18 gennem en pumpe 19 er forbundet med en ikke vist vandtank. Trykvandstanken 17 har også igennem et tryklufttilførselsrør 20, der er forbundet med tankens nederste ende, forbindelse med en kompressor 21.

Det fra vandtilførselsrøret 18 til trykvandstanken 17 tilførte vand opløser i tanken en forudbestemt mængde trykluft, der tilføres fra tryklufttilførselsrøret 20 under passage gennem laget af Raschigringe og føres til flotations-separeringstanken 16 gennem trykvandstilførselsrøret 22.

143268 3 I tanken 16 dannes der ved reduktionen af trykket i det tilførte trykvand til atmosfærisk tryk et antal luftbobler, og disse luftbobler støder imod aluminiumhydroxidfnuggene, hvorpå olien er adsorberet,og griber disse fnug. De således af luftboblerne grebne fnug flyder op sammen med luftboblerne og adskilles fra spildevæsken.

Denne på den beskrevne måde rensede spildevæske udtømmes gennem afløbsrøret 23.

I de fleste traditionelle apparater af den ovenfor beskrevne type til behandling af olieforurenet spildevæske er koaguleringstanken og flotations-separeringstanken uafhængig af hinanden, og rumfanget af den førstnævnte tank er i almindelighed to gange så stort som af den sidstnævnte tank.

Det har derfor været uundgåeligt, at hele apparatet bliver meget stort, idet det er umuligt at fremstille apparatet i en kompakt form, og dette medfører uundgåeligt store installationsudgifter.

Fra tysk offentliggørelsesskrift nr. 2.016.414 kendes et apparat til rensning af lakforurenet vand. Dette apparat omfatter en koaguleringstank og en separeringstank, der er sammenbygget til en cylindrisk enhed, således at koaguleringstanken har form af en indre cylindrisk beholder, der helt eller delvist er omgivet af separeringstanken i form af et ringformet kammersystem. Det ringformede kammersystem omfatter i radial retning fra centrum og udad først et tilsætningsblandekammer, derpå et afsætningsringkammer og dernæst et overløbs- og et afløbs-ringkaramer. -I bunden af den centralt anbragte, cylindriske koaguleringsbeholder indføres der via en tilledning lakforurenet vand, via en anden tilledning koaguleringsmiddel, via en tredie tilledning trykluft og via en fjerde tilledning strålevand. Under drift dannes der i koaguleringsbeholderen ved tilførsel af de nævnte komponenter et skum, der bevæger sig opad i koaguleringsbeholderen og ud over dennes kant. Det overløbne skum opfanges i det først omgivende ringformige kammer - tilsætningsblandekammeret -hvori der eventuelt kan foretages en yderligere tilblanding af trykluft ved tilførsel af trykluft til den nedre del af dette kammer. Fra tilsætningsblandekammeret flyder skummet ud over tilsætningsblandekammerets ydre afgrænsningsvæg og ind i afsæt

1432 6 S

4 ningskammeret. I afsætningskammeret afsættes skummet som et sejt slam på overfladen af den i dette kammer opsamlede skum-væske-blanding. Skummet fjernes fra overfladen ved afskrabning med en viskeranordning, medens den i den nedre del af kammeret sig samlende væske løber ud gennem et filter, der er anbragt i den nedre del af afsætningskammerets ydre afgrænsningsvæg, og ind i overløbskammeret. Fra overløbskammeret løber den behandlede og rensede væske (vand) over overløbskammerets ydre afgrænsningsvæg og ind i en omgivende afløbsrende, hvorfra den ledes bort.

Det fra dette tyske offentliggørelsesskrift kendte apparat til rensning af lakforurenet vand er således karakteristisk ved, at koaguleringstanken er en centralt anbragt beholder, der er omgivet af separeringstanken i form af et ringformet kammersystem, og ved at væske-skumtransporten i apparatet udelukkende foregår i radial retning, eventuelt kombineret med en vis op- og nedadgående bevægelse i de enkelte kamre. Ved væske-skumtransporten i dette apparat vil den tilbagelagte strømningsvejlængde være relativ kort - stort set ikke længere end radius for det samlede apparat - hvilket vil give dårlig mulighed for at opnå tilstrækkelig kontakt mellem luftbobler og det materiale, der skal udskilles, samtidig med, at væske-skumtransporten i apparatet har tendens til kun at foregå langs overfladen af væske- skumindholdet i det tilvejebragte ringkammersystem, hvorved det * indre volumen i disse kamre ikke vil blive udnyttet effektivt i separeringsøjemed. Begge disse aspekter ved apparatet vil således medvirke til en dårligere udskillelse af det materiale, der søges udskilt fra væsken.

Den foreliggende opfindelse angår et apparat til kemiskmekanisk rensning af en spildevæske, omfattende et koaguleringskammer, i hvilket materialer, der er opslæmmet i spildevæsken, der skal behandles, adsorberes på hydroxidfnug, der er dannede ved tilsætning af et koaguleringsmiddel og et alkali til spildevæsken, og et flotations- og separeringskammer, som er arrangeret omkring koaguleringskammeret på en sådan måde, at det omslutter dette, og i hvilket fnuggene, der kommer fra koaguleringskammeret, og på hvilke det opslæmmede materiale er adsorberet, derefter bringes til at flyde op og udskilles fra spildevæsken, hvilket apparat er ejendommeligt ved, at koaguleringskammeret er 5 143260 forsynet med et aksialt i bunden anbragt indløb for den med koaguleringsmiddel og hydroxidopblandet spildevæske, der skal renses, samt med mindst to aksialt beliggende koncentriske cyUndervægge, der er anbragt således, at de tvinger væsken til at strømme skiftevis opad og nedad gennem passager mellem de fra centrum og udad i radial retning efter hinanden følgende cylindriske vægge og til slut opad i en passage mellem den yderste cylindervæg og koaguleringskammerets indervæg til et ved toppen af denne væg anbragt ringformet afløb, at flotations- og separeringskammeret ved hjælp af radiale skillevægge er opdelt i et indløbskammer, et egentligt flotationskammer eventuelt med et eller flere foranliggende forbehandl inaskamre og et opsamlingskammer for flokkulatet, af hvilke radiale skillevægge den ene er fælles for indløbskammeret og opsamlingskammeret, hvorhos indløbskammeret, der står i strømningsforbindelse med det ringformede afløb, har sin anden radiale skillevæg udformet som en overløbstærskel, der danner indløb for væsken til det egentlige flotationskammer eventuelt igennem et eller flere forbehandlingskamre, og den anden skillevæg i opsamlingskammeret også er udformet som en overstrømningstærskel, der danner adgang for flokkulatet fra det egentlige flotationskairaner til udskillelseskammeret, der desuden i bunden er forsynet med et afløb for flokkulatet, hvorhos der i bunden af det egentlige flotationskammer umiddelbart før den radiale skillevæg, der grænser op til udtagningskamneret, findes et udtagelsesrør for den rensede væske.

I forhold til den hidtil kendte teknik til rensning af olieforurenet spildevæske har apparatet ifølge opfindelsen følgende fortrin: (a) da flotations- og separeringskammeret, der har et større rumfang end den traditionelle, separate koaguleringstank, er indbygget som en integreret og kompakt del af apparatet, bliver anlægsudgifterne for apparatet lavere end ved det traditionelle apparat, der indeholder koaguleringstanken som en separat tank; (b) for samme rumfang kan flotations- og separeringskammeret ifølge opfindelsen have mindre bredde end den i det traditionelle apparat; (c) i en traditionel flotations- og separeringstank, der er givet et stort volumen til forhindring af, at luftbobler, der er blevet adsorberet til et fnug, igen adskilles fra dette fnug, 143268 6 er der almindeligvis anbragt et antal strømfordelende plader på en sådan måde, at tankens bredde opdeles i forsøg på at opnå en jævnere strømning af spildevæsken, medens sådanne fordelingsplader er unødvendige ifølge opfindelsen, eftersom flotations- og separeringskammeret kan udformes med en forholdsvis lille bredde; (d) til opnåelse af effektiv kontakt mellem luftboblerne og fnuggene i flotations- og separeringstanken er det fordelagtigt om apparatet er mindre i bredden og større i højden, og indretningen af apparatet ifølge opfindelsen er fordelagtig i så henseende; (e) eftersom rumfanget af flotations- og separeringskammeret ifølge opfindelsen kan gøres større end rumfanget af koaguleringskammeret, er det muligt ved at arrangere disse kamre i serie at indsprøjte trykvandet i to trin.

På grund af disse fortrin bliver det muligt i forhold til det traditionelle apparat væsentligt at forøge separeringseffektiviteten i flotations- og separeringskammeret.

I forhold til det fra det tyske offentliggørelsesskrift nr. 2.016.414 kendte apparat er apparatet ifølge opfindelsen fordelagtig på følgende måde;

Apparatet ifølge opfindelsen har - som apparatet ifølge det tyske offentliggørelsesskrift - et centralt anbragt koaguleringskammer, hvori den overvejende væsketransport vil være radial, men der er ved kammerets udformning draget omsorg for, at denne radiale bevægelse vil være kombineret med en effektiv op- og nedadgående bevægelse, således at den tilbagelagte vejlængde vil være væsentligt længere end koaguleringskammerets umiddelbare radius, og således at koaguleringskammerets indre volumen udnyttes effektivt, hvilke aspekter begge vil fremme oliens adsorption til de frembragte fnug.

Apparatet ifølge opfindelsen har - som apparatet ifølge det tyske offentliggørelsesskrift - et flotations- og separeringskammer, der omgiver koaguleringskammeret som et ringkammer. I flotations- og separeringskammeret ifølge opfindelsen foregår væsketransporten imidlertid som en énvejs-strømning langs den ydre omkreds af koaguleringskammeret, hvor den i det tilsvarende ringkammer i apparatet ifølge det tyske offentliggørelsesskrift foregår som en radial strømning på hovedsagelig overfladen af 1432B8 7 væskeindholdet i ringkammeret. Den tilbagelagte vejlængde for væskestrømmen i flotations- og separeringskammeret ifølge opfindelsen bliver herved betydeligt meget længere, ligesom strømningen vil omfatte en effektiv væsketransport omfattende hele kammerets volumen. Begge disse aspekter ved flotations- og separeringskammerets udformning vil fremme muligheden for at opnå effektiv kontakt mellem luftboblerne og det materiale, der skal udskilles, og den længere tilbagelagte strømningsvejlængde vil endvidere give bedre mulighed for at det med luftbobler kombinerede materiale, som skal udskilles, når at flyde op til overfladen inden kammerets udløbsende.

I indledningsenden af flotations- og separeringskammeret ifølge opfindelsen er der endvidere ved bunden af kammeret tilvejebragt tilføringsmidler for trykvand med indhold af luft under tryk, hvilket ikke er tilfældet for apparatet ifølge det tyske offentliggørelsesskrift. Trykvandet fremmer væskens hovedstrømning samtidig med, at der frigøres luftbobler, der roligt stiger op mod overfladen under gode betingelser for kontaktningsmulig-hed med det materiale, der skal udskilles.

På grund af at flotations- og separeringskammeret i apparatet ifølge opfindelsen er anbragt langs den ydre omkreds af koaguleringskammeret, og væskestrømningen i flotations- og separeringskammeret tilvejebringes som en énvejs periferistrømning, er der mulighed for at gøre den tilbagelagte strømningsvejlængde tilstrækkelig lang til at opnå effektiv udskillelse, hvad enten der er tale om et apparat med stor eller lille behandlingskapacitet.

I det følgende vil en udførelsesform for opfindelsen blive beskrevet i forbindelse med tegningen, hvor: fig. 1 viser et strømningsskema for det traditionelle behandlingsapparat til behandling af olieforurenet spildevæske, og fig. 2-5 en udførelsesform for den foreliggende opfindelse, nemlig: fig. 2 et planbillede af apparatet ifølge opfindelsen; fig. 3 et lodret snit efter linien III-III i fig. 2; fig. 4 et lodret snit efter linien IV-IV i fig. 2, og fig. 5 et lodret delsnit efter linien V-V i fig. 2.

8 143268

Spildevæskerensningsapparatet ifølge opfindelsen omfatter i det væsentlige en cylindrisk tank 30, der har en tragtformet bund. Det indvendige af tanken 30 er opdelt i et centralt koaguleringskammer 31 og et ringformet flotations-separeringskammer 32, der omgiver det centrale koaguleringskammer med en cylindrisk skillevæg 33, som er anbragt i tanken koncentrisk i forhold til dennes akse.

I koaguleringskammeret 31 er der koncentrisk med tankens akse anbragt en cylinder TI med lille diameter og en cylinder T2 med en stor diameter, åbne i begge ender på en sådan måde, at den åbne øverste ende af cylinderen Ti med lille diameter er anbragt i en lavere højde end den øverste ende af cylinderen T2 med stor diameter, således at der dannes strømningskanaler i 31a, 31b, 31c i koaguleringskammeret,gennem hvilke spildevæsken successivt strømmer udad fra koaguleringskammerets centrale del. Et ringformet element T3, der har et l-formet tværsnit, er forbundet med den øverst e del af indervæggen i koaguleringskammeret 31, så at der dannes et vandsamlingstrug 34.

Et rør 35 strækker sig ind i tanken gennem tankens bundvæg med sin indre åbne ende 35a stikkende opad inde i koaguleringskammeret 31 fra bunden af cylinderen TI med lille diameter for tilførsel til dette koaguleringskammer af spildevæsken, som forud har været underkastet den primære behandling. Et koaguleringsmiddeltilførselsrør 36 og et alkalitilførselsrør 37 er forbundet til spildevæsketilførselsrøret 35, og et udtømningsrør 38 er forbundet til bunden af koaguleringskammeret 30 for udtømning af et bundfald fra dette koaguleringskammer.

Flotations- og separeringskammeret 32 er opdelt med radiale skillevægge Si, S2, S3 og S4 i fire underkamre, nemlig et fnugindføringskammer 32a, et trykvandsindsprøjtningskammer 32b, et flotations-separeringskammer 32c og et fnugopsamlingskammer 32d.

Som vist i fig. 4 er de øverste ender af skillevæggene S2 og S4 udført lavere end de øverste ender af skillevæggene Si og S3.

Et tilførselsrør 39 for hjælpekoaguleringsmidlet har sin ene ende forbundet med bunden af vandopsamlingstruget 34 og sin anden ende forbundet med den nederste del af fnugindførselskammeret 32a, og en fødeledning 40 for hjælpekoaguleringsmidlet fører fra en hjælpekoaguleringsmiddellagertank, der ikke er vist, og er forbundet til et mellempunkt på røret 39. Et rør 41 til 143268 9 tilførsel af trykvand, d.v.s. vand der under tryk indeholder luft, er forbundet med sin ene ende til en trykvandstank, der ikke er vist, og dens anden ende er gaffeldelt og forlænget ind i tryk-vandsindsprøjtningskammeret 32b. De gaffelgrenede ender af trykvandstilførsel srøret 41, der er anbragt inde i trykvandsindstprøjt-ningskammeret 32b er begge forsynede med en lige dyse 41a til at styre trykvandsstråleafgangen fra de respektive dyser skråt nedad, så at de støder imod hinanden.

Flotationskammeret 32c danner en relativ lang kanal, der strækker sig rundt langs en større del af omkredsen af koaguleringskammeret 31. Ved at anbringe flotations-separeringskammeret 32 langs den ydre omkreds af koaguleringskammeret 31 er det muligt at tilvejebringe en relativ lang strømningspassage, i hvilken væskestrømmen foregår som en énvejs-strømning (en periferistrømning) .

Et udtømningsrør 42 for det behandlede, rensede afdræ-ningsvand er anbragt i den bagerste del af passagen (i flotations-kammeret 32c), således at fnug, der er blevet udskilt, ikke igen blandes med afdræningsvandet, hvilket ville resultere i en nedsættelse af behandlingens effektivitet. Udtømningsrøret 42 kan specielt have sin munding anbragt ved kammerets bund i den bagerste del af flotationskammeret 32c.

Et fnug-udtømningsrør 43 er tilvejebragt i den nedre del af fnugopsamlingskammeret 32d, som er anbragt næst efter flotationskammeret 32c.

Det ifølge opfindelsen, som ovenfor beskrevet, udførte apparat virker på følgende måde: Først tilføres der til koaguleringskammeret 31 gennem tilførselsrøret 35 en spildevæske, der forud har været underkastet en primær behandling i olie-vand seperator. Gennem røret 36, 37 tilsættes samtidigt i dette tilfælde henholdsvis et koaguleringsmiddel, f.eks. en slam af alunkage,og en alkali, som f.eks. en slam af læsket kalk. I koaguleringskammeret 31 dannes aluminium-hydroxidfnug efter den foran anførte reaktionsformel.

Den lille mængde olie, der indeholdes i væsken, adsorberes derfor på fnuggene under væskens passage i den med pilene viste retning gennem kanalerne 31a, 31b og 31c. I dette tilfælde udtømmes de bundfældende stoffer fra udtømningsrøret 38. Spildvæsken, der således er blevet udsat for koaguleringsbehandlingen, ίο 143268 strømmer ind i vandopsamlingstruget 34 fra et antal hak T3a, der er udført i truget, og derfra ind i fnugindgangskammeret 32a. I denne periode blandes spildevæsken med hjælpekoaguleringsmidlet, der tilføres fra tilførselsledningen 40 for hjælpekoaguleringsmidlet gennem røret 39. Det er at anbefale at anvende en blander, f.eks. en blander af injektions- eller ejektionstypen, ved forbindelsen mellem rørledningen 40 og røret 39 for at frembringe en ensartet og hurtig blanding af hjælpekoaguleringsmidlet med spildevæsken. Aluminiumhydroxidfnuggene, der kommer ind i fnugindløb skammer et 32a, samles i større masser og strømmer ind i det tilstødende trykvandsindsprøjtningskammer 32b over den øverste ende af skillevæggen S2. I trykvandsindsprøjtningskammeret 32b bringes fnuggene i ensartet og nær kontakt med trykvandet, der afgives fra de lige dyser 41a skråt nedad på en sådan måde, at de støder imod hinanden. Fnuggene, hvorpå olien er adsorberet, og som på grund af hjælpekoaguleringsmidlets virkning danner store agglomerater, strømmer ind i flotationskammeret 32c under skillevæggen S3. Under passagen inde i flotationskammeret 32c i den med pilene i fig. 2 viste retning støder fnuggene imod og forbindes med fine luftbobler, frembragt af trykvandet,og flyder op på vandets overflade.

De flydende fnug bevæges derefter ind i fnugopsamlingskammeret 32d over den øverste ende af skillevæggen S4, som findes i afgangsenden af flotationskammeret 32c og tjener som en overløbstærskel,og separeres derved fra den rensede spildevæske.

Den rensede spildevæske udtømmes gennem afgangsrøret 42, medens de oliebærende fnug udtømmes gennem fnugudtømningsrøret 43.

Opfindelsen er ikke blot anvendelig til behandling af olieforurenede spildevæsker, som beskrevet heri, men også til behandling af spildevæsker fra pulpanlæg eller spildevæsker, der indeholder opslæmmede materialer.