NO170166B - Partikkelformig behandlingsmateriale og fremgangsmaate forkontrollert innfoering derav til en omgivelse inneholdendekondensert vann - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og anordning for rensing av vann.

Foreliggende oppfinnelse vedrorer en fremgangsmåte

og en anordning for rensing av vann for faste partikler. Par-

tiklene kan være av organisk opprinnelse eller rene mineraler,

såsom sand, leirer eller humus. Partiklene kan etter deres korn-stbrrelse klassifiseres på folgende måte: 1. Grovpartikler storre enn 0,02 cm. Den spesifikke overflate er liten, de retter seg etter de mekaniske lover og kan behandles ved hjelp av D'Arcy's lov. 2. Finkornpartikler, diameter mellom 0,02 cm og 2 * 10" ^ cm. Storrelsen av den spesifikke overflate gjor seg gjeldende med av-tagende korndiameter. Partiklene må derfor behandles både med mekaniske midler og kjemiske metoder. D'Arcy<f>s lov blir etterhvert utilstrekkelig. ;3- Kolloidalpartikler, diameter mellom 2 . 10" ^ 0g 10"<?> cm. ;Disse horer til gruppen leire, humus, kiselsyre og visse oksyder ;og geler. Den spesifikke overflate blir meget stor. De elektro-statiske overflatekrefter er her helt dominerende. ;4- Angstrompartikler, diameter mindre enn 10 -7'cm. Partiklene forekommer i råvannet i form av lost salt, syrer og baser, molekyler og ioner. En har derfor utelukkende med kjemiske reak-sjoner å gj6re.' ;Av ovenfor stående oppstilling av de fire korngrupper ser en at i gruppe 2 - finkronfraksjon - opptrer et skille med hensyn til arten av de krefter som opptrer mellom kornene og vannet. Er kornene tilstrekkelig grove, er det en ren mekanisk lov-messighet en står overfor (d'Arcy's lov). Blir kornstorrelsen tilstrekkelig liten, overtar de elektriske krefter den dominerende rolle. Denne overgang er ikke markert.. På en enkel måte kan en gjore seg opp en idé om hvilken partikkelstorrelse som danner skille i dominans. Erfaringen har vist at det blir vanskelig å få noen filtrering når kornstorrelsen i sanden blir mindre enn R = 0,02 - 0,025 cm« Skal en være sikker på at en partikkel passerer et slikt filter, må d,en ifolge fig. 1 ikke ha en storre diameter enn ;<P = 2r = 2R(^fl* - 1) 0,155 • 2R = 0,155.0,0225 = 0,0035an.

hvor r er partikkelens radius og R er den midlere radiusstorrelse for en partikkel som passerer gjennom et slikt filter.

Dersom denne partikkelstorrelse har så stor spesifikk overflate at de elektriske krefter på.partikkelens overflate, er aktive, vil den få et belegg av vann på. overflaten som er $ 0% av dens volum. Da blir grenseverdien ^0 for, partikkelens diameter med vannbelegg på overflaten: ■

Foreliggende oppfinnelse angår bare partikkelstorrelser som er mindre enn $&Q(0,003 cm) eller hvor de elektriske ladninger er de bestemmende krefter i samspillet mellom partiklene og vannmolekylene.

For vannrensing er det hovedsakelig, benyttet folgende tre metoder:

I Filtrering.

I vannrensingen er sandfilteret meget brukt. Det er en kopi av naturens måte å filtere vannet på. Dette kun-stige filter har sin begrensning, da det må være driftsøkonomisk tilfredsstillende. Mindre korn enn $ = 0,04 cm kan en derfor i praksis vanskelig bruke. Etter fig. 1 må en således vente at korn mindre enn

vil passere sandfilteret. Har råvannet stort innhold av finkorn- og kolloidalpartikler, blir sandfilteret alene utilstrekkelig, dersom en skal stille maksimumskrav til turbiditeten i filtratet.

II Koagulering.

Koagulering er en vanlig brukt metode til å fjerne finpartikler. Ved å tilsette råvannet egnede kjemikalier i et blandekammer og deretter sørge for en effektiv omrøring, vil flere partikler klebe seg sammen til større enheter for så å synke til bunns i et kammer med liten vannhastighet.

Va rins tr ømme ri i koaguleringsbassenget er som regel horisontal. I den senere tid har én imidlertid begynt å bygge dem med vertikal gjennomstrømning nedenfra og opp. Koagulerte partikler kommer derfor ikke til å falle helt til bunns i be-holderen. De blir liggende i en sone over bunnen, hvor vannhas-tigheten oppover og partiklenes synkehastighet i det stillestående vann blir like store. Når denne sone etterhvert blir mettet med partikler, vil den utgjøre et meget finkornet filter, et såkalt svevefilter.

Koaguleringsprosessen, slik den er kjent i vannrens-ningsteknikken, foregår vanligvis ved tilsetning av kjemikalier, såkalte koagulahter. Ionene fra kjemikaliene reduserer overflate-ladningeri på partiklene og. dermed deres potensial. Ved et redusert potensial attraherer partiklene og hoper seg sammen til et større legeme med mindre spesifikk overflate, derved synker de lettere i vannet og kan oppsamles og fjernes.

Man kan også oppnå koaguleringsvillige partikler ved egnet anvendelse av ultralyd som tilveiebringer stående bølger. Vannrenseren har som oppgave å finne frem til de egnede koagu-lanter i hvert enkelt tilfelle. På dette område finnes det ingen beregningsmetoder. En er henvist til å arbeide rent empirisk og prøves seg frem til et brukbart resultat, en arbeids-metode som er både omstendelig og kostbar.

Det er flere faktorer som kompliserer dette arbeid. For det første kan de partikler råvannet inneholder i kjemisk henseende være temmelig forskjellige. I enkleste tilfelle kan f.eks. partiklene bestå av en viss type leire som lett koagulerer. Tilsettes nå humus av en type som har vanskelig for å koagulere fordi den er langt mer stabil, vil humus-partiklene lagre seg på leirpartiklenes overflate og danne en beskyttende film som hindrer dem fra å koagulere. Proteiner virker på samme måte som humus. Det er vel neppe til å unngå at en vannkilde inneholder humus og/eller proteiner, i større eller mindre mengder.

Dessuten må når partiklenes ladning skal reduseres

på kjemisk vei, koagulantene være temmelig aktive, f.eks. Al-forbindelser eller Fe-forbindelser. Det er derfor på ingen måte ukjent at ladningen på de negative partikler skifter fortegn med den følge at koaguleringen stopper opp.

Dertil kommer at de kjemiske prosesser som koaguleringen medfører er avhengig av råvannets temperatur og dets surhetsgrad, altså dets pH-verdi.

Koagulering med kjemikalier er den eneste form for koagulering som i praksis brukes i vannrensing. Metoden er generelt temmelig komplisert fordi de mange aktuelle kryssende interesser ikke kan behandles på en beregnbar og tallmessig måte. Resultatet kan derfor bli tilfredsstillende, men også mer eller mindre ubrukbart. Her har selvsagt kravet til koagulatets renhet avgjørende betydning.

III Kiselgurfilter.

Det er nå forståelig at en innen vannrensingen har forsøkt å finne frem til mer rasjonelle metoder enn hva et sandfilter kombinert med koagulering fører til. Et skritt i denne retning er kiselgurfilteret. Kiselguren tilsettes vannstrømmen som et finkornet pulver. Kiselgurpartiklene samles så opp på et såkalt "septum" som består av et porøst materiale, f.eks. en filterduk. Etterhvert som kornene samles opp, bygges det opp et meget finkornet filter. Denrængde kiselgur som går med til dette formål benevnes "Pre-coat" og er forholdsvis liten. Filterkakens tykkelse er ca. 2mm. Når nå råvannet strømmer gjennom filteret og forurensningene holdes tilbake, tettes etterhvert filteret til med sterkt stigende falltap. For å minske denne ulempe tilsettes råvannet en kontinuerlig strøm av kiselgur, benevnt "Body feed". Ovenpå den primære filterkake bygges det derfor opp et nytt filter av partikler fra råvannet og i et forhold med omtrent halvparten av hvert slag. Kiselgur-mengden som går med til operasjonen "Body feed" er stor og sterkt avhengig av forurensningenes mengde.

Kiselgurfilteret gir et filtrat med forsvinnende turbiditet. Det uskadeliggjør også en del bakterier og virus. Dets egenskaper kan en beskrive i mekanisk vei ved å anvende d'Arcy's lov. Sammenlignet med koagulering er således prosessen lett kontrollerbar og derfor temmelig sikker. Men prosessen har også sine ulemper. For det første vil store forurensninger i råvannet føre til stort forbruk av kiselgur og dermed store driftsomkostninger. For det annet er filterkakens styrke liten. Uforsiktig kjøring kan føre til at den sprenges så råvannet går urensent igjennom.

De kjente metoder som en har til rådighet for å fjerne finpartikler fra vann er lite tilfredsstillende i teknisk eller økonomisk forstand: Koagulering med kjemikalier er ikke beregnbar og svikter helt når innholdet av proteiner og humus er tilstrekkelig stort. Dette er også tilfelle når en anordner koaguleringen ved et svevefilter.

Kiselgurfilteret er tilfredsstillende i teknisk forstand, men er kostbart i drift for større turbiditeter.

Det er hensikten med foreliggende oppfinnelse å for-bedre disse forhold. Under dette arbeide har en gjort bruk av visse iakttagelser innen jordbrukskjemien. I jordbruket har en også et interesseforhold mellom partikler og vann, men her er partikkelmengden stor i forhold til vannmengden. Dessuten må en være oppmerksom på at i jordbrukskjemien er formålet å ta vare på partiklene på en rasjonell måte. I vannrensing er formålet å fjerne dem, men en kan gå ut fra at det interesseforhold som er mellom de faste partikler på den ene side og vannmolekylene på den annen er i prinsippet den samme.

Det teoretiske grunnlag kan kort beskrives på

følgende måte:

En partikkels egenskaper er konsentrert i dens kjerne.

I fig. 2 er kjernen betegnet med k. Kjerneoverflaten trekker til seg ioner fra oppløsningsmidlet (vannet) slik at det oppstår et ionesjikt der med en bestemt ladning, positiv eller negativ. Er lagningen på kjerneoverflaten positiv, sier en at kjernen og dermed partikkelen selv er positiv.(Fig. 2a). I motsatt fall er partikkelen negativ (Fig. 2b).

Etter elektrostatikkens lover trekker nå kjernen til seg ioner fra oppløsningsmidlet med motsatt fortegn av kjernens. Disse ioner samles i et sjikt i avstanden s fra kjerneoverflaten,

s blir da sjiktavstanden slik som vist på fig. 2 for en positiv partikkel (2a) og en negativ partikkel (2b).

Ladningene i yttersjiktet og ladningene i innersjiktet sammen med kjernen kan sammenlignes med ladningene på en konden-sator med en viss kapasitet og et visst potensial. I den fysi-kalske kjemien uttrykkes dette potensial i formelen:

Her betyr da

P potensialet

ne" antallet n ladningsenheter e som er antatt negative, s sjiktavstanden

D dielektrisitetskonstanten for oppløsningsmidlet

r. partikkelens radius.

En ser av formel (1) at tar en for seg en bestemt partikkelstørrelse r i et foreliggende råvann karakterisert ved D, har en anledning til å øke eller minske potensialet P på to forskjellige måter:

a) En kan variere antallet ladningsenheter n.

b) En kan variere sjiktavstanden s.

Ved vanlig koagulering med kjemikalier benytter en

seg av å redusere ladningen ved å tilføre råvannet ioner med motsatt fortegn av hva partiklene har. Leire og humus er negative

partikler. Ladningen på disse kan da reduseres ved tilsetning av f.eks. positive Al-ioner eller positive Fe-ioner. En redusert ladning medforer et redusert potensial og dermed ustabile partikler som agglomererer når potensialet er redusert til en viss kritisk storrelse.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse, nemlig å frem-bringe en enklere og bedre vannrensingsmetode, oppnås ved at sjikt-tykkelsen av ioner som omgir partiklene reguleres ved hjelp av mekaniske midler, idet partikler med spesifikk vekt mindre enn vann under innvirkning av en hoyfrekvent vibrasjon blir hydratisert, slik at de sammen med hydratasjonsvannet danner et svevefilter, som renser vannet, og/eller at partikler med spesifikk vekt storre enn vann dehydratiseres ved hjelp av separering, f.eks. sentrifuge ring, slik at de blir ustabile og agglomererer, hvoretter de utskilles ved felling i stillestående vann.

Virkemåten og de enkelte trekk ved metoden skal i det folgende nærmere beskrives sammen med gjennomforte eksperimenter på basis av sement, som tydelig forklarer og beviser virkemåten. Dessuten er det fremstilt et eksempel på utforelsen av en slik anordning.

Potensialokning med mekaniske midler.

En oknihg av potensialet kan en etter formel (1) oppnå ved å oke antallet ladningsenheter. Ladningen på negative partikler kan bkes ved å forsterke innersjiktet med negative 0H-ioner fra vannmolekyler.

En oknihg i potensialet kan en også få til ved å bytte ionene 1 yttersjiktet med ioner, som har mindre.bindeevne. I det siste tilfelle oker en sjiktavstanden s. Begge disse metoder er lite realistiske i det foreliggende tilfelle, fordi forholdene er for kompliserte. I stedet skal en konsentrere seg om å oke sjiktavstanden og dermed potensialet ved rent mekaniske midler, idet en tenker seg partikkelens kjerne å være representert ved partikkelen selv, og sjiktavstanden s å være det samme som en vannhinne på partikkelens overflate. Skal derfor potensialet få sin maksimale verdi, må en finne frem til mekaniske metoder som gjor vannhinnen storst mulig i relasjon til partikkelens aktuelle ladning. Denne prosess benevnes hydratasjon.

Nå er det imidlertid uråd å studere hydratasjonens forlop i forbindelse med de partikler (leire) som normalt forekommer i vann med mekaniske midler. En har derfor sett seg om etter utveier og kommet til at dersom en i modellforsøk erstatter lerikornene med sement, lar det seg gjøre å komme frem til målbare dg reproduserbare resultater.

Sementkornenes størrelse ligger i området mellom finkorn- og kolloidal-fraksjonen i avsnitt I og således i vesent-lig grad under grenseverdien ^0 = 0,003 cm. Men sementen har også en annen egenskap som har avgjørende betydning her: Til å begynne med er en blanding av vann og sement en ren suspensjon, men etter kort tid innledes det en kjemisk reaksjon mellom de to komponentene i suspensjonen. Resultatet av reaksjonen blir et såkalt gel med en kornstruktur henimot Angstrøm-fraksjonen og med en betydelig fasthet. Med andre ord har en med en kolloidal kornstruktur å gjøre, blir en istand til å måle hydratasjonens resultat i en vanlig trykkprøvemaskin.

I en suspensjon av vann og sement kan en dele vannmengden i to komponenter. Den ene komponent går med til å hydra-tisere sementen, den andre kommer til å forbli som fritt vann. Den frie vannmengde er:

wc er her vannsementtallet og forholdet mellom volum vann og fast volum sement. wcQ representerer den vannmengde som går med til hydratasjonen. Størrelsen pw kommer derfor til å angi den frie vannmengde. På fig. 3 er disse forhold avbildet. Figuren viser sammensetningen av suspensjonen.

Størrelsen (2) gjelder så lenge wc wcQ. For

wc<w>co fåren i stedet for en fri vannmengde en fri. sementmengde som ikke blir underlagt hydratasjon fordi det er for lite vann tilstedet i suspensjonen. Den fri sementmengde er

Når så suspensjonen herdner, får den etterhvert en betydelig fasthet. Sementen sammen med hydratasjonsvannet representert ved wcQ blir til sementsten, mens det frie vann. (2) forblir som fritt vann i sementstenen eller den frie sement (3) forblir som ren sement i sementstenen. Semenstenens fasthet cT pkan uttrykkes ved Tallet m er en ren materialkonstant som karakteri-serer sementkornenes sammensetning og lagring. Det kan påvises at m må ligge i området

Grensetilfellet m = 3 representerer en ideell tilstand.

cT er fastheten for p,r = p„ = 0, d.v.s. når w„ = vr .

po rw c co Mellom m-tallet og vannsementtallet wcQ er det en sammenheng. Det er for omstendelig å utlede den her. Derfor gjengis den

For m= 3 blir wCQ = l/2. Fasthetskurvene (4) og (5) som funk-sjon av wc har alle den egenskap at de går gjennom punktet wc = 2,0 på wc~aksen. Fastheten forsvinner således i dette punkt. Verdien w = 2 er derfor et viktig skille. Så lenge en er interessert i et bæredyktig materiale, ma kravet wc = 2

være tilfredsstillet. Det vil si at de hydratiserte sementkorn må være lagret så tett i suspensjonen at kornene er i direkte kon-takt. Mister de kontakten med hverandre, forsvinner fastheten. Dette inntreffer for wc ^ 2. Det er dette tilfelle som har betydning i vannrensing. De hydratiserte korn befinner seg for-delt i det frie vann pw som selvstendige partikler.

En kan nå beregne sjiktavstanden s. For fullkommen hydratisering, wcQ = l/2 er vannvolumet halvparten .av partikkelens faste volum:

Dette gir: Den hydratiserte partikkel har en spesifikk vekt

For en leirpartikkel med w = 1,0 t/m^, ypj- <=> 2,55 t/rn^ blir

= 2,03 t/m^. Den synker således i vann.

På fig. 4 er funksjonen (4) ettervist eksperimentelt ved fasthetsprøver av vanlig standardsement. En ser av figuren at en er kommet temmelig nær den ideelle tilstand m = 3« En har nemlig oppnåss m = 3A3-

For å nå dette resultat er det ikke tilstrekkelig

med en moderat blanding. Blandingen må skje med en hurtiggående blander med et omdreiningstall på 1000 omdr./minutt eller mer. Det er da klart at blanding med ultralyd kan være aktuelt.

Under blanding og så lenge sementvellingen ikke er herdnet, må-andre partikler av samme størrelsesorden oppfører seg som sementpårtiklene. Under en intens aktivering blir partiklene hydratisert henimot det teoretisk optimale. Partiklene er da stabile og oppfører seg i væsken som om de var kompakte. Når sjiktavstanden har nådd sin maksimale verdi, har også potensialet et maksimum. I denne tilstand er de upåvirket av nabopartikler.

I en behoider kan de følge med vannstrømmen. I en høyde hvor likevekten inntrer (6 på fig. 5), vil de samles opp og etterhvert danne et stabilt filter. De hydratiserte partikler lagres tett inntil hverandre på lignende måte som kornene i et sandfilter, uten forstyrrende overflatekrefter.

På fig. 5 er det fremstilt'skjematisk en anordning for vannrensing etter ovenstående fremgangsmåte. Her føres det forurensede vann inn gjennom en kanal 1 til midten av en indre beholder 2, plassert i en ytre beholder 3» hvorved begge er åpne oventil. Ved enden av kanalen 1 er det plassert en vibrator 4, drevet av en motor 5- Under innvirkning av vibratoren 4 hydratiseres partiklene i vannet og samles til et svevefilter 6. Den overskytende del av dette filter føres etterhvert bort gjennom mellomrommet mellom beholderne 2 og 3> og ut gjennom et bunnløp 7.

Det rensede vann tas ut ved kanten 8 til en ytre beholder.

Potensialreduksjon med mekaniske midler.

Etter formel (1) kan en minske potensialet ved å redusere sjiktavstanden. Partikler med lite potensial er ømfintlige for koagulering. De er ustabile legemer som søker hen til en hviletilstand. Dette oppnås ved at flere små partikler koagulerer og kitter seg sammen til en større partikkel.

Den nye partikkel får en betydelig mindre spesifikk overflate og dermed sterkt reduserte overflatekrefter.

Den nødvendige potensialreduksjon kan oppnås på flere måter. Her skal en imidlertid benytte seg av en effekt som er kjent fra landbrukskjemien: En økende partikkelkonsentrasjon medfører et synkende potensial. Dette fenomen må da forklares ved Coulombs lov. Når partikkelkonsentrasjonen øker, trykkes yttersjiktet inn mot kjernen og sjiktavstanden reduseres.

Denne effekt er ikke ubetydelig. Frenundlich, Schmidt og Lindau angir i "Kolloidchem. Beiti." 36 (78) 1932 følgende tabell:

, En ser således at reduksjonen er temmelig kraftig. Effekten må derfor kunne utnyttes på en rasjonell måte.

I rent vann vil en turbiditet på inntil 2 mg/l ikke kunne oppfattes av det menneskelige øye. Er turbiditeten større enn 2 mg/l, begynner vannet å se grumset ut. I råvann for vann-forsyning forekommer turbiditeter fra nokså nær rent vann og opp til 40000 mg/l. I avløpsvann kan turbiditeten bli større.

En kan skaffe tilveie en partikkelkonsentrasjon ved

å tilsette råvannet kolloidale partikler. En slik fremgangsmåte er urasjonell både i teknisk og økonomisk henseende. I stedet kan en skaffe seg den nødvendige partikkelkonsentrasjon ved å separere råvannet og på denne måte dele vannstrømmen Q i to deler:

og ved hjelp av en sentrifuge konsentrere turbiditeten i vann-strømmen Qp, mens vannstrømmen Qr blir rent vann. Er turbiditeten T og en velger å konsentrere den n ganger, blir Konsentrasjonen av turbiditeten er imidlertid begrenset. De enkelte partikler må ikke komme for nær hverandre så de kitter seg sammen. De må således være oppblandet med en tilstrekkelig stor vannmengde. Betingelsen for at partiklene under enhver omstendighet holder seg svevende i vannstrømmen Q^, får en av fig. 4- ved vannsementtallet wc = 2. 51 rp = partiklenes spesifikke vekt eller

En reduksjon av sjiktavstanden er begrenset. En partikkel neddykket i vann vil alltid bli våt. En kan derfor bare bringe sjiktavstanden-ned mot et minimum. Denne minste tykkelse kan beregnes etter fig. 4' En ser nemlig her at en må opp i et vannsementtall wfi = 1/5 før en kan få noen fasthet i det hele tatt.

Minste sjikttykkelse er da gitt ved

I forhold til maksimalt potensial har en derfor en reduksjon.

En ser således at en ved mekaniske midler kan forandre partikkelpotensialet temmelig meget.

Ifølge det ovenstående har en to muligheter å velge mellom ved gjennomføring av fremgangsmåten, alt ettersom en velger en mekanisk innretning til å øke eller minske partiklenes sjiktavstand,eller disse muligheter kan kombineres.

Velger en separering med påfølgende reduksjon av sjiktavstanden og koagulering med utfelling, er det nødvendig at partiklenes spesifikke vekt er større.enn vannets spesifikke vekt. Er ikke det tilfelle, lar de seg hverken separere eller bunnfelle. Så lenge en har med partikler av mineralsk opprinnelse vil dette krav være tilfredsstillet. Men turbiditeten kan også omfatte partikler av organisk opprinnelse som kan være lettere enn vann. Slike partikler kan derfor ikke skilles ut ved separering og bunnfelling alene. En tilleggsprosess , f.eks. et kiselgurfilter, kan da bli nødvendig. En slik tilleggsanordning kombliserer og for-dyrer.

Velger en derimot hurtig vibrering med påfølgende økelse av sjiktavstanden, kan partikler som er letter enn vann oppsamles i svevefilteret. Det er derfor uhensiktsmessig å bruke separering når turbiditeten består av lette partikler av noen nevneverdig mengde.

Det er også uhensiktsmessig å velge partikkelkonsentrasjon med påfølgende separering og koagulering for ekstreme turbiditeter. For store turbiditeter blir Qp også stor med fare for at massen setter seg fast under sentrifugeringen. Er turbiditeten liten blir Q y også liten (8) med trang åpning i separa-toren.

Den konvensjonelle måte å fjerne kolloidale partikler på i vann er den såkalte "koaguleringsmetode" som går ut på at det tilsettes egnede kjemikalier som skal redusere partiklenes overflateladning og gjøre dem ømfintlige for agglomerasjon og bunnfelling. Metoden er forbundet med mange ulemper, da en for å finne de rette kjemikalier må prøve seg frem og prosessen dessuten er avhengig av temperatur og surhetsgrad.

En annen rensemetode består i benyttelse av kiselgur, men dette er en dyr fremgangsmåte, da det må tilsettes større mengder kiselgur og filteret som dannes av denne er meget ømfint-lig.

I stedet for tilsetning av kjemikalier eller kiselgur foreslår foreliggende oppfinnelse å utnytte de elektriske egenskaper som finnes i partiklene i forurensningene ved å regu-lere hydratasjonssjiktets avstand fra kjernen ved hjelp av mekaniske midler. Reguleringen kan foretas slik at man får to muligheter, hvor man enten utnytter maksimal eller minimal sjiktavstand. Man oppnår ifølge oppfinnelsen en parallellvirkning til de to foran nevnte metoder uten deres ulemper og på en enklere og billigere måte. Oppfinnelsen er belyst og bevist ved modellfor-søk utført med sementpartikler, hvorved man har fått målbare og reproduserbare resultater.

De to praktisk utnyttbare muligheter som fremkommer ved reguleringen av sjiktavstanden med mekaniske midler kan sammenfattet beskrives på følgende måte:

Maksimal sjiktavstand (s ^ )

I dette tilfelle binder overflatekreftene mest mulig vann til partiklenes overflate. Partiklene hydratiseres. Når sjiktavstanden har nådd sin maksimale verdi, er partiklene blitt stabile. De oppfører seg sammen med hydratasjonsvannet som ett sammenhengende legeme. I denne tilstand egner de seg til å bygge opp et svevefilter.

For at partiklene skal hydratiseres, må vannet til-føres energi i form av en vibrator av høy frekvens eller ultralyd. Hydratiseringen medfører en varmeutvikling. Varmeutviklingen er målbar for høye turbiditeter.

På fig. 5 er renseprinsippet med svevefilter vist skjematisk.

Minimal sjiktavstand (s . )

°1 min7

I dette tilfelle tilstreber en å gjøre vannhinnen på partikkeloverflaten så liten som mulig. Partiklene dehydratiseres. De blir derved ustabile og agglomererer når potensialet har nådd en redusert kritisk verdi. Når partiklene har kittet seg sammen, er den spesifikke overflate og dermed overflatekreftene blitt betydelig redusert. Partiklene kan da skilles ut ved felling i stillestående vann.

Dehydratisering av partiklene kan en oppnå ved partikkelkonsentrasjon. En partikkelkonsentrasjon får en ved at en i vannstrømmen bygger inn en sentrifuge som konsentrerer partiklene i en liten del av vannstrommen avpasset etter det aktuelle forhold i hvert enkelt tilfelle.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for rensing av vann for partikler, karakterisert ved at tykkelsen til det ionesjikt i vannet som omgir partiklene reguleres ved hjelp av mekaniske midler, idet partikler med spesifikk vekt mindre enn vann under innvirkning av hoyfrekvent vibrasjon blir hydratisert, slik at de sammen med hydratasjonsvannet danner et svevefilter, som renser vannet, og/eller at partikler med spesifikk vekt storre enn vann dehydratiseres ved hjelp av separering, f.eks. sentrifugering, slik at de blir ustabile og agglomererer, hvoretter de utskilles ved felling i stillestående vann.

2. Anordning for rensing av vann ifolge fremgangsmåten ifolge krav 1, karakterisert ved en indre (2) og en ytre (3) beholder, en innforingskanal (1) som er plasert i midten av beholderne og munner ut i den indre beholder (2), samt en vibrator (4) ved enden av innforingskanalen (1) og at det under innvirkning av vibratoren (4) dannes et svevefilter (6) ved den indre beholders åpning, hvorfra de overskytende forurensninger kan synke ned gjennom mellomrommet mellom de to beholdere (2 og 3) og fores bort gjennom et bunnlop (7) i den ytre beholder (3), samt at det rensede vann fores ut ved den ytre beholders ovre kant (8).