SE511555C2 - Vattenreningsanläggning - Google Patents

Description

70 75 20 25 30 35 511 555 göringsgas som utgöres av ozon före inträdet i blandningskam- marEn .

I en föredragen utföringsform av uppfinningen tillföres ren- som skall renas, med hjälp av en utgöres blandningskamaren av ett till vilkets övre del en tillför- selledning mynnande i blandningskammarens första inlopp tang- göringsgasen till vattnet, ejektor. Företrädesvis rotationssymmetriskt kärl, entiellt ansluter och blandningskamarens andra inlopp utgö- res av änden av ett rör, som sträcker sig axiellt in i bland- ningskamaren och är beläget i ett parti av blandnings- kammaren, vid vilket tvärsnittsarean mellan blandningskamma- rens innervägg och rörets yttervägg är nündre än i. bland- ningskamarens övre del. Vidare genomgår med fördel bland- ningskamaren nedströms om platsen för det andra inloppet en hastig tvärsnittsökning. I en speciellt föredragen variant av utföringsformen utgöres den syrerika gasen av cmon. Vidare utgöres kärlet av en tank och blandningskammarens.andra ut- lopp är via en ledning anslutet till tankens övre del och blandningskammarens utlopp mynnar antingen direkt eller via en utloppsledning i tankens bottenparti.

Uppfinningen skall nu närmare beskrivas med hänvisning till bifogade figurer, av vilka; fig. 1 visar schematiskt en första utföringsform av en vat- tenreningsanlággning enligt uppfinningen, fig. 2 visar i en delvis genomskuren sidovy en blandnings- kammare ingående i anläggningen enligt figur 1, fig. 3 visar en snittvy längs linjen III-III i figur 2, och fig. 4 visar schematiskt en andra utföringsfonn av en vat- tenreningsanlággning enligt uppfinningen.

Den i figur 1 schematiskt visade vattenreningsanlâggningen innefattar en blandningskammare 1 och en tank 10. En ledning G \ANSOKN94\9402920-4.do:, l999-06-l 0 70 75 20 25 30 35 511 555 t.ex. en sjö, vilkens vatten måste år ansluten till ett första inlopp till blandningskamaren 1. Ett andra inlopp till blandnings- kammaren är via en ledning 8 anslutet till tankens 10 övre del. Vidare är blandningskamarens utlopp via en ledning 11 anslutet till tankens 10 bottenparti och en uttagsledning 12 för rent vatten leder från tankens inre ut till en icke visad användarkrets. En ejektor 13 är placerad i en shuntledning 14 till rávattenledningen 7, vilken ejektor via en ledning 15 är ansluten till utloppet hos en ozongenerator 16. Ozongenera- torn försörjs via en ledning 17 med syre från en tank 18. 7 från en rávattenkälla, renas före användning, Den i figur 2 och 3 visade blandningskammaren 1 är företrä- desvis av den typ som beskrivs i den svenska patentansökan nr 9400999-0, vilken åstadkommer en mycket effektiv blandning av de medier som tillföres blandningskammaren. Således innefat- tar blandningskammaren 1 ett rör 2, vilket har en övre rör- formig del 3, en undre rörformig del 4, vilken har större diameter än delen 3 samt ett övergångsparti 5, En cylinderformad som förbinder den övre och undre delen. med varandra. inloppskammare 6 är ansluten till övre änden av' den övre i vilken kammare rávattenledningen 7 mynnar tang- Vidare rördelen 3, entiellt riktad, sträcker sig ena ànddelen av ledningen 8, centralt och axiellt igenom inlopps- Denna såsom tydligast framgàr av figur 3. vilken har mindre diameter än rördelen 3, kamaren 6 och ett stycke ner i den övre rördelen 3. änddel av ledningen 8 har i sin nedre ände ett utvidgat myn- ningsparti 9.

Vid en användning av blandningskamaren 1 för att syresätta vatten tillföres rávatten, i vilket ozon tillförts genom verkan av ejektorn 13, under tryck genom rávattenledningen 7.

Genom att vattnet strömmar in i inloppskammaren med en tang- entiell strömningsriktning komer vattnet att ges en rote- rande rörelse och strömma igenom rördelen 3 med en spiralfor- mig rörelse. När vattnet strömmar förbi det utvidgade partiet 9 minskar genomströmningsarean och vattnets strömningshastig- het ökar. Efter att partiet 9 har passerats ökar genomström- G.\ANSOKN94\9402920-4.doc, 1999-06-[0 70 15 20 25 30 35 511 555 ningsarean kraftigt, vilket leder till att ett lokalt lägre tryck uppkomer i omrâdet under ledningens 8 mynning i bland- ningskamaren. Det i tankens 10 övre del förekommande mediet kommer således att via ledningen 8 sugas in i rördelen 3.

I den undre rördelen 4 har det visat sig att en naturlig virvel S bildas. Med naturlig virvel avses en typ av virvlar med trombliknande strömning, som naturligt bildas i exempel- vis vattendrag> nedströms :mn strömningshinder, såsom stenar eller dylikt. trattliknande strömningskroppen S i figur 1.

I sådana virvlar strömmar mediet spiralformigt i en strömningskropp, såsom indikeras med I övergángspartiet 5 har det visat sig att en kraftigt turbu- lent strömning uppkomer i den centrala delen av detta parti samtidigt som vatten i ett tunt skikt' spiralfonnigt strömmar runt rörväggen. Det har också observerats att det är vatten från ytan av den bildade virveln S, som i det turbulenta området blandas med det från ledningen 8 tillförda mediet.

Vidare har det observerats att det i rördelen 4 utanför vir- veln spiralformigt strömande vattnet är klart, vilket tyder på att all gasinblandning slutföres i det turbulenta omrâdet och därmed inom en mycket begränsad del av blandningskammaren 1. Det har också visat sig att strömningsförloppet inte nämn- värt förändras vid variation av flödet hos det genom inlopps- ledningen 7 tillförda vattnet. Det har visat sig att det be- skrivna strömningsförloppet uppträder även vid stora varia- tioner av mottrycket, dvs. det lokala trycket hos det vatten, i vilket utloppsledningen från blandningskammaren mynnar. det att bland- i vilken utloppsledningen mynnar i botten av Närmare bestämt har visat sig vid en ningskammare 1, tanken 10, sätt oberoende av niväändringar hos vattnet i tanken. uppträder ovannämnda strömningsförlopp i stort Vidare har det visat sig att ovannämnda strömningsförlopp uppträder även när nædium under tryck tillföres genom led- ningen 8, vilket gör att denna typ av blandningskammare kan användas vid mycket skiftande driftsförhállanden.

G.\ANSOKN94\9402920~4 .dog l999-06- I 0 70 15 20 25 30 35 511 555 Blandningskammaren 1 kan med fördel kan användas för att tillföra ozon för syresättning av vatten. Genom att tillföra syre i form av ozon åstadkommes förutom reningen genom oxide- ring av förekommande järn- och manganföreningar att i vattnet förekommande bakterier dödas p.g.a. ozonets giftighet. Vidare gör den korta blandningszonen att ozonet, vilket är oerhört reaktivt, maximalt kan utnyttjas för detta ändamål. vändning av blandningskarnmaren 1 för inblandning av ozon kan ozonförbrukningen minskas kraftig jämfört med kända ozonin- blandningssystem med övertryck och statisk mixer. Eftersom något överskott av ozon inte behöver tillföras för att till- Vid an- försäkra önskad reningsgrad behöver stora kolfilter för att förstöra eventuellt förekommande överskottsozon inte användas till skillnad mot i de ozon- inblandningssystemen. Vid test av en anläggning enligt figur 1 har det visat sig att ozonhalten i vatten i utloppsled- ningen 11 från blandningskammaren var 0,1 ppm vid en ozonhalt av 4 ppm i det i blandningskammaren inströmrnande råvattnet.

Således har en stor del av ozonet redan förbrukats redan i blandningskammaren och således på en mycket kort tid, vilken vid testet var ca 3 sekunder. Ozonhalten i uttagsledningen 12 från tanken 10 vid en ozonhalt av 10 ppm i ràvattnet i led- ningen 7 har uppmätts till 0,01 ppm. Denna renhetsgrad kan jämföras med den tillåtna ozonhalten i dricksvatten, vilken är 0,1 ppm. t idi gare nämnda vid drift av anläggningen sugs således vatten från tankens 10 övre del in i blandningskamxnaren 1 genom ledningen 8. En àtercirkulation av en del av det från blandningskammaren in i tanken 10 strömmande vattnet sker således. Detta innebär att eventuell överskottsgas i vattnet, vilken efter inträdet i tanken kommer att ansamlas i tankens övre del, kommer att medfölja det genom ledningen 8 insugna vattnet till bland- ningskammaren och åter inblandas i råvattnet. Eventuella avgaser kommer därför att cirkulera i ett slutet kretslopp i anläggningen. Detta medger användning av en mindre effektiv typ av blandningskammare än den ovan beskrivna kammaren 1, GtWNSOKN9M9402920-4 doc, 1999-06- IO 70 15 20 25 30 35 511 555 exempelvis en kammare av konventionell ejektortyp, eftersmn eventuellt överskott av gas komer att återcirkuleras och då förbrukas.

En ytterligare fördel med den ovan beskrivna anordningen är att tanken 10 kan göras mycket liten p.g.a. den mycket effek- tiva blandningskammaren 1. Såsom tidigare nämnts innehåller det vatten son! lämnar' blandningskamaren 1 i. princip inte något ozon utan detta har helt förbrukats. Vid kända anlägg- ningar med ozoninblandning kräves en uppehállstid i en tank av 6-10 minuter för vatten, i vilket ozon inblandats, innan det levereras till en användarkrets. Vid den i figur 1 visade utföringsformen av uppfinningen kan man nöja sig med en mi- nuts uppehällstid i tanken 10 för det ur blandningskamaren 1 Med tanke pà att det vid prov har visat utloppsledningen 11 från blandnings- strömande vattnet. sig att ozonhalten i kammaren var 0,1 ppm år det t.o.m. möjligt att helt undvara tanken 10 genom att ansluta ledningarna 8 och 11 direkt till ledningen 12. Vid en sådan tillämpning utgöres således det i patentkravet 1 angivna kärlet av en till ledningarna 8,11 och 12 ansluten ledningsdel.

I figur 4 visas en andra utföringsform av en vattenreningsan- läggning enligt uppfinningen, i vilken uppfinningen tillämpas vid en hydrofor 19. De i denna anläggning ingående komponen- ter, som motsvarar i den i figurerna 1-3 visade anläggningen har givits sama hänvisningsbeteckningar med tillägg av ett primtecken.

Den i figur 4 visade utföringsformen skiljer sig från den i figurerna 1-3 visade utföringsformen främst genom att den till blandningskammarens 1' andra inlopp ledande ledningen 8' är ansluten till uttagsledningen 12' medan motsvarande led- ning i den i figur 1 visade anläggningen är ansluten till tankens 10 översta del. I hydroforens 19 övre del finns på sedvanligt sätt en avluftningsledning 20.

G:\ANSOKN94\9402920-4.doc_ 1999-06- I 0 70 75 20 511 555 Vid rävattenintag kommer således en del av det i hydroforen befintliga vattnet att ätercirkuleras genom blandningskama- ren 1' via ledningarna 12' och 8'. Även när rent vatten sam- tidigt uttages kommer en del av det genom uttagsledningen 12' strömmande vattnet att ätercirkuleras genom ledningen 8”.

Däremot sker ingen återcirkulation av vatten genom ledningen 8' vid uttag av rent vatten genom ledningen 12' när råvatten- tillförseln inte är 5. drift eftersom trycket i. blandnings- kammaren 1' då motsvarar trycket i hydroforen 19.

En rad modifieringar av de beskrivna utföringsformerna är naturligtvis möjliga inom ramen för uppfinningen. Exempelvis kan flera blandningskammare användas för att möjliggöra drift med varierande flöden. Vidare kan andra reningsgaser än ozon, t.ex. luft, användas och gastillförseln kan ske pä annat sätt än med ejektor. Uppfinningen skall därför endast begränsas av innehållet i bifogade patentkrav.

GNANSOKN 94\94029'20-4.d0c, 1999-06-10

Claims (7)

70 15 20 25 30 35 511 555 Patentkrav

1. Vattenreningsanläggning innefattande en blandningskammare (1;1':2l), ett utlopp, vilken har ett första och ett andra inlopp samt samt ett kärl (10;19;22) med en uttagsledning (12;12';28) för renat 'vatten, k ä n n e t e c k n a d av att blandningskammarens (1;1';2l) utlopp direkt eller via en ledning (l1;l1') mynnar i kärlet (10;l9;22), att blandnings- kammarens andra inlopp är beläget i en del av blandnings- kammaren, i 'vilken, ett lägre tryck än i kärlet råder 'vid och ingår i en átercirkulations- samt att blandnings- drift av blandningskammaren, krets för en del av vattnet i kärlet, kamarens första inlopp är anslutet till en ledning (7;7';26) för vatten, vilket skall renas och vilket har tillförts en rengöringsgas som utgöres av ozon före inträdet i blandnings- kammaren.

2. Anläggning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att rengöringsgasen tillföres vattnet, som skall renas, med hjälp av en ejektor (l3;l3';25).

3. Anläggning enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att blandningskamaren utgöres av ett rotationssymmetriskt kärl (1;1';21), till vilkets övre del (6) en tillförselled- ning (7) mynnande i blandningskammarens första inlopp tangen- tiellt ansluter.

4. Anläggning enligt krav 3, k å n n e t e c k n a d av att blandningskammarens (l;1';21) (8;8!;27). och att utloppet är beläget i ett parti av andra inlopp utgöres av änden av ett rör som sträcker sig axiellt in i bland- ningskammaren, blandningskammaren, vid vilket tvärsnittsarean mellan bland- ningskamarens innervägg och rörets yttervägg är mindre än i blandningskammarens övre del. G \ANSOKN94\9402920-4.doc, l999~06-l 0 70 75 20 25 30 35 511 555

5. Anläggning enligt 3 eller 4, k ä n n e t e c k n a d av att blandningskammaren (1;1';21) nedströms om platsen för det andra inloppet genomgår en hastig tvärsnittsökning.

6. Anläggning enligt något av föregående krav, k á n n e - t e c k n a d av att kärlet (10) utgöres av en tank och att blandningskammarens andra utlopp via en ledning (8) är slutet till tankens övre del. an-

7. Anläggning enligt krav 6, k á n n e t e c k n a d av att (l;l') (11;11') mynnar i kärlets utlopp antingen direkt eller via (10;19) botten- blandningskamarens en utloppsledning parti. G'\ANSOKN94\91102920-4.doc, 1999-06-10