FI76061B - Foerfarande foer avlaegsning eller foerhindrande av igensaettning i bottenluftare vid vattenbehandling och avloppsvattenbehandling under driftbetingelsen. - Google Patents

Description

i 76061

Menetelmä tukkeutumien poistamiseksi tai estämiseksi pohja-ilmastimissa veden käsittelyssä ja jäteveden käsittelyssä käyttöolosuhteissa 5 Esillä oleva keksintö kohdistuu menetelmään tukkeu tumien poistamiseksi tai estämiseksi pohjailmastimissa veden käsittelyssä ja jäteveden käsittelyssä käyttöolosuhteissa .

Pöhjailmastimet, so. ilmastuslaitteet, jotka sijoi-10 tetaan lähelle ilmastusaltaan pohjaa, vaativat vähemmän energiaa ja niiden ilmansyöttökyky on parempi kuin ilmas-timet, jotka on sijoitettu ilmastusaltaan sivuille.

Käytettäessä ilmastusjärjestelmiä veden tai jäteveden käsittelylaitoksissa muodostuu saostumia ilmastimien huoko-15 siin lyhyemmän tai pitemmän ajan kuluessa. Yleensä nämä saostumat muodostuvat pääasiassa kalsiumkarbonaatista ja/tai rautafosfaatista ja/tai orgaanisista aineista. Se kuinka pian nämä saostumat aiheuttavat ilmastimien tukkeutumisen, ei riipu pelkästään siitä materiaalista, josta il-20 mastimet on valmistettu (esimerkiksi eri muovit, kuten poly-etyleeni, polypropyleeni ja polystyreeni tai keraamiset sintratut materiaalit) eikä ilman läpäisykyvystä, vaan pääasiassa käsiteltävän veden koostumuksesta. Saostumat vaikuttavat haitallisesti ilmastimien hapensyöttökykyyn ja 25 aiheuttavat energiakulutuksen kasvua. Saostumia esiintyy sekä niin sanotuissa levyilmastimissa (suodatinkuvuissa) että putki-ilmastimissa.

Eräässä pohjailmastimien puhdistusmenetelmässä ilmastusallas tyhjennetään, ilmastimet irrotetaan, imeytetään 30 ja pestään (pääasiassa suolahaposta muodostuvassa happo-kylvyssä ja asennetaan uudestaan ja allas otetaan uudestaan käyttöön. Koska ilmastusaltaisiin voi sisältyä jopa tuhat tai useampiakin levyilmastimia, on tämä menettely erittäin työläs ja aikaa vaativa. Lisäksi selkeytyslaitos-35 ten toiminta häiriintyy tai jäteveden on sallittava jopa 2 76061 ohittaa selkeytyslaitos. Määrätyissä laitoksissa täytyy tämä puhdistus suorittaa useita kertoja vuodessa.

Käytetään myös käännettäviä ilmastusjärjestelmiä, jotka voidaan kääntämällä poistaa ilmastusaltaasta puhdis-5 tustarkoituksia varten, mutta tällaiset järjestelmät ovat kalliita tarvittavien nivelliitosten vuoksi.

Käytetään myös menetelmiä, joissa puhdistus suoritetaan ilmastimien ollessa paikoillaan käyttäen esimerkiksi klooria tai kloorivetyä, katso esimerkiksi "Maintaining 10 Open Diffuser Plates With Chlorine", Water Works & Sewerage, September 1942, sivut 380-382, W.M. Franklin, "Purging Diffuser Plates With Chlorine", Water Works & Sewerage,

June 1939, sivut 232-233, Manual of Practice No 5", Federation of Sewage and Industrial Wastes Associations, 15 Champaign, Illinois, 1952, sivut 60-61, US-patentti 2 686 138 ja EP-patentti 49 154. Näille menetelmille on tunnusomaista, että voimakkaiden happojen ja hapettavien aineiden käyttö, mikä käytännössä aiheuttaa vaikeita hankaluuksia, esimerkiksi 20 - putkien ja ilmastimien korroosiota, - erittäin vaarallisten kaasujen käsittely paineastioihin varastoituina on vaarallista ja häiriöt annostelu-laitteiden käytössä voivat olla vaarallisia, - vaara, että veden biologinen puhdistus häiriintyy 25 tai että bakteerikanta tuhoutuu, - korroosion vuoksi ja turvallisuussyistä laitteisto on kallis.

Esillä olevan keksinnön mukaisessa menetelmässä edellä mainitut epäkohdat on eliminoitu.

30 Esillä oleva keksintö kohdistuu menetelmään tukkeu tumien poistamiseksi tai estämiseksi pohjailmastimissa veden käsittelyssä tai jäteveden käsittelyssä käyttöolosuhteissa poistamatta ilmastimia käytöstä, jolloin ilmasti-miin syötettävään ilmaan tai happeen lisätään juoksevaa 35 ainetta. Menetelmälle on tunnusomaista, että juoksevana aineena käytetään muurahaishappoa.

Il 3 76061

Muurahaishappoa syötetään edullisesti kaasuna tai höyrynä, mutta se voidaan lisätä myös suihkeena.

Edellä mainittuihin mineraalihappoihin verrattuina orgaaniset hapot ovat heikompia. Kuitenkin jopa pieni muu-5 rahaishappomäärä on riittävän voimakas esimerkiksi Ca- ja Fe-saostumien aiheuttamien tukkeutumien liuottamiseksi ja limanmuodostuksen estämiseksi käyttöolosuhteissa. Muurahaishappo on lisäksi riittävän haihtuva ruiskutettavaksi putkistoon, jossa ilmastimiin syötettävä ilma tai happi 10 kuljetetaan.

Oleellinen vaatimus on, että puhdistuskemikaali ei aiheuta jakeluverkon tai ilmastimien korroosiota. Altaan yläpuolella oleva ilmanjakeluverkko on tavallisesti valmistettu kromilla ja nikkelillä seostetusta teräksestä. Mää-15 rätyissä tapauksissa käytetään galvanoituja putkia. Seu-raavassa taulukossa on vertailtu muurahaishapon ja suolahapon vaikutuksia teräkseen, joka sisältää 18 % kromia ja 9 % nikkeliä (arvot on otettu julkaisusta "Korrosionsta-beller för rostfria stäl, Jernkontoret, Tukholma, D116, 20 Tukholma 1979, Carlson press offsetstryckeri AB, sivut 20, 45, 46 ja 58).

Pitoisuus Lämpötila Korroosiovaikutus %__HCOOH_HC1

0,1 20-50 - 1, P

25 0,5 70 0 1, P

0,5 50 - 2 1 40-50 0 2 5 20 0 2 10 20 02 30 25 20 0 2 50 20 02 4 76061 0 = korroosionopeus 0,1 mm/vuosi, materiaali on korroosiota kestävä; 1= korroosionopeus 0,1-1,0 mm/vuosi, materiaali ei ole korroosiota kestävä, mutta sitä voidaan käyttää määrätyissä tapauksissa; 2 = korroosionopeus 5 1,0 mm/vuosi; P = pistekorroosio on mahdollinen.

Tiedetään, että suolahappo liuottaa voimakkaasti sinkkiä. Muurahaishapon vaikutuksen määrittämiseksi vaikutus galvanoituun teräslevyyn (160 g/m^) tutkittiin. Testissä levyihin kohdistettiin kyllästetyn muurahais-10 happohöyryn vaikutus. Syöpyminen suoraan sinkin lävitse havaittiin 400 tunnin kuluttua.Yleisten kuumagalvanoin- tistandardien mukaan sinkkikerroksen paksuus 1-10 mm put- 2 keila on 420 g/m . Testin mukaan tällainen kerros olisi syöpynyt suoraan lävitse noin 1000 tunnin kuluttua.

15 Jaksottaisessa puhdistuksessa (katso esimerkkejä) vuotuinen puhdistusaika on lyhyempi kuin 10 tuntia eivätkä olosuhteet ole niin vaikeita kuin testiolosuhteet. Täten muurahaishappo on vaaraton myös galvanoiduille putkille .

20 Verrattuina niihin vaaroihin, joita liittyy ke mikaalien varastointiin ja annostukseen tunnetuissa menetelmissä ja niissä käytettyihin monimutkaisiin laitteistoihin, muurahaishapon käyttö on helppoa ja yksinkertaista. Annostuslaite voi olla tavanomainen kemikaalien an-25 nostuspumppu, joka on varustettu suuttimella, jonka avulla muurahaishappoa ruiskutetaan ilman joukkoon. Muurahaishappoa voidaan imeä suoraan kuljetussäiliöstä, esimerkiksi muovikannusta, jolloin kemikaalin käsittely rajoittuu mahdollisimman vähiin. Jos säädettävää annospumppua käy-30 tetään, virtausmittarin käyttö on tarpeetonta.

Pumppuna voidaan käyttää suuripaineista maaliruis-kua. Syöttöputkella varustettu pumppu voi myös tulla kyseeseen. Muurahaishappoa annostellaan kuitenkin edullisesti pumpun ja kaasuttimen avulla, esimerkiksi ylivuoto-, 35 uimuri- tai suihkutuskaasuttimen avulla, kaasuun. Tällöin

II

5 76061 taataan se, ettei kaasuuntumattomia muurahaishappohöyryjä erotu kaasunjakeluverkossa, vaan muurahaishappohöyryt jakautuvat tasaisesti yksittäisiin ilmastuslaitteisiin. Voidaan myös käyttää tällaisten annostuslaitteiden yhdistel-5 miä.

Muurahaishappoa voidaan lisätä kaasunsyöttöputkeen, edullisesti paineilmaputkeen, ennen kompressoria tai sen jälkeen. Kemikaali voidaan esimerkiksi syöttää pääkaasun-jakeluputkeen tai yksittäisten ilmaistusalueiden syöttö-10 putkijärjestelmään.

Muurahaishappo on osoittautunut erittäin käyttökelpoiseksi, koska se on biologisesti hajaantuvaa ja myrkytön ekologiselle yhteisölle orgaanisissa kerrostumissa jäteveden käsittelylaitoksissa. Muurahaishappo laimennettuna 15 suurella määrällä vettä toimii aerobisten bakteerien substraattina. Käytetty muurahaishappo on tavallisesti 50-80 %:sta muurahaishappoa. Edullinen on 85-prosenttinen teknillinen muurahaishappo, koska se on halpa kaupallinen tuote ja koska sen vesipitoisuus pieni.

20 Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän avulla voidaan huomattavat saostumat ilmastimissa liuottaa jo muutaman tunnin käsittelyn jälkeen niin, että painehäviöt ilmastimissa laskevat lähes uusien ilmastimien tasolle. Kemikaaleja voidaan kuitenkin annostella myös jatkuvasti pieni-25 nä määrinä, jolloin huokosten tukkeutumiset voidaan tehokkaasti estää. Sopivat annostusmäärät voidaan helposti löytää kokeiden avulla.

Koska heikosti puskuroidussa vedessä, esimerkiksi pehmeässä vedessä, käsiteltävän veden pH-arvo voi muuttua 30 liian paljon lisättäessä suuria määriä happoja, lisätään näissä tapauksissa edullisesti purkuroivaa ainetta, kuten natriumbikarbonaattia ilmastusaltaaseen. Normaaleissa olosuhteissa tämä on kuitenkin tarpeetonta.

Keksintöä esitellään tarkemmin seuraavassa oheisiin 35 kuvioihin viitaten.

6 76061

Kuvio 1 esittää koejärjestelyä testattaessa jatkuvatoimista, tukkeutumatonta laitosta suurimittakaavaisessa asennuksessa.

Kuvio 2 esittää paineen muodostumista manomet-5 rillä kuvion 1 mukaan käytettäessä ilmastusta kolmella erilaisella puhallusteholla ja mitattuna baareissa yhden vuoden aikana.

Esimerkki 1

Suoritettiin kokeita jäteveden käsittelylaitokses-10 sa, joka oli tarkoitettu 70 000 asukasta varten. Jätevesi kerääntyi pääasiassa suurehkosta teurastamosta ja tehtaasta, joka valmisti eläinrehua; lisäksi noin 5000 asukasta oli liitetty kunnalliseen jätevesiverkkoon.

Tutkitut ilmastustankit olivat samalla tavalla 15 varustetut Nokian levyilmastimilla, tyyppi HKL-215 ja numeeriset jakautumiset molemmissa vaiheissa olivat seuraavat: 1568 ilmastinta ilmastustankkia kohti, 1. vaihe, 528 ilmastinta ilmastustankkia kohti, 2. vaihe.

Noin kahden vuoden käytön jälkeen kaikki ilmas-2o timet oli täytynyt korvata jo kahdesti. Verrattain tarkat analyysit osoittivat, että levyissä esiintyi paakkuuntu-mia ei vain vedelle alttiilla pinnoilla vaan myös niiden huokosissa.

Lika muodostui pääasiassa kalsiumkarbonaatista.

25 Tukkeutuminen ensimmäisessä vaiheessa oli yleensä voimakkaampaa kuin toisessa vaiheessa.

Koejärjestys on esitetty kuviossa 1. Paineilmaputkis-to puhaltimesta ilmastustankkiin muodostuu sinkkipäällys-teisestä teräksestä, ilmastustankki itse on V4A terästä.

30 Ilman jakeluverkot tankin pohjalla on valmistettu PVC-muovista, läpimitta 120 mm.

Muurahaishappoa syötetään V4A-putkistoon kahden annostelupumpun avulla, Qmax = 18 1/h. Hapon pääsyn estämiseksi takaisin puhaltimeen, ruiskutetaan happo suutti-35 men kautta pystysuoraan putkiosaan, joka johtaa alaspäin tankin pohjalle.

7 76061

Kuvio 2 esittää paineen kehittymisen ilmaistuna baareina mittausaikavälillä puhaltimissa 1, 1+2 ja 1+2+3. Tarkastelun helpottamiseksi erotettiin kolme faasia: faasi I esittää olosuhteita välittömästi ennen viimeis-5 tä ilmastimien vaihtoa. Puhallinta 3 ei kuitenkaan voitu pitää käynnistettynä, koska sen ilma olisi poistunut ylipaineventtiilin kautta. Faasin 2 alkaessa, 2. päivä joulukuuta, laitos käynnistettiin uudestaan puhdistettujen vaihtolevyjen kanssa. Kolmen kuukauden käytön aikana li-10 säämättä muurahaishappoa oli jälleen havaittavissa selvä paineenkasvu. Maaliskuun toisena päivänä lisättiin 85-pro-senttista muurahaishappoa paineilmaan, minkä onnistuneena tuloksena faasin III aikana paine laski lähes uuden-arvoisten ilmastimien lukemiin.

15 Määritettäessä hapon annostus on tehtävä ero ensim mäisen ja toisen faasin välillä. Useiden esikokeiden jälkeen, joissa lisättiin jopa huomattavan suuria ylimääriä happoa paineilmaan, voidaan suositella seuraavia standardiarvoja: 20 1. vaihe q = 0,8 ml. 2. vaihe q = 0,9 ml.

jolloin q vastaa päivittäistä annosta happoa levyä kohti. Hapon annostus suoritetaan edullisesti kerran tai kahdesti viikossa, koska pitkäaikaisen vaikutuksen vuoksi voidaan odottaa,että seuraavien kahden vuorokauden aika-25 na ei tapahdu paakkuuntumista tai karstan muodostumista. Neljännestunti riittää annostuksen suorittamiseen. Siinä tapauksessa, että seuraavien kahden tai kolmen kuukauden aikana ei havaita paineen kasvua tätä annosmäärää käytettäessä, kulloistakin happomäärää q voidaan pienentää 30 noin 30 %.

Tutkitussa jäteveden käsittelylaitoksessa teknillisen muurahaishapon (35-prosenttista) vuotuinen tarve oli noin 680 litraa. Verrattuna muuten suuriin sähkövirran kus-35 tannuksiin, suurimittaiseen puhdistustyöhön ja ilmastus- 8 76061 tankin keskeytyksen ja toiminnan uudelleen aloittamisen aiheuttamiin kustannuksiin, on tämä kustannuserä merkityksetön. On todettu, että menetelmällä ei ole mitään vaikutusta biologiseen prosessiin eikä se syövytä putkis-5 toa tai ilmastinta ja sen aiheuttama ympäristökuormitus on siedettävä.

Esimerkki 2

Turun kaupungin (Suomi) jäteveden käsittelylaitos käsittää viisi ilmastusallasta, joissa levyilmastimien 10 kokonaismäärä on 5250.

Ferrosulfaattia lisättiin aktivoituun lietteeseen fosforin poistamiseksi. Kahden ja puolen vuoden käytön jälkeen ilmastimien vastapaine oli kasvanut 6 kPa ferrosulfaatin ja sähkökatkojen johdosta. Yhden altaan 15 ilmastimet puhdistettiin kerrallaan syöttämällä muurahaishappoa suuttimen lävitse, joka oli yhdistetty muhvi-liitoksen avulla alaspäin johtavaan putkeen. Suuripaineis-ta maaliruiskua käytettiin pumppuna. Annos oli 0,4 kg/il-mastin, so. noin 2100 litraa 85-prosenttista teknillis-20 tä muurahaishappoa kahden tunnin aikana. Puhdistuksen tuloksena ilmastimien vastapaine aleni 6 kPa, so. alkuarvoon. Vastapaineen alenemisen vuoksi laitoksen energiakulutus aleni arvosta 7450 kwh/d arvoon 6550 kwh/d. Puhdistus muurahaishapolla ei vaikuttanut biolo-25 giseen toimintaan millään tavalla, mikä voidaan osoittaa puhdistuspäivänä tehdyn keskimääräisen näytteen analyysi-tulosten avulla:

Suspend.

pH COD BOD-, aineita Kokonais- 30 _____(mg09/l) (mgOp/JL) (mg/1)_ P (mg/1)

Syöttö laitokseen 7,5 76 193 345 9,3

Syöttö ilmastukseen 7,5 46 103 132 3,4

Poisto jälki- selvityksestä 7,5 12 19 9 0,3 35 Nämä arvot vastaavat jäteveden käsittelylaitoksen normaaleja toiminta-arvoja.

9 76061

Esimerkki 3

Muurahaishapon vaikutus limanmuodostukseen testattiin Toronto'n Lakeview'in jäteveden käsittelylaitoksessa. Kaksi Nokian Nopol HKP-600 ilmastinta asennettiin 5 putkiin, joiden yksittäinen halkaisija oli 1,9 cm ja sijoitettiin ilmastustankkiin. Ilman syöttöä jokaiseen ilmas-timeen valvottiin ja säädettiin viikoittaisin välein. Ilmastimet vedettiin sekoitetun nestetason yläpuolelle ja tutkittiin. Toinen putki-ilmastin toimi vertailuna.

10 Toiseen putkidiffuusoriin syötettiin 30 g HCOOHrta viikossa. Päätulokset olivat seuraavat: - vertailuilmastin likaantui nopeasti; limapäällyste, jonka paksuus oli suurempi kuin 1 cm, kasvoi tälle il-mastimelle 3-4 viikon aikana; 15 - testi-ilmastin likaantui myös testijakson alussa.

Kuitenkin annosteltaessa 30 g muurahaishappoa viikossa injektoituna ilmastimen ilmavirtaan 1/2 tunnin aikana tämän ilmastimen biolikaantuminen pieneni huomattavasti.