NO128583B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for rensing av forurensere væsker ved hjelp av høyspente elektriske utladninger i væsken.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for rensing av samt bak-terie- og/eller virusavlivning i forurensete væsker.

Det er før kjent å rense og desinfisere

væsker ved hjelp av høyspente elektriske utladninger i væsken ved elektrolyse med en sølvelektrode. Denne metode er bare anvendbar ved måtelig forurensede vann, såsom drikkevann, og har en ytterst liten kapasitet, samt er dessuten meget dyr.

Det er også før kjent å avlive bakterier

ved hjelp av trykkbølger, eksempelvis ultralyd, eller statisk trykk. Denne fremgangsmåte er imidlertid beheftet med flere ulemper, som har medført at de ikke utnyttes i større skala, og i de tilfeller hvor de utnyttes har det vært forbundet med relativt høye omkostninger og innviklet apparatur. Avlivning ved hjelp av ultralyd forutsetter således lange behandlingstider for å få en noe så nær fullstendig avlivning, hvilket i sin tur har medført liten kapasitet.

Foreliggende oppfinnelse har til formål å overkomme disse ulemper og skaffe en metode som er anvendelig i såvel stor som liten skala for rensing samt sterilisering av forurensede væsker og kjennetegnes hovedsakelig ved at høyspent likestrøm til-føres en kondensator som utlades over elektroder nedsenket i væsken for å skaffe utladninger med høy momentaneffekt og kort varighet, idet antall utladninger velges slik at den totale tilførte energi er 0.05—5 kWh. pr. m<3> væske. Derved påvirkes forurensninger, eksempelvis organiske stoffer, slik at de ganske enkelt kan utf elles. Således er en viss rensing oppnådd ved behandling av sulfit-avlut. Selv om det ikke er fullt utforsket, antas, det at den ved elektriske utladninger tilveiebrakte sjokkvirkning utgjøres av et trykksjokk. Forsøksresultatene har også vist at oppløste gasser i væsken utskilles.

En lignende fremgangsmåte er tidligere kjent fra det sveitsiske patent nr. 201.629. Ifølge dette patent er formålet imidlertid å

forhindre dannelse av kjelsten i beholdere.

Fremgangsmåten utføres slik at veksel-strøm tilføres en transformator, i hvilken det skjer en opptransformering. Den opp-transformerte vekselstrøm likerettes deretter og brukes for oppladning av en kondensator. Parallelt med kondensatoren er koblet en bryteranordning og en primær-vikling til en transformator. Bryteranord-ningen påvirkes av et urverk, som bringer kondensatoren til å utlades med jevne mel-lomrom. Transformatorens sekundærvik-ling står i forbindelse med tilkoblinger i beholderens vegg. På grunn av transforma-torens induktans får det strømstøt som når tilkoblingene i beholderens vegg en'. betydelig varighet. Strømstøtet får dessuten så lav spenning på grunn av nedtransforme-ring i transformatoren at det ikke kan opp-stå noen lysbue.

I henhold til foreliggende oppfinnelse er det istedet tilsiktet å skape utladninger med meget kort varighet, eksempelvis av størrelsesordenen 2—200 mikrosekunder. Kondensatorkretsen bør for å muliggjøre så korte utladninger ikke inneholde noen induktans eller i hvert fall meget små så-danne. Det er videre i henhold til foreliggende oppfinnelse uhensiktsmessig å ned-transformere strømstøtet, idet hensikten snarere er å forsøke å få så høy spennning som mulig av størrelsesordenen minst 20.000 volt.

Fremgangsmåten kan anvendes i såvel åpne som lukkete kar samt under såvel kontinuerlig som diskontinuerlig strøm-ning av den væske som behandles. Rørled-ninger med kontinuerlig strømning betrak-tes som lukkete kar, hvis prosessen utføres i rørledningen i relativ stor avstand fra innløp respektive utløp. For nærværende begrenser isoleringsmulighetene en økono-misk konstruksjon av apparater over 60.000 volt. Prinsipielt er det en fordel å øke spenningen. Hvis isoleringsmulighetene for-bedres ved fremskritt innenfor dette om-råde, kan man regne med å oppnå bedre økonomiske utbytter ved anlegg med ennå høyere spenninger. Den energi som kreves synes å variere med spenningen, slik at man behøver å tilføre mindre energi jo høyere spenningen er. Dette beror på at trykk-sjokket blir betydelig mere markant ved høye spenninger. I visse tilfeller er det tilstrekkelig å tilføre 0.05 kWh pr. ma væske og det anses i de fleste tilfeller unødvendig å tilføre mere enn 5 kWh pr. m'<!>. Meget god sterilisering av kommunalt avløpsvann er oppnådd ved bruk av 0.1—1 kWh pr. m<:i>. Den nødvendige energi varierer med den grad av rensing som ønskes og med den mengde forurensninger som finnes i væsken.

Ved forsøk med sterilisering av kommunalt avløpsvann fra Grangarde kom-mune oppnåddes følgende resultat. Avløps-vannet ble i et lukket kar utsatt for 40 utladninger. I avløpsvannet fantes i begyn-nelsen 1.600.000 coliforme bakterier pr. liter. Etter hver 5. utladning ble det uttatt prøver som ved analyse viste at antallet bakterier s/mk. Etter avsluttet sterilisering (40 utladninger) hadde antallet sunket til 2.400 pr. liter. Utladningene hadde slik mo-mentan effekt og varighet at en tydelig sprangvis forløpende forbedring kunne iakttas etter at 0.01 kWh pr. m:! hadde vært tilført avløpsvannet, hvilken grenseverdi i dette fall motsvarte ca. 10 utladninger.

På vedføyde tegning beskrives noen hensiktsmessige utførelsesformer av apparater for utføring av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, samt eksempel på strømningsskjemaer hvor foreliggende fremgangsmåte utgjør en betydelig del av prosessen i sin helhet.

Fig. 1 viser et apparat for kontinuerlig

rensing og sterilisering i lukket kar.

Fig. 2 viser et strømningsskjema for bakteriavlivning og rensing av kommunalt avløpsvann. Fig. 3 viser et strømningsskjema ved bakterieavlivning og rensing av forurenset brønnvann eller lignende. Fig. 4 viser en modifikasjon av strøm-ningsskjemaet i henhold til fig. 3 ved rensing av meget forurenset drikkevann (eksempelvis dagvann) under tropiske for-hold. I anordningen i henhold til fig. 1 er innesluttet en sfærisk beholder 1 eller flere i serie som hensiktsmessig tilvirkes av iso-lerende material, eksempelvis myk plast, i hvis vegger to eller flere stillbare elektroder 4 og 5 er anordnet med en viss avstand mellom spissene i elektrodeholdere 8 og 9. De elektriske tilslutningsledningene er beteg-net 6 og 7. Den sfæriske beholderen 1 er forsynt med flensede inn- og uløpsrør, og tilslutning til en rørledning, eksempelvis for forurenset drikkevann, er antydet ved de strekpunkterte rør 2 og 3.

I fig. 2 vises et strømningsskjema over et anlegg for behandling av kommunalt av-løpsvann. Vannet kommer inn ved 21 til anlegget fra et eller annet forbrukersted. Vannet med forekommende grovere forurensninger underkastes først en desinte-grasjon ved 22 og ledes deretter over til et apparat i henhold til oppfinnelsen for elek-trosjokkbehandling ved 23. Derved fnokkes og utfelles faste substanser og salter, men om dette ikke skulle være fullstendig ut-ført skjer en kompletterende sjokkbehand-ling og felling ved 24. Fra beholderen 24 avledes dels renset vann, som eventuelt kan renses ytterligere i anordningene 25 og 26, og dels utfelte substanser, som ledes til en avvanningsanordning 27 og tørrpressings-anordning 28. Den fra anordningene 27 og 28 avgående væske tilbakeføres til fornyet behandling i det elektriske sjokkapparat 23. Anordningen 23 kan eksempelvis være av åpen type, idet man først fyller karet helt eller delvis, deretter tilfører den elektriske energi, og sluttelig tømmer karet. Flere apparater kan parallell-kobles, slik at det blir kontinuitet i væskestrømmen. Iblant er det hensiktsmessig å utføre en grov rensing før elektro-trykksjokkbehandlin-gen. De avskilte grove substansene kan i så fall gå gjennom tørrpressingsanordnin-gen 28.

I fig. 3 vises skjematisk hvordan brønn-vann bakterierenses. Brønnen 29 er forsynt med en pumpe 30, som pumper opp vann til en hydrofor 31. På veien dit pas-serer vannet en utladningsanordning 32, hvis utladningsfrekvens bestemmes av til-koblingsanordningen 33. Tilkoblingsanord-ningen trer i funksjon når pumpen 30 ar-beider. Fra utladningsanordningen ledes vann over til en klaringsbeholder 34. Ved tappestedet 35 uttas rent drikkevann.

I fig. 4 vises skjematisk en modifikasjon av anordningen i henhold til fig. 3. Denne anordning er spesielt anordnet for rensing av sterkt forurenset drikkevann, eksempelvis dagvann under tropiske for-hold. Henvisningsbetegnelsene er de samme som i fig. 3, et filter 36, som er anordnet etter utladningsanordningen 32 samt en kontrollutladningsanordning 32' for spesielt bakterieavlivning mellom filteret 36 og klaringsbeholderen 34. Hele anlegget kan hensiktsmessig bygges sammen med et dieselelektrisk aggregat og forsynes med kjøleanordning 37.

For å tydeliggjøre fremgangsmåten beskrives nedenfor et eksempel på oppfinnelsen.

Eksempel: Ved rensing av kommunalt avløpsvann med apparatet i henhold til fig. 1 strømmet den forurensete væske gjennom beholderen 1 forbi de faste elektrodene 4 og 5, som til-føres elektrisk energi, slik at utladning ble skaffet mellom elektrodene 4 og 5. Hver utladning forbrukte derved 0.000025 kWh og hver liter væske utsettes for 50 utladninger. Energibehovet var følgelig 1.25 kWh/m3. Høyspent likestrøm ble tilført ved oppladning av en kondensator. Vannet ble sterilisert fullstendig, hvilket for nærværende ikke kreves for de fleste formål. De ved utladningene fnokkete og utfelte substansene ble samlet i særskilte beholdere.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for rensing av forurensete væsker ved hjelp av høyspente elektriske utladninger i væsken, karakterisert ved at høyspent likestrøm tilføres en kondensator som utlades over elektroder nedsenket i væsken for å skaffe utladninger med høy momentaneffekt og kort varighet, idet antall utladninger velges slik at den totale tilførte energi er 0.05—5 kWh pr. m<8 >væske.