PL122720B1 - Apparatus for concentration of low content of volatile matters and high salt content, especially liquid industrial wastes - Google Patents

Apparatus for concentration of low content of volatile matters and high salt content, especially liquid industrial wastes Download PDF

Info

Publication number
PL122720B1
PL122720B1 PL1978203916A PL20391678A PL122720B1 PL 122720 B1 PL122720 B1 PL 122720B1 PL 1978203916 A PL1978203916 A PL 1978203916A PL 20391678 A PL20391678 A PL 20391678A PL 122720 B1 PL122720 B1 PL 122720B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
water
concentration
pool
sewage
evaporation
Prior art date
Application number
PL1978203916A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL203916A1 (en
Inventor
Otto Toth
Stefan Marton
Janos Latorczai
Gyula Vaci
Original Assignee
Borsodi Vegyi Komb
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Borsodi Vegyi Komb filed Critical Borsodi Vegyi Komb
Publication of PL203916A1 publication Critical patent/PL203916A1/en
Publication of PL122720B1 publication Critical patent/PL122720B1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • B01D1/16Evaporating by spraying
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/23Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/234Surface aerating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/048Purification of waste water by evaporation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/14Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation using solar energy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/12Activated sludge processes
    • C02F3/24Activated sludge processes using free-fall aeration or spraying
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20Controlling water pollution; Waste water treatment
    • Y02A20/208Off-grid powered water treatment
    • Y02A20/212Solar-powered wastewater sewage treatment, e.g. spray evaporation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/33Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using wind energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/37Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do zatezania wód o malej zawartosci substancji lotnych i o wyso¬ kiej zawartosci soli, zwlaszcza scieków przemyslowych. Urzadzenie to ma duze znaczenie dla ochrony srodo¬ wiska i mozna je stosowac zarówno do zatezania scieków, jak tez do otrzymywania soli. Pozwala ono takze zlagodzic warunki klimatyczne na obszarach pustynnych.Mozliwosci odprowadzania scieków przemyslowych o wysokiej zawartosci soli sa bardzo ograniczone. Roz¬ maite scieki, zawierajace rózne sole metali i substancje nielotne, nie moga byc bez oczyszczania ani wprowadzane do sieci sciekowej ani zuzytkowane do nawadniania obszarów rolniczych.Wedlug jednej z najczesciej stosowanych metod ochrony srodowiska przed zanieczyszczeniem powstale scieki odparowuje sie lub zateza. Odparowywanie przez doprowadzanie ciepla jest najbardziej wskazana metoda odparowania. Jednak takie rozwiazanie jest stosunkowo ekonomiczne przy zatezaniu niewielkiej ilosci scieków, natomiast przy wiekszej ilosci scieków wklad energii niezbednej do odparowania powoduje znaczny wzrost kosztów.Odparowywanie na otwartych powierzchniach wprawdzie nie wymaga zadnego nakladu energii z zewnatrz, jednak proces odparowywania przebiega z niekorzystna wydajnoscia na skutek powstawania warstwy dyfuzyjnej miedzy stacjonarna powierzchnia wody i powietrzem, przy czym na skutek malej szybkosci parowania, wydaj¬ nosc procesu mozna zwiekszyc tylko przez zwiekszenie powierzchni cieczy. Zastosowanie tej metody pozbawia upraw stosunkowo duze obszary rolne, a równoczesnie naklady inwestycyjne sa bardzo wysokie. Dalsze zmniej¬ szenie wydajnosci odparowania powoduje spadajacy na powierzchnie cieczy osad.Szybkosc naturalnego parowania mozna zwiekszyc przez zastosowanie czarnej powierzchni betonowej, przez koncentracje energii slonecznej i przekazywanie jej sciekom. Wedlug tej metody, aby odparowac w ciagu 1-go przecietnego dnia letniego 18 m3 scieków zasolonych potrzebna jest betonowa powierzchnia o wielkosci okolo 32 hektarów. Te metode mozna stosowac tylko w lecie, przy czym aby przyjac doplywajace w sposób ciagly scieki, konieczny jest zbiornik wyrównawczy o pojemnosci 400 000 m3.2 122 720 Przy zastosowaniu znanych rozwiazan nie mozna bylo dotychczas przeprowadzic procesu odparowywania scieków w sposób ekonomiczny.Celem wynalazku bylo opracowanie urzadzenia, za pomoca którego mozna by odparowywac w sposób ekonomiczny duze ilosci sciezków zawierajacych sole, a naklad energii, porównywany z zapotrzebowaniem energii przy odparowywaniu przez dostarczanie ciepla, bylby tak znikomy, ze mozna go pominac.Wynalazek polega na stwierdzeniu, ze naturalne parowanie wodnych roztworów do srodowiska przyjmuja¬ cego pare zachodzi bez przeszkód, poniewaz powietrze jest w stanie przetransportowac pare, praktycznie biorac, w nieograniczonej ilosci.Aby zwiekszyc szybkosc parowania, nalezy zwiekszyc powierzchnie parowania i wyeliminowac warstwe dyfuzyjna, utrudniajaca parowanie.Dalej wynalazek opiera sie na stwierdzeniu, ze mozna usunac wszystkie przeszkody hamujace zwiekszenie szybkosci jezeli poddawana odparowywaniu ciecz rozpyla sie w powietrzu, wtryskujac ja z duza szybkoscia.¦"" Przez rozpylenie mozna osiagnac na tej samej powierzchni gruntu, w zaleznosci od wielkosci rozpylonych czasteczek cieczy i wysokosci przestrzeni rozpylowej, przyrost powierzchni rzedu wielkosci od 2 do 10.Na skutek duzej predkosci poczatkowej, czasteczki rozpylone znajduja sie w ciaglym ruchu. Dlatego nao¬ kolo czastki nie powstaje warstewka dyfuzyjna, dzieki czemu znacznie wzrasta szybkosc parowania. W zasadzie szybkosc parowania okreslona jest szybkoscia odprowadzania pary.Celem procesu odparowania moze byc takze podwyzszenie wilgotnosci powietrza. Na obszarach pustyn¬ nych, gdzie ogólnie biorac, ma sie do dyspozycji nieograniczone zródlo energii, mozna przy uzyciu odpowied¬ nich urzadzen, zasilanych woda morska, rozpylic w powietrzu w postaci mgly wciagu dnia znaczne ilosci wody, która w nocy, na skutek silnego ochlodzenia ulega kondensacji. Parowanie zachodzace w trakcie rozpylania pochlania cieplo z powietrza, przez co dzieki dzialaniu oziebiajacemu, staje sie znosnym upal wciagu dnia,co zalezy od liczby i wydajnosci urzadzen wodnych na danym obszarze.Zgodnie z rozwiazaniem wedlug wynalazku na obwodzie basenu zatezajacego zainstalowane sa armatki wodne skierowane do wnetrza basenu, polaczone z przewodem zasilajacym, którego wlot polaczony jest z czescia basenu zatezajacego, przeznaczona dla cieczy.Armatki wodne wyposazone sa w dwie dysze, przy czym dysza glówna tworzy z poziomem kat 40—50° natomiast dysza pomocnicza jest nachylona do poziomu pod katem co najmniej o 2 stopnie wyzszym niz dysza glówna. Przekrój otworu dyszy glównej jest, w porównaniu z otworem dyszy pomocniczej, póltora raza wiekszy.Korzystnie, kat ustawienia armatek wodnych jest nastawny. Armatki wodne zaopatrzone sa w stozkowe glowice rozpylajace. Przed zwezajaca sie stozkowo glowica rozpylowa zainstalowana jest komora rozpylowa kierujaca ciecz do glowicy.Przedmiot wynalazku zostal uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przed¬ stawia urzadzenie do zatezania scieków w widoku z góry, fig. 2 armatke wodna w czesciowym przekroju.Fig. 1 przedstawia urzadzenie przydatne do odparowania scieków (okolo 30 m3/h), powstajacych podczas produkcji polichlorku winylu. Stezenie soli rozpuszczonych w sciekach wynosi okolo 2,8% wagowych, w tym okolo 80% wagowych chlorku sodowego i okolo 19% wagowych weglanu sodowego. Pozostalosc — 1% wagowy sklada sie z chlorków metali i niewielkich ilosci zawieszonych czastek stalych. Temperatura powstajacych scie¬ ków wynosi 40°C.Scieki w ilosci 30 m3/h plyna w kierunku oznaczonym strzalka A rurociagiem 1 przez sluze 2 do zbiornika wyrównawczego 3. Pojemnosc zbiornika odpowiada calkowitej ilosci scieków, powstajacej w ciagu calego roku.W naszym przykladzie wynosi ona 400 000 m3. Zbiornik wyrównawczy polaczony jest przez sluze 4 z basenem zatezajacym 5. Basen zatezajacy ma w przyblizeniu ksztalt kwadratu, dlugosc jego boków wynosi 180 i 200 m.Na obwodzie basenu zatezajacego 5 ulozony jest przewód zasilajacy 6, ciecz doprowadza sie przy uzyciu zespolu pomp 8, przez rury ssace 9, zainstalowane w basenie zatezajacym 5 ponizej poziomu cieczy.Wzdluz przewodu zasilajacego 6 zainstalowana jest wieksza ilosc armatek wodnych 7, które scieki wpom¬ powane pod wysokim cisnieniem w przewód zasilajacy, wtryskuja do wnetrza basenu zatezajacego 5.Jak widac z fig. 1 poszczególne armatki wodne 7 podlaczone sa do przewodu zasilajacego 6 przez zawo¬ ry 12. Kierunek wtrysku cieczy mozna odpowiednio nastawiac.Przewód zasilajacy 6 podlaczony jest przez krociec 11 do urzadzenia 10 sluzacego do odparowywania zatezonego roztworu.Zatezanie scieków przeprowadza sie przy pomocy urzadzenia przedstawionego na fig. 1 w sposób nastepu¬ jacy: Scieki plynace rurociagiem 1 wplywaja do otwartego zbiornika wyrównawczego 3. Tu osiadaja zawieszone122 720 3 czastki stale i stezenie scieków dzieki duzej objetosci zbiornika osiaga swoja wartosc srednia. Zbiornik wy¬ równawczy 3 moze byc zbudowany z 2 czesci, przy czym czesc pierwsza sluzy do magazynowania scieków o srednim stezeniu, a druga czesc do magazynowania roztworu rozcienczonego.W urzadzeniu zainstalowanym w strefie klimatu umiarkowanego, intensywne odparowywanie zachodzi tylko w miesiacach letnich, gdy temperatura powietrza, duzo godzin slonecznych i stosunkowo niska zawartosc wilgoci w powietrzu sprzyjaja wchlanianiu pary przez powietrze.W momencie rozpoczecia procesu parowania wpuszcza sie do basenu zatezajacego 5 przez sluze 4 roz¬ cienczony roztwór i uruchamia zespól pomp 8. W wyniku tego zaczyna sie intensywny przeplyw cieczy z basenu zatezajacego 5 poprzez rury ssace 9 w kierunku armatek wodnych 7. Za pomoca zespolu pomp 8 wytwarza sie w przewodzie zasilajacym cisnienie 6.105 do 9.105 Pa, przy czym ilosc cyrkulujacej cieczy wynosi okolo 1700 ms/h.Armatki wodne wytryskuja scieki pod katem okolo 45° z duza szybkoscia. Wytrysla ciecz zakresla tor balistyczny rozszerzajacy sie kuliscie, przy czym czastki cieczy znajduja sie w stanie rozpylonym. Kierunek wytrysku armatek wodnych 7 nastawia sie przez obrót jednej lub kilku armatek. Nastawia sie je przy tym w taki sposób, by caly strumien cieczy spadl z powrotem do basenu zatezajacego 5, a strumienie cieczy wytryskiwanej z róznych armatek do przestrzeni otwartej nad basenem zatezajacym wypelnialy te przestrzen mozliwie calko¬ wicie. Kat wytrysku i cisnienie armatek wodnych mozna odpowiednio nastawiac. Mozna je zawsze ustawic przeciwko wiatrowi.Przy nastawianiu kierunku wytrysku z armatek wodnych 7 nalezy wziac pod uwage prad powietrza nad basenem. Jezeli kierunek wiatru odpowiada strzalce B, wystarczy zainstalowac armatki wodne 7 jedynie wzdluz polowy obwodu basenu zatezajacego 5, a kierunek wytrysku z armatek wodnych ustawia sie odpowiednio prze¬ ciwnie do kierunku wiatru, dzieki czemu osiaga sie maksimum róznicy szybkosci miedzy strumieniem wody i powietrza oraz czasu przebywania kropli wody w powietrzu.Aby mozna bylo wykorzystac przestrzen powietrzna nad basenem równomiernie, nalezy regulowac nie tylko kierunek wytrysku, ale takze sile wytrysku. Zawarte w strumieniu wody kropelki maja dosyc duza po¬ wierzchnie i wskutek duzych szybkosci proces parowania zachodzi bardzo intensywnie. Takze przy bezwietrznej pogodzie nastepuje w ciagu dosyc krótkiego czasu przeplyw powietrza nad basenem zatezajacym 5, poniewaz parowanie schladza uchodzace powietrze, co powoduje powstawanie naturalnej cyrkulacji. Na skutek dzialania oziebiajacego mozna oslabic upaly w lecie takze na stosunkowo duza odleglosc od urzadzenia zatezajacego i zwiekszyc wilgotnosc powietrza.Wskutek intensywnego parowania zmniejsza sie ilosc cieczy w basenie zatezajacym 5 i scieki ulegaja za- tezeniu. Proces zatezania prowadzi sie tak dlugo, az osiagnie sie roztwór przesycony. Z roztworu przesyconego otrzymuje sie sól przy uzyciu urzadzenia 10 stosowanego do odparowywania zatezonego roztworu.Proces mozna prowadzic takze w ten sposób, ze basen zatezajacy 5 dopelnia sie proporcjonalnie do ilosci odparowywanej cieczy. Powowierzchnie basenu zatezajacego 5, ilosc i wydajnosc armatek wodnych 7 nalezy dobrac tak, by w miejscu budowy urzadzenia takze przy niekorzystnych warunkach atmosferycznych w okresie 3-4 miesiecznej pracy mozna bylo odparowac ilosc scieków zebrana w ciagu calego roku.: W ten sposób zbedne staje sie urzadzenie 10 sluzace do odparowywania zatezonego roztworu. Z pozostale¬ go w basenie zatezajacym 5 przesyconego roztworu wymraza sie wieksza czesc cieczy, a pozostaly koncentrat mozna gromadzic przez 10-1*5 lat.Nalezy zaznaczyc, ze sposób ten mozna stosowac tylko do odparowywania takich scieków, które nie zawieraja substancji szkodliwych dla zdrowia lub substancji o zlym zapachu i parowanie nie zanieczyszcza oto¬ czenia.Opisany sposób mial na celu usuniecie scieków. Sposób ten moze takze sluzyc do otrzymywania substancji uzytkowych.Oczywistym jest, ze mozliwa jest budowa urzadzenia jako polozonej nad brzegiem morza stacji otrzymywa¬ nia soli. Odparowywanie przez rozpylanie zachodzi daleko szybciej niz odparowywanie w sposób naturalny.W trakcie calego procesu mozna zwiekszyc kilkakrotnie szybkosc odtrzymywania soli.Bilans energetyczny procesu jest bardzo korzystny. Ze wzgledu na to, ze cieplo niezbedne do odparowywa¬ nia pobiera sie z atmosfery i to wtedy, gdy rozporzadza sie nim w dostatecznej ilosci, energia potrzebna jest tu tylko do pracy zespolu pomp 8, przy czym ilosc tej energii stanowi tylko ulamek, jedynie 1-2%, energii niezbednej do odparowania.Z korzystnego bilansu energetycznego wynika stwierdzenie, zdawaloby sie utopijne, ze przez opisane inten¬ sywne odparowywanie mozna wywierac korzystny wplyw na klimat pustynny. Jezeli zamiast basenu zatezajace¬ go 5 zainstaluje sie przewód zasilajacy wzdluz linii i zbuduje z armatek wodnych 7 uklad zraszajacy, rozciagajacy sie na kilkaset metrów, to mozna odprowadzac zwody morskiej duza ilosc pary w powietrze. Prad powietrza4 122 720 rozprowadza pare po okolicy i w nocy para ta kondensuje sie na skutek stosunkowo intensywnego schlodzenia.Zamiast basenu zatezajacego 5 mozna wykopac wzdluz linii wszystkich armatek wodnych 7 zwykly rów odply¬ wowy.Stosujac nowoczesna technike mozna rurociagiem transportowac wode morska w duzych ilosciach przez kilka tysiecy kilometrów.Wskazane jest stosowanie armatek wodnych, które sa wstanie mozliwie dobrze rozpylac wypryskiwany strumien wody, nie zmniejszajac w sposób istotny szybkosci czasteczek wody. Takie armatki sa do nabycia w handlu.Fig. 2 przedstawia korzystna postac armatki wodnej 7, zaopatrzonej w dysze glówna 15 i dysze pomocni¬ cza 16. Os dyszy glównej tworzy z poziomem kat 45°, a os dyszy pomocniczej kat 48°. Koniec dyszy glównej 15 zaopatrzony jest w gwint zewnetrzny, w który wsrubowany jest pierscien zaciskowy 18. Pomiedzy pierscieniem zaciskowym 18 i zakonczeniem dyszy glównej 15 zainstalowana jest z jednej strony czesc dolna glowicy rozpy- lowej 19 o ksztalcie stozkowym, z drugiej zas strony kolnierz komory rozpylowej 20, które sa wodoszczelnie oddzielone dzieki nie przedstawionym tu pierscieniom uszczelniajacym. Srednica zewnetrzna komory rozpylo¬ wej 20 jest mniejsza od srednicy wewnetrznej dyszy glównej 15, przez co miedzy obydwoma cylindrycznymi plaszczyznami powstaje kanal o ksztalcie pierscienia, zamkniety po obu koncach. Wzdluz plaszcza komory rozpylowej 20 rozmieszczone sa w kilku rzedach styczne otwory. Gdy przez wymienione otwory przeplywa ciecz pod wysokim cisnieniem, ulega ona momentowi pedu, prostopadlemu do kierunku ruchu.Na tylnym koncu komory rozpylowej 20 znajduje sie osiowy stosunkowo waski otwór 21.Kolnierzowa czesc dolna 25 armatki wodnej 7 przyspawana jest do pionowej czesci koncowej glównej dyszy 15 i powstale polaczenie wzmocnione jest zebrem usztywniajacym 26 celem przejecia wystepujacych tu duzych sil reakcyjnych.Kolnierzowa czesc dolna 25 mozna przylaczyc w znany sposób do ukladu dozujacego ciecz.Do konca dyszy pomocniczej 16 przymocowana jest za pomoca pierscienia zaciskowego 22, stozkowa glowica rozpylowa 23.W przykladzie korzystnego wykonania urzadzenia wedlug wynalazku srednica wewnetrzna opisanej ar¬ matki wodnej wynosi 58 mm, srednica otworu glowicy rozpylowej 19—18 mm, srednica otworu komory rozpy¬ lowej 20—15 mm, srednica stycznego otworu 6 mm, przy czym otwory te wykonane sa w dwóch rzedach po cztery.Srednica wewnetrzna dyszy pomocniczej 16 wynosi 28 mm, srednica otworu stozkowej glowicy rozpylo¬ wej 23—10 mm.Z dyszy glównej 15 wytryskuje strumien cieczy pod stosunkowo szerokim katem stozkowym, podczas gdy dysza pomocnicza 16 wytryskuje rozpylony strumien cieczy w obszarze bliskim osi armatki wodnej 7.Stosujac dwudyszowe armatki wodne mozna otrzymac zaslone wodna w postaci rozpylonej mgly o sto¬ sunkowo równomiernym rozdziale wody.Oprócz podanych jako przyklad wyjasniajacych form wykonania i rozmiarów, mozna armatki wodne przedstawic jeszcze w wielu innych postaciach. Natomiast przy stosowaniu urzadzenia wazny jest warunek, by stojaca do dyspozycji przestrzen do odparowywania byla mozliwie dobrze wypelniona strumieniem cieczy i rozpylanie wykazywalo przydatny wspólczynnik sprawnosci.Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do zatezania wód o malej zawartosci substancji lotnych i duzej zawartosci soli, zwlaszcza scieków przemyslowych, w którym wody znajduja sie w basenie zatezajacym, znamienne tym, ze na obwodzie basenu zatezajacego (5) zainstalowane sa armatki wodne (7) skierowane do wnetrza basenu polaczone z przewodem zasilajacym (6), którego wlot polaczony jest z czescia basenu zatezajacego (5), przeznaczona dla cieczy. 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne t y m , ze armatki wodne (7) posiadaja 2 dysze (15, 16), przy czym dysza glówna (15) tworzy z poziomem kat 40-50°, natomiast dysza pomocnicza (16) jest nachylona do poziomu pod katem co najmniej o 2 stopnie wyzszym, a przekrój otworu dyszy glównej (15) jest, w porówna¬ niu z otworem dyszy pomocniczej (16), póltora raza wiekszy. 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 albo 2, z n a m i e n n e t y m , ze kat ustawienia armatek wodnych (7) jest nastawny. 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, ze armatki wodne zaopatrzone sa w stozko¬ we glowice rozpylajace (19, 23). 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze pod zwezajaca sie stozkowo glowica rozpylo¬ wa (19) zainstalowana jest komora rozpylowa (20) kierujaca ciecz do glowicy.122 720 Fig.1122 720 Fig.2 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 120 egz.Cena 100 zl PL PL PL The subject of the invention is a device for concentrating water with a low content of volatile substances and a high content of salts, especially industrial sewage. This device is of great importance for environmental protection and can be used both for concentrating sewage and for obtaining salt. It also helps to alleviate climatic conditions in desert areas. The possibilities of disposing of industrial sewage with high salt content are very limited. Various sewage containing various metal salts and non-volatile substances cannot be discharged into the sewage system or used for irrigation of agricultural areas without treatment. According to one of the most frequently used methods of protecting the environment against pollution, the resulting sewage is evaporated or concentrated. Evaporation by applying heat is the most preferred method of evaporation. However, such a solution is relatively economical when concentrating a small amount of sewage, while in the case of larger amounts of sewage, the input of energy necessary for evaporation causes a significant increase in costs. Evaporation on open surfaces does not require any external energy input, but the evaporation process runs with unfavorable efficiency due to the formation of a diffusion layer between the stationary water surface and air, and due to the low evaporation rate, the efficiency of the process can only be increased by increasing the liquid surface. The use of this method deprives relatively large agricultural areas of crops, and at the same time the investment outlays are very high. A further reduction in evaporation efficiency is caused by sediment falling on the surface of the liquid. The rate of natural evaporation can be increased by using a black concrete surface, by concentrating solar energy and transferring it to the sewage. According to this method, a concrete area of approximately 32 hectares is needed to evaporate 18 m3 of saline sewage during one average summer day. This method can only be used in summer, and in order to receive continuously incoming sewage, an expansion tank with a capacity of 400,000 m3 is necessary. development of a device with which large amounts of salt-containing wastes could be evaporated economically, and the energy input, compared to the energy required for evaporation by providing heat, would be so negligible that it could be neglected. The invention consists in the finding that the natural evaporation of water solutions into the environment receiving the steam takes place without any obstacles, because the air is able to transport steam, practically taking it, in an unlimited amount. To increase the evaporation rate, the evaporation surface must be increased and the diffusion layer that hinders evaporation should be eliminated. Further, the invention is based on the statement that that all obstacles inhibiting the increase in speed can be removed if the liquid to be evaporated is sprayed into the air by injecting it at high speed. ¦"" By spraying, on the same ground surface, depending on the size of the sprayed liquid particles and the height of the spray space, an increase in surface area ranging from 2 to 10 can be achieved. Due to the high initial velocity, the sprayed particles are in constant motion. Therefore, no diffusion layer is formed around the particle, which significantly increases the evaporation rate. Basically, the evaporation rate is determined by the rate of steam removal. The purpose of the evaporation process may also be to increase air humidity. In desert areas, where, generally speaking, there is an unlimited source of energy at one's disposal, it is possible, using appropriate devices powered by sea water, to spray large amounts of water into the air in the form of fog during the day, which at night, due to strong cooling, condenses. Evaporation occurring during spraying absorbs heat from the air, which, thanks to its cooling effect, makes the heat during the day bearable, which depends on the number and capacity of water devices in a given area. According to the solution according to the invention, water cannons are installed on the perimeter of the concentration pool directed at the interior of the pool, connected to a power cable, the inlet of which is connected to the part of the concentration pool intended for liquids. The water cannons are equipped with two nozzles, the main nozzle creating an angle of 40-50° with the horizontal, while the auxiliary nozzle is inclined to the horizontal at an angle at least 2 degrees higher than the main jet. The cross-section of the main nozzle opening is, compared to the auxiliary nozzle opening, one and a half times larger. Advantageously, the angle of the water cannons is adjustable. Water cannons are equipped with conical spray heads. In front of the conically tapered spray head, a spray chamber is installed, directing the liquid to the head. The subject of the invention is shown in an example of the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows a device for concentrating wastewater in a top view, Fig. 2 shows a water cannon in a partial cross-section. .Fig. 1 shows a device useful for evaporating sewage (about 30 m3/h) generated during the production of polyvinyl chloride. The concentration of dissolved salts in the sewage is approximately 2.8% by weight, including approximately 80% by weight of sodium chloride and approximately 19% by weight of sodium carbonate. The residue - 1% by weight consists of metal chlorides and small amounts of suspended solids. The temperature of the generated sewage is 40°C. The sewage in the amount of 30 m3/h flows in the direction marked with arrow A through pipeline 1 through sewage 2 to the expansion tank 3. The capacity of the tank corresponds to the total amount of sewage generated throughout the year. In our example, it is it is 400,000 m3. The expansion tank is connected through a sewer 4 to the concentration pool 5. The concentration pool is approximately square in shape, its sides are 180 and 200 m long. A power cable 6 is placed around the perimeter of the concentration pool 5, the liquid is supplied using a set of pumps 8 through suction pipes 9, installed in the concentration pool 5 below the liquid level. A larger number of water cannons 7 are installed along the supply line 6, which inject sewage pumped into the supply line under high pressure into the concentration pool 5. As can be seen from Fig. 1 individual water cannons 7 are connected to the supply line 6 through valves 12. The direction of liquid injection can be adjusted accordingly. The supply line 6 is connected through a stub 11 to a device 10 for evaporating the concentrated solution. The sewage is concentrated using the device shown in Fig. 1 in the following way: Sewage flowing through pipeline 1 flows into the open expansion tank 3. The suspended solid particles settle here and the sewage concentration reaches its average value due to the large volume of the tank. The expansion tank 3 may be composed of two parts, the first part serving to store medium-concentrated sewage and the second part serving to store the diluted solution. In a device installed in a moderate climate zone, intensive evaporation occurs only in the summer months, when the temperature air, lots of sunny hours and a relatively low moisture content in the air favor the absorption of steam by the air. When the evaporation process begins, diluted solution is introduced into the concentration pool 5 through the airlock 4 and the pump set 8 is activated. As a result, an intense flow of liquid begins from the concentration pool 5 through the suction pipes 9 towards the water cannons 7. Using a set of pumps 8, a pressure of 6.105 to 9.105 Pa is created in the supply line, while the amount of circulating liquid is approximately 1700 ms/h. The water cannons spray sewage at an angle of approximately 45 ° at high speed. The ejected liquid covers a ballistic path that expands spherically, with the liquid particles being in a sprayed state. The direction of discharge of the water cannons 7 is adjusted by rotating one or more cannons. They are adjusted in such a way that the entire stream of liquid falls back into the concentration pool 5, and the streams of liquid sprayed from the various cannons into the open space above the concentration pool fill this space as completely as possible. The spray angle and pressure of the water cannons can be adjusted accordingly. They can always be positioned against the wind. When setting the direction of spray from the water cannons 7, the air current over the pool should be taken into account. If the wind direction corresponds to arrow B, it is sufficient to install the water cannons 7 only along half the circumference of the concentration pool 5, and the direction of the jet of water cannons is set accordingly against the wind direction, thereby achieving the maximum speed difference between the water and air jets and the time water droplets remaining in the air. In order to use the air space above the pool evenly, not only the direction of ejection, but also the force of ejaculation should be regulated. The droplets contained in the water stream have quite a large surface area and due to high speeds, the evaporation process takes place very intensively. Even in calm weather, air flows over the concentration pool 5 within a relatively short period of time, because evaporation cools the escaping air, which creates a natural circulation. Due to the cooling effect, the heat in summer can be reduced even over a relatively large distance from the concentrating device and the air humidity can be increased. Due to intensive evaporation, the amount of liquid in the concentrating pool 5 decreases and the sewage is concentrated. The concentration process is carried out until a supersaturated solution is achieved. Salt is obtained from the supersaturated solution using a device 10 used for evaporating the concentrated solution. The process can also be carried out in such a way that the concentration pool 5 is filled in proportion to the amount of liquid being evaporated. The surface area of the concentrating pool 5 and the number and capacity of water cannons 7 should be selected so that the amount of sewage collected throughout the year can be evaporated at the site of the device's construction, even in unfavorable weather conditions, within a period of 3-4 months of operation.: In this way, it becomes unnecessary device 10 for evaporating the concentrated solution. Most of the liquid is frozen from the supersaturated solution remaining in the concentration pool, and the remaining concentrate can be stored for 10-1*5 years. It should be noted that this method can only be used to evaporate sewage that does not contain substances harmful to health. or substances with a bad odor and evaporation does not pollute the environment. The method described was intended to remove sewage. This method can also be used to obtain useful substances. It is obvious that it is possible to build the device as a salt receiving station located on the seashore. Evaporation by spraying occurs much faster than evaporation naturally. During the entire process, the salt retention rate can be increased several times. The energy balance of the process is very favorable. Due to the fact that the heat necessary for evaporation is taken from the atmosphere and only when it is used in sufficient quantity, the energy is needed only for the operation of the pump set 8, and the amount of this energy is only a fraction, only 1 -2% of the energy required for evaporation. The favorable energy balance leads to the seemingly utopian statement that the intense evaporation described can have a beneficial effect on the desert climate. If, instead of the concentration pool 5, a power cable is installed along the line and a sprinkler system is built using water cannons 7, extending for several hundred meters, a large amount of steam can be released into the air from the sea water. An air current 4 122 720 distributes the steam over the area and at night this steam condenses due to the relatively intense cooling. Instead of the concentration pool 5, an ordinary drainage ditch can be dug along the lines of all the water cannons 7. Using modern technology, sea water can be transported in large quantities through a pipeline through several thousand kilometers. It is advisable to use water cannons that can spray the jet of water as well as possible without significantly reducing the speed of water particles. Such guns are available commercially. Fig. 2 shows a preferred form of a water cannon 7, equipped with a main nozzle 15 and an auxiliary nozzle 16. The axis of the main nozzle makes an angle of 45° with the horizontal, and the axis of the auxiliary nozzle makes an angle of 48°. The end of the main nozzle 15 is provided with an external thread into which the clamping ring 18 is screwed. Between the clamping ring 18 and the end of the main nozzle 15, on the one hand, the lower part of the conical-shaped spray head 19 is installed, and on the other hand, the spray chamber flange 20, which are watertightly separated by sealing rings not shown here. The outer diameter of the spray chamber 20 is smaller than the inner diameter of the main nozzle 15, which creates a ring-shaped channel between both cylindrical planes, closed at both ends. Tangential holes are arranged in several rows along the surface of the spray chamber 20. When liquid flows under high pressure through the mentioned holes, it undergoes an angular momentum perpendicular to the direction of movement. At the rear end of the spray chamber 20 there is an axial relatively narrow hole 21. The flanged lower part 25 of the water cannon 7 is welded to the vertical end part of the main nozzle 15 and the resulting connection is reinforced with a stiffening rib 26 to absorb the large reaction forces occurring here. The flanged lower part 25 can be connected to the liquid dispensing system in a known manner. A conical spray head 23 is attached to the end of the auxiliary nozzle 16 using a clamping ring 22. In the example In a preferred embodiment of the device according to the invention, the internal diameter of the described water gun is 58 mm, the diameter of the spray head opening is 19-18 mm, the diameter of the spray chamber opening is 20-15 mm, the diameter of the tangential opening is 6 mm, and these holes are made in two rows of four. The internal diameter of the auxiliary nozzle 16 is 28 mm, the diameter of the opening of the conical spray head is 23-10 mm. From the main nozzle 15, a stream of liquid is sprayed at a relatively wide conical angle, while the auxiliary nozzle 16 shoots out a sprayed stream of liquid in the area close to axis of the water cannon 7. Using two-nozzle water cannons, a water curtain can be obtained in the form of a sprayed mist with a relatively uniform distribution of water. In addition to the explanatory forms and sizes given as examples, water cannons can be presented in many other forms. However, when using the device, it is important that the available evaporation space is filled as well as possible with the liquid stream and that the spraying has a useful efficiency factor. Patent claims 1. Device for concentrating water with a low content of volatile substances and a high content of salts, especially industrial sewage, in which the water is in a concentrating pool, characterized in that on the perimeter of the concentrating pool (5) water cannons (7) are installed, directed towards the inside of the pool, connected to a power cable (6), the inlet of which is connected to a part of the concentrating pool (5) , intended for liquids. 2. The device according to claim 1, characterized in that the water cannons (7) have 2 nozzles (15, 16), the main nozzle (15) making an angle of 40-50° with the horizontal, while the auxiliary nozzle (16) is inclined to the horizontal at an angle of at least 2 degrees higher, and the cross-section of the main nozzle opening (15) is, compared to the auxiliary nozzle opening (16), one and a half times larger. 3. The device according to claim 1 or 2, characterized by the fact that the angle of the water cannons (7) is adjustable. 4. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the water cannons are equipped with conical spray heads (19, 23). 5. The device according to claim 4, characterized in that a spray chamber (20) is installed under the tapered spray head (19), directing the liquid to the head. 122 720 Fig. 1122 720 Fig. 2 Printing Studio of the UP PRL. Edition 120 copies. Price PLN 100 PL PL PL

Claims (5)

1.Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do zatezania wód o malej zawartosci substancji lotnych i duzej zawartosci soli, zwlaszcza scieków przemyslowych, w którym wody znajduja sie w basenie zatezajacym, znamienne tym, ze na obwodzie basenu zatezajacego (5) zainstalowane sa armatki wodne (7) skierowane do wnetrza basenu polaczone z przewodem zasilajacym (6), którego wlot polaczony jest z czescia basenu zatezajacego (5), przeznaczona dla cieczy.1. Patent claims 1. Device for concentrating water with a low content of volatile substances and a high content of salts, especially industrial sewage, in which the water is located in a concentration pool, characterized in that water cannons (7) are installed on the perimeter of the concentration pool (5). ) directed towards the inside of the pool, connected to the power supply cable (6), the inlet of which is connected to the part of the concentration pool (5) intended for liquids. 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne t y m , ze armatki wodne (7) posiadaja 2 dysze (15, 16), przy czym dysza glówna (15) tworzy z poziomem kat 40-50°, natomiast dysza pomocnicza (16) jest nachylona do poziomu pod katem co najmniej o 2 stopnie wyzszym, a przekrój otworu dyszy glównej (15) jest, w porówna¬ niu z otworem dyszy pomocniczej (16), póltora raza wiekszy.2. The device according to claim 1, characterized in that the water cannons (7) have 2 nozzles (15, 16), the main nozzle (15) making an angle of 40-50° with the horizontal, while the auxiliary nozzle (16) is inclined to the horizontal at an angle of at least 2 degrees higher, and the cross-section of the main nozzle opening (15) is, compared to the auxiliary nozzle opening (16), one and a half times larger. 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 albo 2, z n a m i e n n e t y m , ze kat ustawienia armatek wodnych (7) jest nastawny.3. The device according to claim 1 or 2, characterized by the fact that the angle of the water cannons (7) is adjustable. 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, ze armatki wodne zaopatrzone sa w stozko¬ we glowice rozpylajace (19, 23).4. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the water cannons are equipped with conical spray heads (19, 23). 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze pod zwezajaca sie stozkowo glowica rozpylo¬ wa (19) zainstalowana jest komora rozpylowa (20) kierujaca ciecz do glowicy.122 720 Fig.1122 720 Fig.2 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 120 egz. Cena 100 zl PL PL PL5. The device according to claim 4, characterized in that a spray chamber (20) is installed under the tapered spray head (19), directing the liquid to the head. 122 720 Fig. 1122 720 Fig. 2 Printing Studio of the UP PRL. Circulation 120 copies. Price PLN 100 PL PL PL
PL1978203916A 1977-01-10 1978-01-10 Apparatus for concentration of low content of volatile matters and high salt content, especially liquid industrial wastes PL122720B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HUBO001649 1977-01-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL203916A1 PL203916A1 (en) 1978-07-31
PL122720B1 true PL122720B1 (en) 1982-08-31

Family

ID=10993770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL1978203916A PL122720B1 (en) 1977-01-10 1978-01-10 Apparatus for concentration of low content of volatile matters and high salt content, especially liquid industrial wastes

Country Status (14)

Country Link
JP (1) JPS5388336A (en)
AR (1) AR218890A1 (en)
AU (1) AU513088B2 (en)
BG (1) BG31069A3 (en)
CU (1) CU34854A (en)
DD (1) DD135282A5 (en)
DE (1) DE2753226A1 (en)
EG (1) EG12930A (en)
FR (1) FR2376678B1 (en)
GB (1) GB1588875A (en)
IN (1) IN147490B (en)
IT (1) IT1092708B (en)
PL (1) PL122720B1 (en)
YU (1) YU40183B (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2450785A1 (en) * 1979-03-05 1980-10-03 Generale Sucriere Sa Treating industrial effluent by sepn. of salts held in soln. - involves concn. of soln. prior to evapn. in salt pans
DE3720408A1 (en) * 1987-06-19 1988-12-29 Peter Dr Hussmann METHOD AND DEVICE FOR THE ENVIRONMENTALLY FRIENDLY ELIMINATION OF WASTE WATER RESULTING FROM OLIVE PRESSING
ES2245851B1 (en) * 2003-06-16 2007-04-01 M. Francisca Martinez Gomez FORCED EVAPORATION SYSTEM OF ALPECHIN OR OTHER LIQUID WASTE.
DE102007015297B4 (en) * 2007-02-21 2015-02-26 Thomas Reinhardt Process for the autonomous disposal of liquor from potash dumps with spray evaporation and aerosol barrier

Also Published As

Publication number Publication date
AR218890A1 (en) 1980-07-15
CU20902L (en) 1980-07-08
PL203916A1 (en) 1978-07-31
IT1092708B (en) 1985-07-12
IT7819048A0 (en) 1978-01-05
FR2376678B1 (en) 1985-06-07
FR2376678A1 (en) 1978-08-04
AU513088B2 (en) 1980-11-13
CU34854A (en) 1982-08-24
IN147490B (en) 1980-03-15
GB1588875A (en) 1981-04-29
DE2753226A1 (en) 1978-07-13
JPS5388336A (en) 1978-08-03
YU2778A (en) 1983-01-21
EG12930A (en) 1980-12-31
DD135282A5 (en) 1979-04-25
YU40183B (en) 1985-08-31
AU3227278A (en) 1979-07-19
BG31069A3 (en) 1981-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107110109B (en) Renewable energy power generation field for fishing operation
WO1991004228A1 (en) Process for the production of fresh water using water containing impurities and installation for its implementation
JPH06226247A (en) Device for desalination of salt containing water such as seawater using solar energy
JO2191B1 (en) Method and apparatus for economical solid- liquid separation in water-based solutions
MX2008011150A (en) Apparatus for purification of water.
AU2011326342B2 (en) Evaporation device and system
PL122720B1 (en) Apparatus for concentration of low content of volatile matters and high salt content, especially liquid industrial wastes
US3937399A (en) Jet action chemical feeding method
KR101219784B1 (en) Fountain with water quality purification function
US3719353A (en) Liquid cooling system, apparatus and method
JP2019529071A (en) Waste water evaporator
RU2672541C1 (en) Tower-shaped evaporative cooling tower with different areas of heat exchange and aerodynamics
KR102326956B1 (en) Green algae removal system using solar energy
US3933169A (en) Jet action chemical feeding apparatus
CN207531702U (en) A kind of pond inner recirculation flow water fish cultivation flume calandria dirt collection sewage sucking system
US9573077B2 (en) Solids maker cooling tower
CN112547387B (en) Spray gun with automatic cleaning function and desulfurization waste water zero discharge system
RU2743442C1 (en) Floating unit for circulating water cooling
JP2006239399A (en) Evacuation equipment
KR100345458B1 (en) Waste Water Evaporation Concentration Plant having function washing
WO2018207421A1 (en) Waste liquid evaporation apparatus, incinerator, zld system, and nozzle
JP2011101644A (en) Method for making artificial rain
RU173350U1 (en) DRY COOLING HOUSE FOR HOT CLIMATE
RU2128317C1 (en) Spray cooling pond
RU2717995C1 (en) Method of recycling treated waste water