DD205083B1 - flotation - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Flotationsverfahren zur Abtrennung von nichtgelösten Stoffen aus Flüssigkeiten, insbesondere aus Abwasser, und zur Eindickung von Schlämmen mit geringem Feststoffgehalt, wie sie besonders in der Wasser-und Abwasserbehandlung anfallen.The invention relates to a flotation process for the separation of non-dissolved substances from liquids, in particular from wastewater, and for thickening of sludges with a low solids content, as they occur particularly in the water and wastewater treatment.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, daß bei der Sedimentation von nichtgelösten Stoffen, besonders solchen mit flockiger Struktur und von einer der der sie umgebenden Flüssigkeit nur wenig unterschiedlichen Dichte, Probleme beim Absetzen auftreten und die entstehenden Schlämme durch einen hohen Wassergehalt gekennzeichnet sind. Zur Behebung dieser Mängel sind größere Reaktionsvolumina bzw. Eindickungsstufen vor der Schlammentwässerung erforderlich, wodurch sich der Anlagenpreis und die Betriebskosten wesentlich erhöhen. Weiter ist bekannt, daß die Abtrennung derartiger Stoffe durch Flotation im Vergleich zur Sedimentation in kürzeren Zeiten mit höherem Wirkungsgrad möglich und der entstehende Schlamm feststoffreicher als sedimentierter Schlamm sind.It is known that in the sedimentation of non-dissolved substances, especially those with flaky structure and one of the surrounding liquid only slightly different density, problems when settling occur and the resulting sludge are characterized by a high water content. To overcome these deficiencies larger reaction volumes or thickening levels are required before sludge dewatering, which significantly increases the price of the system and the operating costs. It is also known that the separation of such substances by flotation in comparison with sedimentation in shorter times with higher efficiency possible and the resulting sludge are more solids than sedimented sludge.

Bei der Abtrennung von nichtgelösten Stoffen aus Flüssigkeiten durch Flotation werden bekannterweise nach der Art der Gasblasenerzeugung die Druckluft-, Vakuum-, Entspannungs-, Elektro- und Mikroflotation unterschieden. Die Träger der Flotation, feinste Gasbläschen, können einmal im Flotationsreaktor selbst oder in den entsprechenden Flüssigkeitszuführungsleitungenzum Reaktor verschiedenartig erzeugt werden. Dabei sind diese zugeführten Flüssigkeiten, in der Regel der gesamte zu behandelnde Flüssigkeitsstrom, ein Teil davon oder ein Teil des behandelten Flüssigkeitsstromes als Rückführung.In the separation of non-dissolved substances from liquids by flotation, it is known to differentiate according to the type of gas bubble generation the compressed air, vacuum, relaxation, electric and micro-flotation. The carriers of the flotation, very fine gas bubbles, can once be generated in a variety of ways in the flotation reactor itself or in the corresponding liquid feed lines to the reactor. These are supplied liquids, usually the entire liquid stream to be treated, a part thereof or a part of the treated liquid stream as a return.

Zur Durchführung der Flotationsverfahren sind im allgemeinen Reaktoren mit rundem bzw. rechteckigem Querschnitt bekannt, in denen im folgenden als Inhaltsstoffe bezeichnete nichtgelöste Stoffe, die neben flockiger besonders auch von faseriger, fettiger bzw. öliger Beschaffenheit sind und deren Dichtesich von der der sie umgebenden Flüssigkeit nur wenig unterscheiden, aus der Flüssigkeit abgetrennt werden. Der Trennwirkungsgrad und damit die Effektivität dieser bekannten Verfahren werden durch die hydrodynamischen Vorgänge bei der Flotation in den Reaktoren begrenzt.For carrying out the flotation in general reactors are known with round or rectangular cross-section, in which hereinafter referred to as ingredients non-dissolved substances, in addition to fluffier, especially of fibrous, greasy or oily nature and their Dichtesich of the liquid surrounding them only little different, be separated from the liquid. The separation efficiency and thus the effectiveness of these known methods are limited by the hydrodynamic processes in the flotation in the reactors.

Bekannt ist weiterhin, daß aufgrund der Strömungsverhältnisse im Zuführungssystem zum Reaktor und im Reaktor selbst die Inhaltsstoffe, und dabei besonders die flockigen, der zu flotierenden Flüssigkeit Scherbeanspruchungen unterliegen, die zu einer Zerteilung und damit Verkleinerung führen.It is also known that due to the flow conditions in the feed system to the reactor and in the reactor itself, the ingredients, and especially the flaky, the liquid to be floated shear stresses that lead to a division and thus reduction.

Flotationsfähige Inhaltsstoffe müssen dann erst im Flotationsraektor neu gebildet werden, unter Umständen auch durch Zugabe von Chemikalien.Flotation-capable ingredients must then be newly formed in the flotation, possibly also by adding chemicals.

Hinsichtlich der Gasblasenerzeugung sind Flotationsverfahren bekannt, bei denen die unter Druck stehende, mit Gas angereicherte Flüssigkeit (Druckflüssigkeit) außerhalb des Flotationsreaktors punktförmig, z. B. an einem Ventil, oder direkt in das Zuführungssystem zum Reaktor entspannt wird.With regard to gas bubble production flotation are known in which the pressurized, gas-enriched liquid (pressure fluid) outside the flotation reactor punctiform, z. B. at a valve, or directly into the feed system to the reactor is relaxed.

Infolge dieser frühzeitigen Entspannung besteht die Möglichkeit der Vereinigung zu großen Gasblasen, die die Inhaltsstoffe-Gasbläschen-Haftung ausschließen und eine unerwünschte Turbulenz im Flotationsreaktor erzeugen. Außerdem besteht durch eine quasipunktförmige Zugabe und Entspannung der Druckflüssigkeit in den Reaktor eine ungenügende Verteilung der Gasbläschen im Reaktor und damit eine geringere Wahrscheinlichkeit des Kontaktierungseffektes zwischen Inhaltsstoffen und Gasbläschen.As a result of this early relaxation, there is the potential for coalescing into large gas bubbles that preclude ingredient gas bubble adhesion and create undesirable turbulence in the flotation reactor. In addition, there is an insufficient distribution of the gas bubbles in the reactor and thus a lower probability of contacting effect between ingredients and gas bubbles by a quasi-dot-shaped addition and relaxation of the pressure fluid in the reactor.

Hinsichtlich der Bildung flotierbarer Aggregationen aus Inhaltsstoffen und anhaftenden Gasbläschen sind Flotationsverfahren bekannt, die zu diesem Zweck eine spezielle Vermischung des zu flotierenden Flüssigkeitsstromes mit den Inhaltsstoffen und des mit Gas gesättigten Flüssigkeitsstromes nach dem Gleichstromprinzip beinhalten. Um eine gute Durchmischung beider Strome zu erreichen, werden turbulente Stromungsverhältnisse angestrebt.With regard to the formation of floatable aggregates of ingredients and adhering gas bubbles, flotation processes are known, which for this purpose involve a special mixing of the liquid stream to be floated with the ingredients and the gas-saturated liquid stream according to the DC principle. In order to achieve a good mixing of the two streams, turbulent flow conditions are sought.

Diese Turbulenz behindert aber die Bildung der leichten Inhaltsstoffe-Gasbläschen-Aggregationen und führt auch in diesem Verfahrensschritt zu einer Zerteilung flockiger Inhaltsstoffe bzw. wirkt sich erschwerend bei deren Bildung zu flotationsfähigen Inhaltsstoffen aus. Bedingt durch die Gleichstromführung von Inhaltsstoffen und Gasbläschen bei der Mischung, ist derHowever, this turbulence hinders the formation of the light constituents-gas bubble aggregations and, in this process step as well, leads to a division of flaky constituents or has an aggravating effect on their formation into flotation-capable constituents. Due to the DC flow of ingredients and gas bubbles in the mixture, the

Kontaktierungseffekt nur gering. Außerdem wirken sich die turbulenten Strömungsverhältnisse bei der Mischung auch noch weiterhin auf das Aufschwimmen der gebildeten Inhaltsstoffe-Gasbläschen-Aggregationen aus, was den Trennwirkungsgrad nachteilig beeinflußt.Contacting effect only slightly. In addition, the turbulent flow conditions in the mixture continue to affect the floating of the formed ingredient-gas bubble aggregates, which adversely affects the separation efficiency.

Die Wirksamkeit der Flotation ist neben der Schaffung möglichst vieler Kontaktmöglichkeiten von Inhaltsstoffen und Gasbläschen besonders von der Erzielung weitgehend beruhigter Strömungsverhältnisse während des Aufschwimmvorgangs abhängig. Bei bekannten Flotationsverfahren erfolgt während dieser Phase eine Umlenkung des Flüssigkeitsstromes mit den flotierbaren Inhaltsstoffe-Gasbläschen-Aggregationen und den noch freien Inhaltsstoffen und Gasbläschen. Bei der Umlenkung des Flüssigkeitsstromes kommt es an dieser Stelle zu gestörten Strömungsverhältnissen, in deren Folge flotierbare Aggregationen mit dem Flüssigkeitsstrom mitgerissen bzw. zerstört werden. Inhaltsstoffe, an denen bis zu diesem Zeitpunkt keine Gasbläschenhaftung zustande gekommen ist, werden ebenfalls mit dem Flüssigkeitsstrom abtransportiert und verlieren dadurch die Möglichkeit einer nachträglichen Blasenhaftung und Flotierbarkeit. Die gestörten Strömungsverhältnisse durch die Umlenkung des Flüssigkeitsstroms wirken sich aber auch bis in die Flotationszone aus und führen so zu einer weiteren Wirkungsgradverschlechterung der Flotation.The effectiveness of the flotation is in addition to the creation of as many contact options of ingredients and gas bubbles particularly dependent on the achievement of largely calm flow conditions during the Aufschwimmvorgangs. In known flotation during this phase, a reversal of the liquid flow with the floatable constituents-gas bubble aggregates and the still free ingredients and gas bubbles. During the deflection of the liquid flow, disturbed flow conditions occur at this point, as a result of which floatable aggregates are entrained or destroyed by the liquid flow. Ingredients where no gas bubble adhesion has been achieved by this time are also carried away with the liquid flow and thus lose the possibility of subsequent bladder adhesion and floatability. The disturbed flow conditions due to the deflection of the liquid flow, however, also affect the flotation zone and thus lead to a further deterioration in the efficiency of the flotation.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die Abscheideleistung herkömmlicher Flotationsverfahren durch die Beseitigung der vorgenannten Nachteile zu steigern und damit ihre Effektivität zu erhöhen.The aim of the invention is to increase the separation efficiency of conventional flotation by eliminating the aforementioned disadvantages and thus to increase their effectiveness.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flotationsverfahren zur Abtrennung von nichtgelösten Stoffen aus Flüssigkeiten zu schaffen, bei dem günstigste Bedingungen für die Bildung flotierbarer Inhaltsstoffe durch schonende Behandlung erreicht werden, optimale Kontaktbedingungen für Inhaltsstoffe und Gasbläschen geschaffen werden und ein ungestörter Ablauf des Flotationsvorganges durch beruhigte Strömungsverhältnisse gewährleistet wird, damit einerseits die Zerstörung bereits mit Gasbläschen kontaktierter Inhaltsstoffe vermieden und die Bildung von flotierbaren Aggregationen aus freien Inhaltsstoffen und Gasbläschen gefördert werden.The invention has for its object to provide a flotation process for the separation of non-dissolved substances from liquids, are achieved in the most favorable conditions for the formation of flotatable ingredients by gentle treatment, optimal contact conditions for ingredients and gas bubbles are created and an undisturbed flow of the flotation process calmed Flow conditions is ensured, on the one hand to avoid the destruction already contacted with gas bubbles ingredients and promote the formation of floating aggregates of free ingredients and gas bubbles.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einer Druckflüssigkeitsentspannungszone mit Gas angereicherte Druckflüssigkeit entspannt wird und dabei Gasbläschen entstehen, die gleichmäßig in dieser Zone verteilt dieselbe in Form eines Gaspolsters durchströmen. Die zu behandelnde Flüssigkeit wird in einer Beruhigungszone in seiner Strömungsgeschwindigkeit stark vermindert, so daß die Bildung von entsprechend großen zur Haftung befähigten Inhaltsstoffen verbessert wird. In einer Anlagerungszone treffen die Gasbläschen und die vorbehandelten Inhaltsstoffe in der Art zusammen, daß ein Kreuzstrom entsteht, der optimale Kontaktierungsbedingungen für Inhaltsstoffe und Gasbläschen zwecks Bildung flotierbarer Inhaltsstoffe-Gasbläschen-Aggregationen schafft. Diese Aggregationen schwimmen in einer Flotationszone, die sich durch beruhigte Strömungsverhältnisse auszeichnet, auf. Die einzelnen Reaktionszonen sind derart angeordnet, daß sich über der Druckflüssigkeitsentspannungszone die Anlagerungszone und daran anschließend die Flotationszone befinden. Die Beruhigungszone besteht aus zwei Stufen, in denen eine primäre und eine sekundäre Beruhigung und Vergleichmäßigung der zu behandelnden Flüssigkeit vorgenommen wird. Wenn zur Verbesserung der Bildung von zur Haftung befähigten Inhaltsstoffen Chemikalien der zu behandelnden Flüssigkeit zugesetzt werden müssen, ist diese Zugabe in der Beruhigungszone durchzuführen. Aus der Beruhigungszone fließt mit stark verminderter Strömungsgeschwindigkeit die vorbehandelte Flüssigkeit in gleichmäßiger Verteilung direkt in die Anlagerungszone.According to the invention the object is achieved in that in a Druckflüssigkeitsentspannungszone enriched with gas pressure fluid is released while gas bubbles are formed, which evenly distributed in this zone flow through the same in the form of a gas cushion. The liquid to be treated is greatly reduced in its flow rate in a calming zone, so that the formation of correspondingly high adhesion-capable ingredients is improved. In an accumulation zone, the gas bubbles and pretreated ingredients collide to form a cross-flow that provides optimum conditions for contacting ingredients and gas bubbles to form flotatable ingredient-gas bubble aggregates. These aggregations float in a flotation zone characterized by calming flow conditions. The individual reaction zones are arranged such that the addition zone and subsequently the flotation zone are located above the pressure fluid expansion zone. The calming zone consists of two stages, in which a primary and a secondary calming and homogenization of the liquid to be treated is undertaken. If chemicals need to be added to the liquid to be treated to improve the formation of ingredients capable of adhesion, this addition should be made in the calming zone. From the calming zone, the pre-treated liquid flows in a uniform distribution directly into the accumulation zone at a greatly reduced flow rate.

Die von den Inhaltsstoffen weitgehend befreite Klarflüssigkeit wird einem Klarflüssigkeitsraum mit einer Klarflüssigkeitsentnahme zugeführt.The clear liquid largely freed from the contents is fed to a clear liquid space with a clear liquid removal.

Die aus den flotierten und sedimentierten Inhaltsstoffen gebildeten Schlämme werden mittels entsprechender Entnahmevorrichtungen ausgetragen.The sludges formed from the floated and sedimented ingredients are discharged by means of appropriate sampling devices.

Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Flotationsverfahrens gelangt die zu behandelnde Flüssigkeit in die zweistufige Beruhigungszone.When using the flotation process according to the invention, the liquid to be treated enters the two-stage calming zone.

Diese Zone bildet einen abgeschlossenen Raum und ist mit den an der Flotation hauptsächlich beteiligten anderen Zonen nur durch eine Flüssigkeitszuführung verbunden.This zone forms a closed space and is connected to the other zones mainly involved in the flotation only by a liquid supply.

Die in der Beruhigungszone vorbehandelte Flüssigkeit mit den abzutrennenden Inhaltsstoffen strömt anschließend durch die Anlagerungszone in den Klarflüssigkeitsraum, wo sie als Klarflüssigkeit über eine Klarflüssigkeitsentnahme abgeführt wird. Aus der Druckflüssigkeitsentspannungszone strömen gleichmäßig verteilte Gasbläschen in die Anlagerungszone, in der sie auf die Inhaltsstoffe treffen.The pre-treated in the calming zone liquid with the ingredients to be separated then flows through the attachment zone in the clear liquid space, where it is removed as a clear liquid via a clear liquid removal. From the Druckflüssigkeitsentspannungszone flow evenly distributed gas bubbles in the attachment zone in which they meet the ingredients.

Beide Phasen, Inhaltsstoffe und Gasbläschen, treffen infolge ihrer Strömungsrichtung im Kreuzstrom aufeinander. Die durch Kontaktierung entstandenen Inhaltsstoffe-Gasbläschen-Aggregationen strömen aus der Anlagerungszone in die darüber befindliche strömungsberuhigte Flotationszone. Am Ende der Flotationszone bilden die aufschwimmenden Aggregationen einen Schwimmschlamm, der mittels Entnahmevorrichtung entfernt wird. Gleichermaßen bilden die nicht flotierbaren, dafür sedimentierenden Inhaltsstoffe einen Schlamm, der ebenfalls mit einer Entnahmevorrichtung ausgetragen wird.Both phases, ingredients and gas bubbles, meet due to their flow direction in the cross flow on each other. The constituent gas bubble aggregates formed by contacting flow from the attachment zone into the flow-calmed flotation zone above it. At the end of the flotation zone, the floating aggregations form a scum which is removed by means of a sampling device. Similarly, the non-floatable, sedimenting ingredients form a sludge, which is also discharged with a sampling device.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Die Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings, an apparatus for performing the method according to the invention is shown. The drawings show:

Fig. 1: Vertikalschnitt einer FlotationsvorrichtungFig. 1: Vertical section of a flotation device

Fig.2: Flüssigkeitszulauf-und -beruhigungseinheitXaus Fig. 1Fig. 2: Liquid feed and quenching unit X of Fig. 1

Die Flotationsvorrichtung besteht im wesentlichen aus dem Beruhigungsraum 2 für den eintretenden Flüssigkeitsstrom, der Druckflüssigkeitsentspannungszone 1 c, der Anlagerungszone 1 b, der Flotationszone 1 a und den Austragungseinrichtungen für Schwimm- und Bodenschlamm. Am konischen Flotationsvorrichtungsboden 3 befinden sich kreisringförmig angeordnet Druckflüssigkeitseintrittsöffnungen 4 für die Zugabe der Druckflüssigkeit und die Entspannung des in der Druckflüssigkeit gelösten Gases. Der Abstand der Druckflüssigkeitseintrittsöffnungen 4 von der Mittelachse der Flotationsvorrichtung entspricht höchstens dem halben Radius der Flotationsvorrichtung.The flotation consists essentially of the calming space 2 for the incoming liquid flow, the pressure fluid relaxation zone 1 c, the attachment zone 1 b, the flotation zone 1 a and the discharge facilities for swimming and bottom mud. At the conical flotation device bottom 3 are annularly arranged pressure liquid inlet openings 4 for the addition of the pressure fluid and the relaxation of the gas dissolved in the pressure fluid. The distance between the pressure fluid inlet openings 4 from the central axis of the flotation corresponds to at most half the radius of the flotation device.

In der Mitte des konischen Flotationsvorrichtungsbodens 3 ist der Bodenschlammauslauf 5 angebracht. Über dem Flotationsvorrichtungsboden 3 befindet sich das an der unteren Achswelle 6b befestigte Bodenschlammschild 7.In the middle of the conical flotation device floor 3, the bottom sludge outlet 5 is attached. Above the flotation apparatus floor 3 is the bottom mud shield 7 fastened to the lower axle shaft 6b.

Am oberen Ende des Zylinders 10, der den Beruhigungsraum 2 umschließt, ist zur Beräumung des Schwimmschlamms von der Flüssigkeitsoberfläche der Schwimmschlammabstreifer 8 angebracht. Die Schilde des Schwimmschlammabstreifers 8 sind geteilt.At the upper end of the cylinder 10, which encloses the settling chamber 2, the scum scraper 8 is mounted to clear the scum from the liquid surface. The shields of the scum scraper 8 are divided.

Während der vordere Teil jeden Schildes als bewegliches Schild 9 ausgebildet ist, wird das hintere Schild starr angeordnet.While the front part of each shield is designed as a movable shield 9, the rear shield is rigidly arranged.

In die Achswelle 6 der Flotationsvorrichtung ist der Beruhigungsraum 2 integriert. Der Beruhigungsraum 2 besteht aus einem Zylinder 10, einem mit Öffnungen versehenen, etwas ins Innere versetzten oberen Boden 11, an dem die obere Achswelle 6a befestigt ist, und einem unteren Boden 12, der den Zylinder 10 von unten dicht verschließt. Mit dem unteren Boden 12 ist auch die untere Achswelle 6b fest verbunden. In der Wand des Zylinders 10 befinden sich am unteren Ende Öffnungen 13 für den Austritt des beruhigten Flüssigkeitszulaufs in den Flüssigkeitsringraum 1. Die Höhe der Oberkante der Öffnungen 13 bis zur Flüssigkeitsoberfläche entspricht ungefähr dem halben Durchmesser der Flotationsvorrichtung. Der Beruhigungsraum ist so zu gestalten, daß sein Durchmeser etwa Ve des Durchmessers der Flotationsvorrichtung beträgt. Der Flüssigkeitszulauf erfolgt über einen Flüssigkeitszulaufstutzen 14, der in einem starr angeordneten Zulaufzylinder 15 mündet. Dieser Zylinder ist mit einem Kopfboden 16 versehen. Durch diesen Kopfboden 16 wird die obere Achswelle 6a geführt. Im Zulaufzylinder 15 befindet sich ein perforierter Verteilerboden 17, durch den ebenfalls die obere Achswelle 6a hindurchführt. Nach unten hin ist der Zulaufzylinder 15 offen, und er ragt auf Grund seines kleineren Durchmesserrs im Vergleich zu dem des Zylinders 10 in diesen hinein. Die Strömungsintensität im Beruhigungsraum 2, ausgedrückt durch die REYNOLDS-Zahl, beträgt nur etwa 10... 20% derjenigen im Flüssigkeitszulaufstutzen 14.In the axle 6 of the flotation of the calming space 2 is integrated. The calming space 2 consists of a cylinder 10, an apertured, slightly inwardly offset upper floor 11, to which the upper axle shaft 6a is fixed, and a lower floor 12, which closes the cylinder 10 from below tight. With the lower bottom 12 and the lower axle 6b is firmly connected. In the wall of the cylinder 10 are at the lower end openings 13 for the exit of the calmed liquid inlet into the liquid annulus 1. The height of the upper edge of the openings 13 to the liquid surface corresponds approximately to half the diameter of the flotation device. The calming space is to be designed so that its diameter is approximately Ve of the diameter of the flotation device. The liquid feed takes place via a liquid inlet pipe 14, which opens into a rigidly arranged feed cylinder 15. This cylinder is provided with a top 16. Through this head base 16, the upper axle 6a is guided. In the feed cylinder 15 is a perforated distributor plate 17 through which also passes the upper axle 6a. Towards the bottom, the feed cylinder 15 is open, and due to its smaller diameter than that of the cylinder 10, it projects into it. The flow intensity in the settling chamber 2, expressed by the REYNOLDS number, is only about 10... 20% of that in the liquid inlet port 14.

Die Klarflüssigkeit verläßt die Flotationsvorrichtung über den Klarflüssigkeitsauslauf 18. Vor diesem Klarflüssigkeitsauslauf 18 befindet sich eine ringförmig angeordnete Tauchwand 19. Dabei ist die Unterkante der Tauchwand 19 in gleicher Höhe bzw. niedriger als die Oberkante der Öffnungen 13 des Zylinders 10 anzubringen.The clear liquid leaves the flotation over the Klarflüssigkeitsauslauf 18. In front of this Klarflüssigkeitsauslauf 18 is an annularly arranged baffle 19. In this case, the lower edge of the baffle 19 at the same height or lower than the upper edge of the openings 13 of the cylinder 10 to install.

Die Oberfläche des Klarflüssigkeitsringraumes 22, der aus den zylindrischen Wänden der Flotationsvorrichtung und der Tauchwand 19 gebildet wird, besitzt ungefähr ein Viertel der Größe der Oberfläche des Flüssigkeitsringraumes 1. Durch den Klarflüssigkeitsringraum 22 führen die Schwimmschlammausläufe 20 aus den sich paarweise gegenüberliegenden Schlammtaschen 21.The surface of the Klarflüssigkeitsringraumes 22, which is formed from the cylindrical walls of the flotation and the baffle 19, has about a quarter of the size of the surface of the liquid annulus 1. Through the Klarflüssigkeitsringraum 22 the Schwimmschlammausläufe 20 from the pairs opposite mud pockets 21st

Die Erfindung wird im weiteren in ihrer Funktion an der vorstehend beschriebenen Vorrichtung näher erläutert. Hierbei ist die zu reinigende Flüssigkeit ein mit suspendierten Feststoffen verunreinigtes Abwasser. Das Abwasser gelangt durch den Flüssigkeitszulaufstutzen 14 in den Zulaufzylinder 15, wobei die Strömungsgeschwindigkeit beträchtlich verringert wird und eine primäre Beruhigung eintritt. Über den Verteilerboden 17 wird das Abwasser vergleichmäßigt und gelangt in den Beruhigungsraum 2, wobei eine sekundäre Beruhigung eintritt. Aus dem Beruhigungsraum 2 strömt das Abwasser durch die Öffnungen 13 in die Anlagerungszone 1 bdes Flüssigkeitsringraumes.The invention will be explained in more detail in its function on the device described above. Here, the liquid to be purified is a wastewater contaminated with suspended solids. The wastewater passes through the liquid inlet port 14 in the feed cylinder 15, wherein the flow rate is considerably reduced and a primary calming occurs. About the distributor plate 17, the waste water is made uniform and enters the calming chamber 2, with a secondary calming occurs. From the calming space 2, the wastewater flows through the openings 13 into the attachment zone 1 b of the liquid annulus.

Das von den Feststoffteilchen gereinigte Abwasser, das die Anlagerungszone 1 b in horizontaler Richtung durchströmt hat, tritt in den Klarflüssigkeitsringraum 22 ein und durchströmt diesen in vertikaler Richtung zum Klarflüssigkeitsauslauf 18, über den es die Flotationsvorrichtung als Klarwasser verläßt. Ein Teil des Klarwassers wird unter Druck mit Luft versetzt, wobei sich die Luft im Wasser löst.The purified from the solid particles wastewater, which has flowed through the attachment zone 1 b in the horizontal direction, enters the Klarflüssigkeitsringraum 22 and flows through this in the vertical direction to the Klarflüssigkeitsauslauf 18, through which it leaves the flotation device as clear water. Part of the clear water is pressurized with air, whereby the air dissolves in the water.

Dieses Druckwasser wird an den Druckflüssigkeitseintrittsöffnungen 4 entspannt, so daß sich feinste Luftbläschen bilden, die sich ringförmig nach oben ausbreitend in vertikaler Richtung erst die Anlagerungszone 1 b und dann die Flotationszone 1 a des Flüssigkeitsringraumes 1 durchströmen. Da die Entspannung des Druckwassers und damit die Gasbläschenbildung in der Flotationsvorrichtung erst beim Passieren des Düsensystems (Druckflüssigkeitseintrittsöffnungen 4) erfolgt, wird die nachteilige, den Flotationsvorgang in seiner Wirkung mindernde frühzeitige Vereinigung zu großen Blasen durch eine Entspannung im Zuleitungssystem weitgehend verhindert. Das Düsensystem gewährleistet eine gleichmäßige Luftblasenverteilung über den gesamten Querschnitt des Flüssigkeitsringraumes 1.This pressurized water is depressurized at the pressure fluid inlet openings 4, so that finest air bubbles are formed which flow annularly upward in the vertical direction first through the attachment zone 1 b and then through the flotation zone 1 a of the liquid ring space 1. Since the relaxation of the pressurized water and thus the formation of gas bubbles in the flotation takes place only when passing through the nozzle system (pressure fluid inlet openings 4), the disadvantageous, the flotation process in its effect reducing premature association is largely prevented by relaxation in the supply system. The nozzle system ensures a uniform air bubble distribution over the entire cross section of the liquid annulus 1.

Die aufwärts steigenden Luftbläschen stoßen auf die in der Anlagerungszone 1 b horizontal strömenden Feststoffteilchen. In diesem Bereich findet durch die konsequent angewendete Kreuzstromführung der Luftbläschen und Feststoffteilchen die größtmögliche Kontaktierung zur Bildung flotierbarer Feststoff-Luftbläschen-Aggregationen statt.The upwardly rising air bubbles encounter the solid particles flowing horizontally in the attachment zone 1b. Due to the consistently applied cross-flow guidance of the air bubbles and solid particles, the greatest possible contact takes place in this area to form flotable solid-air bubble aggregations.

Das aus dem Beruhigungsraum 2 über der Druckflüssigkeitsentspannungszone 1 с beruhigt ausströmende, zu flotierende Abwasser einschließlich der gleichmäßigen Abwasserverteilung über den gesamten Querschnitt der Anlagerungszone 1 b unterstützen die Kontaktierung von Feststoffen und Luftbläschen.The wastewater flowing out of the settling chamber 2 above the pressure fluid expansion zone 1 s, which flows smoothly, including the uniform distribution of waste water over the entire cross section of the adsorption zone 1 b, support the contacting of solids and air bubbles.

Durch die gewählte Strömungsführung wird eine schonende Behandlung gebildeter Feststoff-Gasbläschen-Aggregationen und flockiger Partikel erreicht.By the selected flow guide a gentle treatment of formed solid-gas bubble aggregates and fluffy particles is achieved.

Im Gegensatz zum Gleichstrom von Gasbläschen und Feststoffteilchen bei der Kontaktierung wird somit die größte Wirksamkeit erzielt. Nach der Kontaktierung können die mit Luftbläschen behafteten Feststoffteilchen ungestört in der Flotationszone 1 а aufschwimmen, in der eine Zerstörung der Feststoff-Luftbläschen-Aggregationen verhindert wird. Zu Boden sinkende schwere Feststoffteilchen werden durch das Bodenschlammschild 7 zum Bodenschlammauslauf 5 transportiert und dort abgezogen. Auf Grund der niedrigen Umlaufgeschwindigkeit des Bodenschlammschildes 7 und des Schwimmschlammabstreifers 8 von 0,35...0,5U/min wird eine Störung der Strömungsverhältnisse weitgehend vermieden.In contrast to the direct current of gas bubbles and solid particles in the contacting thus the greatest effectiveness is achieved. After contacting, the solid particles afflicted with air bubbles can float undisturbed in the flotation zone 1 a, in which destruction of the solid-air bubble aggregations is prevented. Falling to the bottom heavy solid particles are transported through the bottom mud shield 7 to the bottom sludge outlet 5 and withdrawn there. Due to the low circulation speed of the bottom mud shield 7 and the scum scraper 8 of 0.35 ... 0.5U / min disturbance of the flow conditions is largely avoided.

Der aufschwimmende Schlamm wird mittels des Schwimmschlammabstreifers 8 zu den Schlammtaschen 21 transportiert. Die Oberkante der Schlammtaschen 21 ist geringfügig höher als die Wasseroberfläche. Über schräg ausgebildete Auflaufkanten der Schlammtaschen 21 gleitet das bewegliche Schild 9 des Schwimmschlammabstreifers 8 und schiebt somit den Schwimmschlamm in die Schlammtaschen 21, aus denen der Schlamm dann abgezogen wird.The floating sludge is transported to the mud pockets 21 by the scum scraper 8. The upper edge of the mud pockets 21 is slightly higher than the water surface. About obliquely formed casserole edges of the mud pockets 21 slides the movable shield 9 of the scum 8 and thus pushes the scum into the mud pockets 21, from which the sludge is then withdrawn.

Durch die Erfindung ergeben sich folgende Vorteile: In der Beruhigungszone können sich aus freien suspendierten Inhaltsstoffen größere Aggregationen bilden, die bei der Blasenhaftung in der Anlagerungszone bevorteilt sind. Die gleichmäßige Gasblasenverteilung über den gesamten Querschnitt der Anlagerungs- und Flotationszone führt zu einem verbesserten Kontaktierungseffekt und damit zu einer Erhöhung der Flotationsleistung. Die beruhigte und gleichmäßige Flüssigkeitszugabe aus der Beruhigungszone in die Anlagerungszone und die konsequent angewendete Kreuzstromführung der Inhaltsstoffe und Gasblasen in der Anlagerungszone führt ebenfalls zur Verbesserung dieses Kontaktierungseffektes und gesteigerter Flotationsleistung.The invention provides the following advantages: In the calming zone, larger aggregations can form from free suspended ingredients, which are advantageous in the case of bubble adhesion in the addition zone. The uniform gas bubble distribution over the entire cross section of the attachment and flotation zone leads to an improved contacting effect and thus to an increase in the flotation performance. The soothing and even addition of liquid from the settling zone to the accumulation zone and the consistently applied cross flow of the ingredients and gas bubbles in the accumulation zone also improves this contacting effect and increased flotation performance.

Die beruhigten Strömungsverhältnisse in der Flotationszone gewährleisten eine schonende Behandlung der gebildeten Aggregationen und bilden die Grundlage für die sichere flotative Entfernung der nichtgelösten Inhaltsstoffe aus der zu reinigenden Flüssigkeit.The calming flow conditions in the flotation zone ensure a gentle treatment of the aggregations formed and form the basis for the safe flotative removal of the non-dissolved ingredients from the liquid to be purified.

Das Flotationsverfahren gemäß der Erfindung wurde vorstehend in Verbindung mit der Behandlung eines mit suspendierten Feststoffen verunreinigten Abwassers beschrieben. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Abscheidung von suspendierten Feststoffen aus Abwasser beschränkt, sondern kann vielmehr dazu verwendet werden, auch Inhaltsstoffe von fettiger und öliger Beschaffenheit und kolloidale Inhaltsstoffe aus industriellen und kommunalen Abwässern abzutrennen. Dazu können mit dem erfindungsgemäßen Flotationsverfahren auch Abwässer behandelt werden, deren Inhaltsstoffe mittels anorganischer oder organischer Flockungsmittel ausgeflockt werden. Auch ist das erfindungsgemäße Verfahren bei der biologischen Abwasserbehandlung, und zwar besonders in der Nachklärung und Schlammeindickung einsetzbar.The flotation process according to the invention has been described above in connection with the treatment of a suspended solids contaminated wastewater. Of course, the invention is not limited to the separation of suspended solids from wastewater, but rather can be used to separate also components of greasy and oily nature and colloidal ingredients from industrial and municipal effluents. For this purpose, wastewater can also be treated with the flotation process according to the invention, the contents of which are flocculated by means of inorganic or organic flocculants. Also, the inventive method in biological wastewater treatment, and especially in the post-treatment and sludge thickening can be used.

In alternativer Weise kann die Erfindung verwendet werden, spezielle flüssige Medien in der Industrie zu behandeln, wie z. B. die Reinigung von Spinnbädern aus der Viskosefaserindustrie, die Reinigung von Zuckerlösungen und die Abtrennung von lonenaustauschpartikeln.Alternatively, the invention may be used to treat specific liquid media in the industry, such as e.g. As the cleaning of spunbonds from the viscose fiber industry, the purification of sugar solutions and the separation of ion exchange particles.

Claims (2)

Flotationsverfahren zur Abtrennung von nicht gelösten Stoffen aus Flüssigkeiten und zur Eindickung von Schlämmen mit geringem Feststoffgehalt und mit einer Druckflüssigkeits-Entspannungszone gebildeten und gleichmäßig verteilten Gasbläschen, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnde Flüssigkeit in einer feststehenden primären und in einer langsam rotierenden sekundären Beruhigungszone (2) strömungsmäßig beruhigt und vergleichmäßigt wird und mit stark verminderter Strömungsgeschwindigkeit gleichmäßig verteilt durch Öffnungen (13) aus der rotierenden Beruhigungszone (2) direkt in die Anlagerungszone (1 b) fließt, wobei die in der Beruhigungszone (2) zur Haftung vorbereiteten Inhaltsstoffe der zu behandelnden Flüssigkeit in der Anlagerungszone (1 b) bei Überlagerung einer rotierenden Ausströmmenge aus den Öffnungen (13) der Beruhigungszone (2) mit der konsequenten Kreuzstromführung als Inhaltsstoff-Gasbläschen-Aggregation in einer sich durch beruhigte Strömungsverhältnisse auszeichnenden Flotationszone (1 a) flotiert werden.Flotation process for the separation of non-dissolved substances from liquids and for thickening of sludges with low solids content and with a pressure fluid expansion zone formed and evenly distributed gas bubbles, characterized in that the liquid to be treated in a fixed primary and in a slowly rotating secondary settling zone (2 ) is smoothed and uniformed with greatly reduced flow velocity uniformly distributed through openings (13) from the rotating calming zone (2) directly into the attachment zone (1 b), wherein in the settling zone (2) prepared for adhesion ingredients of the treated Liquid in the attachment zone (1 b) when superimposed on a rotating Ausströmmenge from the openings (13) of the calming zone (2) with the consistent cross-flow guidance as ingredient gas bubble aggregation in a by calming Strö mation ratios flotation zone (1 a) are floated. HierzuFor this 2 Seiten Zeichnungen2 pages drawings