DE2158811A1

DE2158811A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Einspritzen von flüssigen oder gasförmigen Medien in Flotationsbehälter

Info

Publication number: DE2158811A1
Application number: DE19712158811
Authority: DE
Inventors: Vincent Velizy Yveline Savall (Frankreich)
Original assignee: Degremont Societe Generale dEpuration de dAssainissement
Current assignee: Degremont SA
Priority date: 1970-11-26
Filing date: 1971-11-26
Publication date: 1972-06-29
Also published as: FR2115053A1; FR2115053B1; GB1367299A; BE774088A; JPS511070B1; CH532421A; SE381410B

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Einspritzen von flüssigen oder gasförmigen Medien in Flotationsbehälter

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einspritzen flüssiger oder gasförmiger Medien in Flotationsbehälter bzw. Flotationszellen, wo die Flotation durch Entspannung einer druckgasgesättigten Flüssigkeit in der zu behandelnden Flüssigkeit durchgeführt wird, die Partikel in Suspension enthalt.

Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist ebenso wie die Vorrichtung anwendbar, insbesondere bei der Behandlung von V/ässern, auf die Flotation von zuvor einer Flocculation unterworfenen Wässern (d'eaux prealablement flo.culees) wobei die Flotation durch Einspritzen eines mit Druckluft gesattigten Wassers in den Flotationsbehälter durchgeführt wird.

209827/0565

Es sind bereits verschiedene Vorrichtungen zum Einspritzen von mit Druckluft gesättigtem.Wasser in das zu behandelnde Wasser mittels Flotationszellen bzw. Flotationsbehältern ausgeführt und betrieben worden, die zur Behandlung von Wässern verwendet werden. Einige weisen einen gemeinsamen Eingang für das zu behandelnde V/asser und für das mit Druckluft gesättigte Wasser am Boden des Flotationsbehälters a«# in Form konzentrischer Rohrstutzen mit einem Eingang auf, der entweder vertikal oder horizontal und tangential gegenüber dem Einspritztopf an diesem angeordnet ist. Andere weisen für das zu behandelnde Wasser und für das mit Druckluft gesättigte Wasser verschiedene Eingänge auf, die entweder horizontal und tangential gegenüber dem Einspritztopf an verschiedenen Stellen auf gleicher Höhe oder horizontal und senkrecht zu dem bzw. an dem Einspritztopf an verschiedenen Stellen und in verschiedener Höhe liegen. Andere bekannte Vorrichtungen weisen einen vertikalen Eingang für das zu behandelnde Wasser und einen horizontalen Eingang für das mit Druckluft gesättigte Wasser auf sowie tangential und senkrecht gegenüber dem Einspritztopf in deutlich verschiedener Höhe, beispielsweise um einige zehn Zentimeter gegeneinander versetzt.

Diese bekannten Vorrichtungen weisen ale den Nachteil auf, lokale Turbulenzen in dem einer Flocculation unterworfenen Wasser (dans l'eau floculee) hervorzurufen, die stark genug sind, um die zerbrechlichen ausgeflockten Partikel (oder das 4usgeflockte) zu beschädigen, die, wenn sie geteilt sind und sich nicht wieder bilden bzw. vervollständigen können, nicht mehr in der Lage sind, flotiert zu werden. Diese bekannten Vorrichtungen arbeiten somit im Falle einer festen Ausflockung zufriedenstellend, die sich nicht zerstören bzw. beschädigen läßt.

209827/0 565

Sie sind jedoch nicht anwendbar im Falle zerbrechlicher Ausflockungen, die insbesondere bei der Behandlung von Wässern auftreten.

Auf der anderen Seite wird bei diesen verschiedenen bekannten Vorrichtungen die direkte Entspannung der Druckluft an einem einzigen Entspannungselement im Behandlungsraum vorgenommen. Dies führt zur Bildung großer Blasen, die den Wirkungsgrad der Flotation verringern.

Die vorliegende Erfindung gestattet es, diese Nachteile zu vermeiden. Sie besteht im wesentlichen darin, daß ™

in eine Wandung bzw. in einen Behälter von vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt, wobei am unteren Ende des Behälters einer Flocculation unterworfenes Wasser zugeführt wird, mit Druckluft gesättigtes Wasser zugeführt wird während der Ausbreitung des Flüssigkeitsstromes, der gebildet ist durch das der Flocculation unterworfene Wasser, wodurch die Entstehung einer parasitären Turbulenz in dem der Flocculation unterworfenen Wasser vermieden und gestattet wird, die Kohäsion der Ausflockung zu bewahren, und daß eine stufenweise Entspannung des mit Druckluft gesättigten Wassers vor dessen Einführung in den Behälter erreicht wird zur Erzielung einer Teilung {(

der Luft in Form von kleinsten Bläschen mitten in der Ausflockung, wobei die kleinen Bläschen in homogener V/eise in der Masse des der Flocculation unterworfenen Wassers verteilt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhafterweise mittels einer Vorrichtung durchgeführt, die einen mit "Einspritztopf" benannten Raum umfaßt, der zweckmäßig einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und dazu bestimmt

2Q9827/OH6 5

BAD ORIGINAL

ist, am Boden bzw. am unteren Teil der Flotationskammer bzw. der Flotationszelle angeordnet zu werden, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Einlaßrohrleitung für das der Flocculation unterworfene und zu behandelnde Wasser am Boden des Einspritztopfes in . axialer Richtung einmündet und daß äe*> eine horizontal verlaufende Einlaßrohrleitung für das mit Druckluft gesättigte dort in einer exzentrischen sowie nicht tangentialen Richtung derart einmündet, daß der mit Druckluft gesättigte Wasserstrahl nicht nicht auf den Strahl des zu behandelnden Wassers auftrifft, und diese letztere Rohrleitung in unmittelbarer Nähe des Einspritztopfes eine Vorrichtung umfaßt, die eine stufenweise Entspannung des mit Druckluft gesättigten Wassers zuläßt.

Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in deren Verlauf verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 5 der Zeichnungen erläutert werden.

Es wird hervorgehoben, daß es hierbei einzig und allein um Beispiele geht und alle anderen Formen, Abmessungsverhältnisse und Vorrichtungen angenommen werden können, ohne daß eine Abweichung von dem für die Erfindung gesteckten Rahmen eintritt. Das behandelte Beispiel bezieht sich auf einen Fall der Flotation eines einer Flocculation unterworfenen Wassers (flottation d'eau floculee), aber die Erfindung ist offensichtlich"nicht auf dieses Beispiel beschränkt.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die Vorrichtung, die ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, aus einem Einspritztopf a von kreisförmigem Querschnitt

20 9827/0565

BAD

xind von zylindrischer Form (vgl. Fig. 1) oder auch stumpfkegeliger Form (vgl. Fig. 4), der am Boden des Plotationsbehalters b angeordnet ist.

Das einer Flocculation unterworfene und zu behandelnde Wasser wird vertikal am Boden des Einspritztopfes in dessen Mitte mittels eines Rohrsysterns c eingespeist, und zwar mit einer Geschwindigkeit von beispielsweise 1 m/sek. In der Nähe des Bodens des Topfes wird durch eine horizontal und exzentrisch sowie nicht tangential gerichtete Rohrleitung d mit Druckluft gesättigtes Wasser eingeleitet, das eine zurückgewonnene Fraktion des behandelten Wassers darstellen kann. Die Eintrittsgeschwin- ™ digkeit dieses mit Luft gesättigten Wassers liegt beispielsweise bei 1-2,5 m/sek. Der schematisch bei e dargestellte Flüssigkeitsstrom, der durch das einer Flocculation unterworfene und zu behandelnde Wasser gebildet ist, verbreitert sich in dem Einspritztopf, wobei an seiner Peripherie eine tote Zone f freigelassen wird, in die genau das mit Druckluft gesättigte Wasser eingespritzt wird. Auf diese Weise wird die durch die Geschwindigkeit und die Entspannung des mit Druckluft gesättigten Wassers vorhandene Energie in der toten Zone absorbiert, ohne daß die Strömung des der Flocculation unterworfenen Wassers geändert wird. Darüber hinaus ^

wird die Resultierende der beiden Strahlen zwangsläufig etwas schräg infolge der exzentrisch gerichteten Einspritzung des mit Druckluft gesättigten Wassers. Dies führt zu der weiteren vorteilhaften Wirkung einer besseren Verbreiterung der Oberfläche des Flüssigkeitsstromes, woraus eine geringere Deformation dieser Oberfläche resultiert. Außerdem gestattet dies, daß die Kohäsion de- einer Flocculation unterworfenen Massen nicht geändert wird und sich diese an der Oberfläche der Flüssigkeit in dem Flotationsbehälter sammeln.

- 5 209827/0565

BAD ORIGINAL

Um die Bildung großer Blasen durch eine plötzliche Entspannung des mit Druckluft gesättigten Wassers zu vermeiden und um im Gegenteil die Bildung kleinster Blasen bzw. Mikroblasen mit einer gewissen Verzögerung und allein im Innern der Ausflockung selbst zu erhalten, umfaßt das Zuführrohr d des mit Luft gesättigten Wassers ein geeignetes Entspannungssystem, das zu starke Hohlräume vermeidet und die Entspannung in Stufen vor sich gehen läßt. Dieses System kann durch zwei hintereinander liegende Schieber oder Ventile g, h (vgl. Pig. j?) gebildet sein, die in unmittelbarer Nachbarschaft des Einspritztopfes angeordnet sind. Eine in dieser V/eise ausgebildete Vorrichtung gestattet eine homogene Verteilung der Mikroblasen in dem der Flocculation unterworfenen Wasser.

Nach einem anderen Ausführungsbeispiel, das in Fig. 4 gezeigt ist und ebenfalls einen Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, besteht das an die Rohrleitung d zur Einspritzung des mit Druckluft gesättigten Wassers angeschlossene Entspannungssystern aus einem Schieber oder Ventil g und einer Düse j.

Nach einer weiteren in Fig. ¹J dargestellten Ausführungsform besteht das an der Rohrleitung zur Einspritzung des mit Druckluft gesättigten Wassers angebrachte Entspannungssystem aus einem Schieber oder Ventil k und einem Rohrleitungssegment m von variabler Lange, dessen Durchmesser geringer ist als derjenige der Rohrleitung d.

In den verschiedenen Ausführungsformen der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist die Rohrleitung zum Einspritzen des mit Druckluft gesättigten Wassers Vorzugs-

-o-

209827/0565

weise einige Zentimeter oberhalb des Bodens des Einspritztopfes angeordnet.

Die verschiedenen Ausfuhrungsformen der Vorrichtung nach der Erfindung gestatten eine erhebliche Steigerung des Wirkungsgrades der Flotation und sind insbesondere bei der Behandlung von einer Flocculation unterworfenen Wässern anwendbar.

Patentansprüche;

209877/0565

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Einspritzen von flüssigen oder gasförmigen Medien in Flotationsbehälter, wo die Flotation durch Entspannung verursacht wird und wo in eine Partikel in Suspension enthaltende und zu behandelnde Flüssigkeit eine mit Druckgas gesättigte Flüssigkeit eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnde Flüssigkeit in einen Behälter von vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt am Boden desselben eingeleitet wird, daß die mit Druckgas gesättigte Flüssigkeit außerhalb des Flüssigkeitsstromes eingeleitet wird, der durch die zu behandelnde Flüssigkeit gebildet wird_}und daß vor der Einspeisung der mit Druckgas gesättigten Flüssigkeit in den Behälter eine stufenweise Entspannung derselben durchgeführt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oben offener Raum(a), genannt Einspritztopf, von vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt am Boden des Flotat:umsbehälters (b) angeordnet ist zur vorzugsweise axialen Aufnahme der zu behandelnden Flüssigkeit an seinem Boden, wobei der Einspritztopf seitlich eine horizontal verlaufende Rohrleitung (d) zum Einspritzen der mit Gas gesättigten Flüssigkeit aufweist, die in der Weise exzentrisch und nicht tangential gerichtet ist, daß der horizontale Strahl nicht unmittelbar auf den vertikalen Strahl der zu behandelnden Flüssigkeit auftrifft.

2). Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η-zeichnet, daß die horizontal verlaufende Rohrleitung

-B-

209877/05RS _

BAD ORIGINAL

(d) zur Einspeisung der mit Druckgas gesättigten Flüssigkeit zwei Ventile (g, h) umfaßt, die hintereinander gesetzt in unmittelbarer Nachbarschaft des Einspritztopfes (a) angeordnet sind, wobei die Ventile (e, h) eine stufenweise Entspannung der mit Druckgas gesättigten Flüssigkeit veranlassen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontal verlaufende Leitung (d)zur Einspritzung der mit Druckgas gesättigten Flüssigkeit ein Ventil (e) und eine Düse (j) umfaßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder j5* dadurch gekennzeichnet, daß die horizontal verlaufende Leitung (d) zur Einspritzung der mit Druckgas gesättigten Flüssigkeit ein Ventil (k) und ein Rohrleitungssegment

(m) von variabler Länge umfaßt, dessen Durchmesser geringer ist als derjenige der Rohrleitung (d).

6. Vorrichtung nach einam oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 2 - 5> dadurch gekennzeichnet, daß der Einspritztopf (a) eine stumpfkegelige Form aufweist. Λ

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der.vorstehenden Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspritztopf (a) eine zylindrische Form aufweist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 2 - ¹J, dadurch gekennzeich- a e t, daß die Leitung (d) zum Einspritzen von mit Druckluft gesättigtem Wasser in unmittelbarer Nachbarschaft des Bodens des Einspritztopfes (a) angeordnet ist.

- 9 209827/0565 BADORIQiNAL

4§ 2Ί58811

9· Verfahren nach Anspruch 1, ausgeführt nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren auf die Flotation von zunächst einer Flocculation unterworfenen Wässern angewendet wird, wobei die mit Druckgas gesättigte Flüssigkeit V/asser ist, das gegebenenfalls eine Fraktion des behandelten zurückgeführten Wassers ist, angereichert bzw. gesättigt mit Druckluft.

- Io -

209827/0565