CA1099227A - Procede de production de microbulles aptes a assurer le traitement d'une suspension - Google Patents
Procede de production de microbulles aptes a assurer le traitement d'une suspensionInfo
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Abstract
Procédé de production de microbulles aptes à assurer le traitement d'une suspension par flottation dans une cuve par la fermeture brusque d'un clapet disposé à l'extrémité amont d'une conduite reliée à ladite cuve, et dans laquelle circule la suspension à traiter, convenablement enrichie en gaz dissous.
Description
1~9227 On peut effectuer l'épuration d'un effluent ou plus généralement la séparation d'une suspension contenant des parti-cules (ou gouttelettes) par le procédé de flottation, en pro-duisant des bulles qui sont susceptibles de se fixer sur ces particules, pour les amener à la surface par effet de poussée d'Archimede.
La présente invention a pour objet un procédé de production de telles bulles aptes à assurer le traitement d'une suspension par flottation, consistant dans uné conduite où on fait circuler la suspension enriahie en gaz dissous jusqu'à une cuve de flottation, a couper brutalement l'écoulement selon une fréquence prédéterminée au moyen d'un organe d'obturation a fer-meture brusque produisant a son aval dans la conduite une onde de dépression périodique telle qu'elle provoque des bulles de cavi-tation dans l'écoulement a cet endroit, cette onde de dépression se propageant dans la conduite jusqu'a la cuve de flottation o~
elle se réfléchit en onde de pression produisant le collapsus des bulles de cavitation avec formation de microbulles susceptibles de s'accrocher aux particules a flotter, les conditions dans la conduite étant telles que les microbulles se trouvent dans un milieu sursaturé par rapport aux conditions locales de pression et ont tendance à grossir pendant leur trajet jusqu'à la cuve de flottation.
. De plus, on pourra mettre en dépression l'espace libre au-dessus de la surface de la suspension dans la cuve de flottation, provoquant un grossissement supplémentaire des bulles par diffusion gazeuse dans cette cuve lors de leur montée vers la surface libre, assurant un meilleur entrainement des particules.
Selon un mode particulier de réalisation présentant un avantage supplémentaire, on pourra, produire la dépression dans une cuve de flottation étanche par effet de siphon, sans depense importante d'énergie, en plaçant ladite cuve au-dessus du niveau d'alimentation de la suspension et en la rel ~nt a celui-.
10"9227 ci par une canalisation à circulation montante à l'aval du clapet à
fermeture brusque, et dans laquelle se produit la cavitation, l'évaouation de ladite suspension, après traitement dans la cuve, s'effectuant par une canalisation descendante à un niveau inférieur au niveau d'alimentation.
Il suffit d'une pompe à vide de faible puissance pour amorcer le siphon et entretenir cette dépression en évacuant l'air introduit dans la cuve par les bulles arrivant au travers de la surface libre.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront dans la description donnée ci-après de deux formes de réalisation appli-quées à l'épuration d'un effluent par flottation.
- La figure 1 est une vue schématique d'une installation selon l'invention.
- La figure 2 est une vue schématique d'une variante de réalisa-tion.
On voit sur la figure 1 une réalisation selon l'invention pour l'épuration d'un effluent par flottation, comportant un réservoir 1 ali-menté en effluent à traiter par une conduite 20, et dont le niveau est maintenu à une cote N1 par des appareils classiques de détection et de contrôle non representés.
Ce réservoir comporte une arri.ée d'air 2 pour obtenir une saturation en air dissous de cet effluent. Cette saturation étant contrôlée par un appareil de mesure 3 qui commande un régulateur 18 d'injection d'air.
Cet effluent est amené, par une conduite 4 comportant un clapet 10 à fermeture brusque, jusqu'à la base d'une cuve de flottation 5, laquelle comporte un déversoir 6 au-dessus duquel se déversent, avec du liquide, les particules qui ont été amenées à la surface 7 de l'effluent dans la cuve, ces particules étant évacuées par une conduite 8. Le niveau dans la cuve est maintenu, au moyen du déversoir 6, à une cote N3 inférieure à la cote N1 du réservoir d'alimentation 1.
L' effluent traité est évacué de la cuve 5 par une conduite 9.
Par la fermeture brusque du clapet 10 selon une fréquence .
lQ~9227 prédéterminée au moyen d'un organe de commande 19, coupant brutalement le débit selon cette fréquence, on produit à son aval une onde de dépression périodique qui provoque des bulles de cavitation 11 dans la conduite 4.
Cette onde se propage jusqu'à l'extrémité aval 14 de cette conduite pour atteindre la surface libre 7 de l'efluent dans la cuve de flottation 5 et se réfléohit dans cette cuve, à la suite de la forte rupture d'impédance acoustique qui s'y produit, en onde de pression dans la conduite 4 provoquant le collapsus des bulles de cavitation, avec la formation de microbulles 12 susceptibles de s'accrocher aux particules de l'effluent à faire flotter.
La saturation de l'effluent en air dissous dans le réservoir 1, contrôlée par l'appareil de mesure 3 qui commande un régulateur 18 d'injection d'air, est effectuée de telle sorte que les bulles dans la conduite 4 se trouvent en milieu sursaturé par rapport aux conditions locales de pression et grossi3sent en 13 pendant leur traiet jusqu'à la cuve de flottation où elles montent en se fixant sur les particules pour les amener à la surface libre 7, ces particules étant ensuite évacuées au-dessus du déversoir 6 et par la conduite 8.
La figure 2 montre une variante de réalisation dans laquelle 2Q l'espace libre au-dessus de la surface de l'effluent dans la cuve d3 flottation est mis en dépression par effet de siphon.
On voit sur cette figure le réservoir 1 d'alimentation de l'effluent à traiter, avec son arrivée d'air 2 contrôlée par les appareils 3 et 18, le niveau de l'effluent dans ce réservoir étant maintenu à la cote N1 par des appareils classiques de détection et de contrôle non repré-sentés.
La cuve de flottation est placée au-dessus du niveau N1 du réservoir d'alimentation 1 et est reliée à celui-ci par la conduite 4, laquelle est alors verticale et à circulation ascendante comportant, à sa 3 base, le clapet 10 à fermeture brusque.
Les particules sont évacuées de la cuve de flottation p~r la ~Q"9~*7 conduite 8 débouchant dans une cuve 21 et l'effluent traité est évacué par une conduite verticale 15 à circulation descendante qui amène ledit effluent dans un réservoir 16 dont le niveau est à une cote N2 inférieure a la cote N1 du niveau de l'effluent dans le réservoir d'alimentation 1.
L'effluent traité est évacué de ce réservoir par une conduite 22.
Dans ces conditions, il se produit une circulation de l'effluent par effet de siphon depuis le réservoir 1 jusqu'au réservoir 16, provoquant une dépression dans l'espace libre au-dessus de la surface 7 de l'effluent dans la cuve de flottation 5.
Le fonctionnement de l'installation est le même que dans l'exemple de la figure 1, avec la fermeture brusque du clapet 10 produisant une onde de dépression qui provoque des bulles de cavitatior, 11 dans la conduite 4 et se réfléchit à partir de la cuve 5 en onde de pression provoquant le collapsus des bulles ~1 avec formation de microbulles 12 qui grossissent en 13 dans le trajet jusqu'à la cuve de flottation 5.
Une pompe à vide 17 de faible puissance permet d'amorcer le siphon et d'entretenir cette dépression en compencant l'air introduit dans la cuve par les bulles arrivant au travers de la surface libre.
En raison de la dépression dans la cuve 5, le grossissement des microbulles s'effectue par action combinée d~ la dépression et de diffusion gazeuse dans la conduite 14 à circulation ascendante, pendant le trajet des bulles jusqu'à la cuve de flottation 5, assurant, avec le grossissement qui se produit encore dans cette cuve par diffusion gazeuse, des bulles de dimensions relativement grosses, assurant un excellent entraînement vers la surface libre 7 des particules de l'effluent.
La présente invention a pour objet un procédé de production de telles bulles aptes à assurer le traitement d'une suspension par flottation, consistant dans uné conduite où on fait circuler la suspension enriahie en gaz dissous jusqu'à une cuve de flottation, a couper brutalement l'écoulement selon une fréquence prédéterminée au moyen d'un organe d'obturation a fer-meture brusque produisant a son aval dans la conduite une onde de dépression périodique telle qu'elle provoque des bulles de cavi-tation dans l'écoulement a cet endroit, cette onde de dépression se propageant dans la conduite jusqu'a la cuve de flottation o~
elle se réfléchit en onde de pression produisant le collapsus des bulles de cavitation avec formation de microbulles susceptibles de s'accrocher aux particules a flotter, les conditions dans la conduite étant telles que les microbulles se trouvent dans un milieu sursaturé par rapport aux conditions locales de pression et ont tendance à grossir pendant leur trajet jusqu'à la cuve de flottation.
. De plus, on pourra mettre en dépression l'espace libre au-dessus de la surface de la suspension dans la cuve de flottation, provoquant un grossissement supplémentaire des bulles par diffusion gazeuse dans cette cuve lors de leur montée vers la surface libre, assurant un meilleur entrainement des particules.
Selon un mode particulier de réalisation présentant un avantage supplémentaire, on pourra, produire la dépression dans une cuve de flottation étanche par effet de siphon, sans depense importante d'énergie, en plaçant ladite cuve au-dessus du niveau d'alimentation de la suspension et en la rel ~nt a celui-.
10"9227 ci par une canalisation à circulation montante à l'aval du clapet à
fermeture brusque, et dans laquelle se produit la cavitation, l'évaouation de ladite suspension, après traitement dans la cuve, s'effectuant par une canalisation descendante à un niveau inférieur au niveau d'alimentation.
Il suffit d'une pompe à vide de faible puissance pour amorcer le siphon et entretenir cette dépression en évacuant l'air introduit dans la cuve par les bulles arrivant au travers de la surface libre.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront dans la description donnée ci-après de deux formes de réalisation appli-quées à l'épuration d'un effluent par flottation.
- La figure 1 est une vue schématique d'une installation selon l'invention.
- La figure 2 est une vue schématique d'une variante de réalisa-tion.
On voit sur la figure 1 une réalisation selon l'invention pour l'épuration d'un effluent par flottation, comportant un réservoir 1 ali-menté en effluent à traiter par une conduite 20, et dont le niveau est maintenu à une cote N1 par des appareils classiques de détection et de contrôle non representés.
Ce réservoir comporte une arri.ée d'air 2 pour obtenir une saturation en air dissous de cet effluent. Cette saturation étant contrôlée par un appareil de mesure 3 qui commande un régulateur 18 d'injection d'air.
Cet effluent est amené, par une conduite 4 comportant un clapet 10 à fermeture brusque, jusqu'à la base d'une cuve de flottation 5, laquelle comporte un déversoir 6 au-dessus duquel se déversent, avec du liquide, les particules qui ont été amenées à la surface 7 de l'effluent dans la cuve, ces particules étant évacuées par une conduite 8. Le niveau dans la cuve est maintenu, au moyen du déversoir 6, à une cote N3 inférieure à la cote N1 du réservoir d'alimentation 1.
L' effluent traité est évacué de la cuve 5 par une conduite 9.
Par la fermeture brusque du clapet 10 selon une fréquence .
lQ~9227 prédéterminée au moyen d'un organe de commande 19, coupant brutalement le débit selon cette fréquence, on produit à son aval une onde de dépression périodique qui provoque des bulles de cavitation 11 dans la conduite 4.
Cette onde se propage jusqu'à l'extrémité aval 14 de cette conduite pour atteindre la surface libre 7 de l'efluent dans la cuve de flottation 5 et se réfléohit dans cette cuve, à la suite de la forte rupture d'impédance acoustique qui s'y produit, en onde de pression dans la conduite 4 provoquant le collapsus des bulles de cavitation, avec la formation de microbulles 12 susceptibles de s'accrocher aux particules de l'effluent à faire flotter.
La saturation de l'effluent en air dissous dans le réservoir 1, contrôlée par l'appareil de mesure 3 qui commande un régulateur 18 d'injection d'air, est effectuée de telle sorte que les bulles dans la conduite 4 se trouvent en milieu sursaturé par rapport aux conditions locales de pression et grossi3sent en 13 pendant leur traiet jusqu'à la cuve de flottation où elles montent en se fixant sur les particules pour les amener à la surface libre 7, ces particules étant ensuite évacuées au-dessus du déversoir 6 et par la conduite 8.
La figure 2 montre une variante de réalisation dans laquelle 2Q l'espace libre au-dessus de la surface de l'effluent dans la cuve d3 flottation est mis en dépression par effet de siphon.
On voit sur cette figure le réservoir 1 d'alimentation de l'effluent à traiter, avec son arrivée d'air 2 contrôlée par les appareils 3 et 18, le niveau de l'effluent dans ce réservoir étant maintenu à la cote N1 par des appareils classiques de détection et de contrôle non repré-sentés.
La cuve de flottation est placée au-dessus du niveau N1 du réservoir d'alimentation 1 et est reliée à celui-ci par la conduite 4, laquelle est alors verticale et à circulation ascendante comportant, à sa 3 base, le clapet 10 à fermeture brusque.
Les particules sont évacuées de la cuve de flottation p~r la ~Q"9~*7 conduite 8 débouchant dans une cuve 21 et l'effluent traité est évacué par une conduite verticale 15 à circulation descendante qui amène ledit effluent dans un réservoir 16 dont le niveau est à une cote N2 inférieure a la cote N1 du niveau de l'effluent dans le réservoir d'alimentation 1.
L'effluent traité est évacué de ce réservoir par une conduite 22.
Dans ces conditions, il se produit une circulation de l'effluent par effet de siphon depuis le réservoir 1 jusqu'au réservoir 16, provoquant une dépression dans l'espace libre au-dessus de la surface 7 de l'effluent dans la cuve de flottation 5.
Le fonctionnement de l'installation est le même que dans l'exemple de la figure 1, avec la fermeture brusque du clapet 10 produisant une onde de dépression qui provoque des bulles de cavitatior, 11 dans la conduite 4 et se réfléchit à partir de la cuve 5 en onde de pression provoquant le collapsus des bulles ~1 avec formation de microbulles 12 qui grossissent en 13 dans le trajet jusqu'à la cuve de flottation 5.
Une pompe à vide 17 de faible puissance permet d'amorcer le siphon et d'entretenir cette dépression en compencant l'air introduit dans la cuve par les bulles arrivant au travers de la surface libre.
En raison de la dépression dans la cuve 5, le grossissement des microbulles s'effectue par action combinée d~ la dépression et de diffusion gazeuse dans la conduite 14 à circulation ascendante, pendant le trajet des bulles jusqu'à la cuve de flottation 5, assurant, avec le grossissement qui se produit encore dans cette cuve par diffusion gazeuse, des bulles de dimensions relativement grosses, assurant un excellent entraînement vers la surface libre 7 des particules de l'effluent.
Claims (4)
ou un privilège exclusif est revendiqué sont définies comme suit :
1/ Procédé de production de bulles aptes à assurer le traitement d'une suspension par flottation, caractérisé en ce que, dans une conduite où on fait circuler la suspension enrichie en gaz dissous jusqu'à une cuve de flottation, on coupe brutalement l'écoulement selon une fréquence prédé-terminée au moyen d'un organe d'obturation à fermeture brusque produisant à
son aval dans la conduite une onde de dépression périodique telle qu'elle provoque des bulles de cavitation dans l'écoulement à cet endroit, cette onde de dépression se propageant dans la conduite jusqu'à la cuve de flottation où elle se réfléchit en onde de pression produisant le collapsus des bulles de cavitation avec formation de microbulles susceptibles de s'aocrocher aux particules à faire flotter, les conditions dans la conduite étant telles que les microbulles se trouvent dans un milieu sursaturé par rapport aux conditions locales de pression et ont tendance à grossir pendant leur trajet jusqu'à la cuve de flottation.
son aval dans la conduite une onde de dépression périodique telle qu'elle provoque des bulles de cavitation dans l'écoulement à cet endroit, cette onde de dépression se propageant dans la conduite jusqu'à la cuve de flottation où elle se réfléchit en onde de pression produisant le collapsus des bulles de cavitation avec formation de microbulles susceptibles de s'aocrocher aux particules à faire flotter, les conditions dans la conduite étant telles que les microbulles se trouvent dans un milieu sursaturé par rapport aux conditions locales de pression et ont tendance à grossir pendant leur trajet jusqu'à la cuve de flottation.
2/ Dispositif pour l'application de la revendication 1, caractérisé en ce qu'il oomprend une conduite comportant à son extrémité amont des moyens pour l'alimentation en suspension enrichie en gaz dissous, et un organe d'obtu-ration à fermeture rapide, ladite conduite étant reliée à son extrémité
aval à une cuve de flottation comportant un déversoir au-dessus duquel passent les particules flottées, des moyens à l'amont du déversoir assurant l'évacuation de la suspension épurée, des moyens à l'aval du déversoir assurant l'évacuation des particules flottées.
aval à une cuve de flottation comportant un déversoir au-dessus duquel passent les particules flottées, des moyens à l'amont du déversoir assurant l'évacuation de la suspension épurée, des moyens à l'aval du déversoir assurant l'évacuation des particules flottées.
3/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on met en dépression l'espace libre au-dessus de la surface de la suspension dans la cuve de flottation
4/ Dispositif pour l'application de la revendication 3, caractérisé en ce que la cuve de flottation est étanche, et en ce que la dépression dans l'espace au-dessus de la surface de la suspension dans ladite cuve de flottation est assurée par effet de siphon en plaçant cette cuve au-dessus du niveau d'alimentation N1 de la suspension et en la reliant à celui-ci par une conduite à circulation montante à l'aval du clapet à fermeture brusque, l'évacuation de la suspension, après traitement dans la cuve, s'effectuant par une conduite descendante à un niveau N2 inférieur au niveau d'alimentation N1 un moyen d'aspiration assurant l'amorçage et l'entretien de la dépression.
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