CS199614B2 - Process for the flotation of dispersed and emulsified parties from waste water - Google Patents

Description

(54) Způsob flotace dispergovaných a emulgovaných částeček ze znečištěných vod

Vynález se týká způsobu čištění odpadních vod flotaci s chemikáliemi.

Jak při předběžném zpracování vod, tak při čištění různých odpadních vod je potřebné oddělování částeček, které Jsou ve vodě dispergované a/nebo emulgované. Nejlepší výsledky jsou velmi často dosažitelné flokulací s chemikáliemi a zaváděním bublinek plynu (flotace). Účinkem plynových bublin, ke kterým vločky přilnou, se totiž vynáší suspendovaný materiál na povrch vody, odkud může být pomocí jednoduchých zařízení odstraňován. Odpadní vody znečištěné suspendovanými pevnými materiály a oleji, které lze čistit flotaci, vznikají při získávání a zpracování minerálních olejů, dále ve strojírenských závodech, válcovnách, automobilových podnicích, na jatkách a podobně.

Materiály suspendované v odpadních vodách ze závodů na výrobu barev, celulózek, papíren a textilních závodů a dále v živých vodách Jsou rovněž dobře flotovatelné.

V čisticích zařízeních sloužících ke zpracování vod různého původu se flotace v poslední době stále častěji používá. Nejprve se do vody zavedou potřebné chemikálie, potom se emulgované částečky koagulují v tak zvaném flokulačním zařízení za pomalého míchání a přitom se tvoří vyvločkova2 ná sraženina. Zakrátko proudí voda do Dotačního zařízení, kde přilnou koagulované částečky na dispergované bublinky vzduchu a potom se tímto způsobem vzniklá pěnová fáze vynese na povrch vody. K tvorbě vzduchových bublinek se dříve používala . porésní tělesa, uložená na dně kapaliny. Těmito tělesy není však možno — přes značnou tlakovou ztrátu při tvorbě bublinek vzduchu — vyrobit bublinky s průměrem menším než 1 mm, potřebné k flotaci, neboť malé bublinky vystupující z pórů se už na povrchu tohoto· porésního těle/sa spojují a vycházejí jako větší bubliny. Kromě toho se velmi lehce ucpává rozdělovač plynu, umístěný na dně kapaliny na veliké ploše, čímž se potom stává .rozdělování plynu během provozu nerovnoměrným.

Za účelem snížení velikosti plynových bublin se v posledních letech zavádí za pře tlaku vzduchem nasycená voda do flotač ního· zařízení, kde se potom tlak sníží, při čemž vzniknou -velmi malé bublinky. Zapo jení takové uvolňovací flotace s chemikáliemi se provádí tak, že se objem vody ur čený k flotaci smísí v nádrži s potřebným koagulačním a flokulačním činidlem a potom se v sérii nádrží za pomalého míchání vytvoří vločková sraženina. 30 až 40- % hmot, vyčištěné vody odtékající z Dotačního za199614 řízení sa zavede pomocí čerpadla, zvyšujícího tlak, zpět do nádrže, kde se voda nasytí vzduchem za přetlaku 0,39 až 0,29 MPa. Vzduch potřebný k .nasycení se přivádí kompresorem do· míchadla plyn—kapalina. Tlak vody nasycené vzduchem se . sníží pomocí ventilu na tlak, který je ve flotačním zařízení,' a uvolněné bublinky vzduchu se společně s recirkulovanou vodou smísí s vodou vyflokulovanou pomocí chemikálií v nádrži.

Působením uvolněných bublinek plynu se vynášejí vločky na povrch kapaliny, odkud může být vzniklá pěna potom pomocí vhodného zařízení odstraňována. Tímto· způsobem se dosáhnou po snížení tlaku pomocí ventilů obzvláště malé bublinky plynu. Při zvýšení dimense zařízení však nastávají stále větší starosti s rovnoměrným rozdělením bublinek ve flotované vodě. V krajním případě se bubliny spojí a stanou se neúčinnými.

Další nevýhodou je, že se flokulace a flotace provádějí v navzájem oddělených zařízeních. neboť se vločky v čerpadlech a vedeních zařízených mezi těmito zařízeními rozbíjejí, čímž se účinnost flotace snižuje. Kromě toho se flotovaná voda· proporcionálně zřeďuje množstvím recirkulované vody, což současně také podstatně snižuje účinnost čištění.

Tyto nevýhody odstraňuje způsob flotace dispergovaných a emulgovaných částeček pro znečištěné vody v jednom pracovním stupni, během něhož se do· vody přimíchávají chemikálie, přídavné látky a bublinky plynu, načež vznikající vločkovitý suspendovaný materiál vyplave na povrch pomocí bublinek plynu, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se na nejvíce 50 % vodorovného průřezu vody, která je ve flotačním stavu, přivádí do její spodní části v nejméně jednom místě nejvýše 4 Nm3 plynu na 1 m3 upravované vody a voda se nechá proudit nad tento průřez stále zdola nahoru a na ostatním povrchu stále shora dolů.

Množství přiváděného plynu je 1 až 3 Nm3 na 1 m 3 upravované vody.

Podle vynálezu se dispergování bublinek vzduchu, přimíšení potřebných ' chemikálií a přídavných látek, dále flokulace, popřípadě koagulace a tvorba pěny provádějí v jednom ' jediném stupni ve flotačním zařízení takovým způsobem, že se k pomalému promíchávání, potřebném k postupu, nepoužívá žádného mechanického· míchadla, nýbrž se využívá potenciální energie vzduchu přiváděného ze dna kapaliny. K tomuto· účelu je v kapalině umístěno více vertikálních trubek a plyn potřebný ke flotaci je přiváděn na spodní konec těchto stoupacích trubek.

Takovým způsobem proudí kapalina v trubkách vzhůru a v prostoru mezi trubkami proudí dolů, ' čímž se dosáhne výhodného promíšení. Tímto způsobem se odstraní míchadla a nádrže potřebné k · přimíchávání' chemikálií a k flokulaci, dále čerpadla potřebná k sycení za tlaku, přetlaková nádrž a vzduchový kompresor.

Příklad provedení způsobu podle vynálezu je znázorněn na připojeném výkresu, kde na obr. 1 je znázorněno zapojení uvolňovací flotační stanice a na obr. 2 zařízení k provádění způsobu podle vynálezu.

Objem vody V určený k flotaci se smísí v nádrži 1 (obr. 1) s potřebným koagulačním a flotačním činidlem a a potom se v řadě nádrží 2 za pomalého míchání vytvoří vločková sraženina. 30 až 40· % hmot, vyčištěné vody vytékající z Dotačního zařízení 3 se zavede pomocí čerpadla 4 do nádrže 7, kde se voda za přetlaku nasytí vzduchem. Vzduch potřebný k sycení se přivádí kompresorem 5 do směřovacího zařízení

6. Tlak vody nasycené vzduchem se sníží pomocí ventilu 8 na tlak, který je ve flotačním zařízení, a uvolněné bublinky vzduchu se společně s recirkulovanou vodou smísí s vodou vyflokulovanou pomocí činidel v nádrži 2. Kompresor 5 je na obr. 2 nahrazen vzduchovým dmychadlem 5‘ · k přivádění vzduchu, o· mnohem vyšší výkonnosti, avšak pracující pod nižším tlakem. Pomocí stoupacích trubek vestavených do Dotačního zařízení 3‘ je mimo požadované promíchávání s chemikáliemi a flokulaci dosažitelné také dostatečně diispersní rozdělení bublinek ('to znamená bublinek o průměru menším než 1 mm) v celém objemu flotované vody a tak je proveditelná flotace s chemikáliemi v jediném stupni a za výhodných výtěžků. Vertikální stoupací trubky jsou umístěny nejvýše v 50 %, účelně ve 20 až 40 % celkového objemu Dotačního zařízení. Uspořádání stouipacích trubek je v takových zařízeních všeobecně stejné. Za účelem zlepšení podmínek flokulace může však být výhodné při zpracování určitých vod uspořádat stoupací trubky ve . směru protékající vody v různém rozmístění.

Flotační zařízení nebo objekt může být konstruován v libovolném účelném uspořádání, všeobecně však jako . podélná nebo válcová nádrž, popřípadě jímka. Měrné množství vzduchu použité k flotaci nečiní více než 4 Nm³, vztaženo na zpracovávanou vodu, může však být nižší nebo i vyšší.

Bubliny se vytvářejí jednoduchým zařízením, opatřeným. vyvrtanými dírami, které se neucpávají, a tak toto zařízení pracuje bezpečněji s nižší tlakovou ztrátou.

Ovládání škrticích ventilů 8, potřebných k uvolňovací flotaci, je naproti tomu, obzvláště u větších zařízení — pro vyloučení plynu probíhající před ventilem a pro problémy související s rovnoměrným rozdělením bublinek — spojeno se stále většími potížemi.

K dalšímu . srovnání slouží níže uvedené příklady.

Příklad 1

Při uvolňovací flotaci odpadní vody z olejářského průmyslu o objemu 800 m³/h, nasycené z 50 % vzduchem, se musí nechat 35 %, to· znamená 280 m³ . h^- 1 čištěné vody recirkulovat, přitom se zvýší tlak z 0,098 na 0,39 MPa a tato voda sa sytí vzduchem. K tomu je zapotřebí — při zanedbání akcesorické tlakové ztráty — přivádět energii 40· kW. Ke stejné době je množství vzduchu uvolněného jako bubliny po 100% sycení odpadní vody pouze 8 Nm³. h_i. To znamená, že při vhodném rozdělení je k dispozici toto množství pro tvorbu pěny. Další nevýhodou je, že se kvůli recirkulaci musí projektovat o 35 % větší flotační zařízení, neboť se zvyšuje doba prodlení. Když je flotovaná odpadní voda nasycena pouze z 20 % vzduchem, činí množství uvolněných bublinek plynu pouze 3,7 Nm³. h⁴.

Příklad 2

Při způsobu podle vynálezu se může vzduch — při použití H = 2,4 m hlubokého větracího prostoru a se zřetelem na akcesorické tlakové ztráty — přivádět za přetlaku 29 kPa. Když se počítá s hodnotou 40 kW jako nutně potřebnou k uvolňovací flotaci, může 'se vést přes flotační zařízení 3200 Nm3. h_i vzduchu. Tak se využije za cenu té stejné energie 400- až 900krát větší množství vzduchu než při uvolňovací flotaci. To vede k význačnému uspoření chemikálií, popřípadě k mnohem lepšímu čištění.

Ke flokulaci a koagulaci se dávkují všeobecně používané soli železa a hliníku, popřípadě různé po-lyelektrolyty, v množství odpovídajícím kvalitě flotované vody.

Ze srovnání obou výše uvedených příkladů vyplývá, že způsob podle vynálezu vede za použití mnohem jednoduššího· a spolehlivějšího zařízení k mnohem účinnějšímu čištění.

Claims (2)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob flotace dispergovaných a/nebo emulgovaných částeček ze znečištěné vody v jednom pracovním stupni, během něhož se do vody přimíchávají chemikálie, přídavné látky a bublinky plynu, načež vznikající vločkovitý suspendovaný materiál vyplave na povrch pomocí bublinek plynu, vyznačený tím, že se na 50 % vodorovného· průřezu vody, která je ve flotačním stavu, přivádí do její spodní části nejméně v jednom místě nejvýše 4 Nm3 plynu na 1 m³ upravované vody a voda se nechá proudit nad tento průřez stále zdola nahoru a na ostatním povrchu stále shora dolů.

2. Způsob flotace podle bodu 1, vyznačený tím, že množství plynu je 1 až 3 Nm³ na 1 m3 upravované vody.