CS211443B1

CS211443B1 - Facility for separating the different substances in the liquid medium particularly the substances creating the suspensions and emulsions by means of flotation

Info

Publication number: CS211443B1
Application number: CS765774A
Authority: CS
Inventors: Karel Haindl; William Melis
Original assignee: Karel Haindl; William Melis
Priority date: 1976-09-06
Filing date: 1976-09-06
Publication date: 1982-02-26

Description

Vynález se týká zařízeni k odlučování různých látek v kapalném prostředí, zejména látek tvořících suspenze a emulze, např. částic oleje rozprášených ve vodě a podobně, pomocí flotace.The invention relates to a device for separating various substances in a liquid medium, in particular suspending and emulsion forming agents, for example oil particles sprayed in water and the like, by flotation.

Flotace se hojně používá k odlučování různých látek v kapalném prostředí, především k rozdružování různých nerostů, dále v papírenském průmyslu a podobně, přičemž se jako flotačního prostředku používá obvykle vzduchových bublin. Vzduchové bubliny se tvoří různým způsobem, potrubím opatřeným drobnými otvory, tryskami, rotujícími talíři s perforovanými gumovými kryty a jinými způsoby.Flotation is widely used to separate various substances in a liquid medium, especially to separate various minerals, further in the paper industry and the like, with air bubbles usually being used as the flotation agent. The air bubbles are formed in various ways, with ducts provided with small holes, nozzles, rotating plates with perforated rubber covers and other methods.

Běžně užívané rozprašovače vzduchu Obvykle postačí pro strhávání pevných částic v kapalném prostředí, avšak jdé-li o zcela drobná částice, at již kapalné nebo pevné, rozptýlené v kapalině, tvořící suspenze nebo emulze, je výsledek odlučování málo uspokojivý. Velmi obtížné je například oddělit z vody drobné rozptýlené částice olejů, kde běžně užívané způsoby flotace selhávají.Conventionally used air atomizers are usually sufficient to entrain solid particles in a liquid medium, but if the particles are completely small, whether liquid or solid, suspended in the liquid forming the suspension or emulsion, the separation result is not satisfactory. For example, it is very difficult to separate small scattered oil particles from the water, where conventional flotation methods fail.

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení k odlučování různých látek v kapalném prostředí, zejména látek tvořících suspenze a emulze, pomocí flotace podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, Že flotaČní nádrž je rozdělena na nejméně dva odlučovací stupně, do jejichž spodních částí ústí výstup aspoň jednoho směšovače sestávajícího z potrubí připojeného na čerpadlo příslušného směšovacího stupnš, v kterémžto potrubí je upraveno zařízení pro usměrňování kapaliny k vnitřnímu obvodu potrubí, a přívodem plynného prostředí do středu potrubí, popřípadě s dalším přívodem pro přivádění chemického činidla do středu potrubí, a první odlučovací stupeň je opatřen u dna přírubou k přivádění surová nezpracované kapaliny a v horní části přírubou k nabírání recirkulující kapaliny čerpadlem prvního odlučovacího stupně s na211443The above-mentioned disadvantages are eliminated by means of flotation according to the invention for separating various substances in a liquid medium, in particular suspending and emulsion forming substances, by the fact that the flotation tank is divided into at least two separation stages, into whose lower parts the outlet of at least one mixer consisting of a piping connected to a pump of the respective mixing stage, in which the piping is provided with a device for directing liquid to the inner circumference of the piping and supplying a gaseous medium to the center of the piping, optionally with an inlet for introducing a chemical agent to the center of the piping; at the bottom a flange for supplying raw unprocessed liquid and at the top a flange for collecting recirculating liquid by a pump of the first separation stage with Na211443

211443 2 pojením přečerpávané kapaliny na vstupní roury směšovačů prvního odlučovacího stupně.211443 2 by bonding the pumped liquid to the inlet pipes of the first stage separators.

Mezi prvním a druhým odlučovacím stupněm je upraven alespoň jeden přívod, jehož vstup je v prvním odlučovacím stupni poblíž dna, a před tímto vstupem je upravena přepážka k zamezení přímého spojení z výstupu směěovače do přívodu a dále převod s přepážkou je mezi druhým odlučovacím stupněm a prostorem pro·zpracovanou vodu, v němž je přepážka, připojená na příčku pod výstupem přívodu, tvořícím na horním konci přeliv pro zpracovanou vodu. Prostor pro zpracovanou vodu je otvory u dna spojen s prostorem pro odvádění zpracované vody, opatřeným u dna přírubou k přivádění kapaliny do čerpadla druhého nebo posledního směšovacího stupně s přírubou na Odvádění zpracované kapaliny.At least one inlet is provided between the first and second separator stages, the inlet of which is near the bottom in the first separator stage, and a baffle is provided in front of the inlet to prevent direct connection from the outlet to the inlet and the baffle is between the second separator stage and space. for treated water, in which the bulkhead is connected to a partition below the inlet outlet forming at the upper end of the treated water spillway. The treated water space is connected through the openings at the bottom to the treated water outlet space provided with a bottom flange for supplying liquid to the pump of the second or last mixing stage with a flange for discharging the treated liquid.

Výhodně lze do uvedeného směšovače přivádět současně i různá činidla, zejména srážedla nebo smáčedla, která mají usnadnit odloučení různých složek, přičemž lze s výhodou využít dokonalého okysličujícího účinku jemně rozptýlených částic vzduchu ve směěovači k chemické přeměně zaváděného činidla na sloučeninu vhodnější pro oddělování rozptýlených částic.Advantageously, various agents, in particular precipitating or wetting agents, may be simultaneously introduced into the mixer to facilitate separation of the various components, and the perfect oxidizing effect of the finely divided air particles in the mixer can advantageously be used to chemically convert the introduced agent into a more suitable compound.

Podle vynálezu se vyššího účinku dosahuje přečerpáváním čištěné kapaliny přes směšovače s prstencovým skokem, zajištujícím co nejjemnější rozptýlení vzduchu v kapalině, a recirkulací čištěné kapaliny v každém odlučovacím stupni, eventuálně též dokonalým rozmísením vhodného chemického činidla dodávaného do směšovače.According to the invention, a higher effect is achieved by pumping the purified liquid through an annular step mixer to ensure the finest possible dispersion of air in the liquid and by recirculating the purified liquid at each separation stage, possibly also by thoroughly distributing a suitable chemical reagent to the mixer.

Na připojených výkresech je znázorněn přiklad zařízení podle vynálezu, a to zařízení na oddělování rozptýlených částic oleje ve vodě, kde na obr. 1 je znázorněn nárys uváděného zařízení v řezu I-I, naznačeném v obr.· 2, obr, 2 je odpovídající půdorys zařízení, obr. 3 je podélný řez jedním možným provedením směšovače, obr. 4 je podélný řez jinou úpravou směšovače.In the accompanying drawings, an example of a device according to the invention is shown, namely a device for separating scattered oil-in-water particles, wherein FIG. 1 shows a front view of said device in section II shown in FIG. Fig. 3 is a longitudinal section through one possible embodiment of the mixer; Fig. 4 is a longitudinal section through another modification of the mixer.

Odlučovač podle obr. 1 a 2 má nádrž £.uloženou na loži J. Nádrž £ je příčkami J, £, £ a 6 rozdělena na první odlučovací stupeň £, druhý odlúčovací stupeň £, prostor £ pro zpracovanou vodu, nádrž 10 pro odloučený olej a prostor ££ pro odvádění zpracované vody.The separator according to FIGS. 1 and 2 has a reservoir 6 arranged on the bed J. The reservoir 8 is divided by the crossbars J, 6, 6 and 6 into the first separating stage 6, the second separating stage 6, the treated water space 8, the separated oil tank 10 and a space for the discharge of the treated water.

Do každého z odlučovacích stupňů £, 8 ústí dva směšovače 12. které budou blíže popsány později.Two mixers 12, which will be described in more detail later, will flow into each of the separation stages.

Mezi prvním a druhým Odlučovacím stupiiěm Z a £ je upraven alespoň jeden přívod 13. jehož vstup je v prvním odlučovacím stupni Z poblíž dna, výstup prochází příčkou £. Před vstupem do přívodu 13 je upravené přepážka ££, zamezující přímé spojení z výstupu směšovačů 12 do přívodu 13. Podobný přívod ££ s přepážkou 16 je mezi druhým odlučovacím stupněm £ a prostorem £ pro zpracovanou vodu. V prostoru £ pro zpracovanou vodu je dále přepážka 17 navazující na příčku £ pod výstupem přívodu 15 a tvořící na horním konci přeliv 18 pro zpracovanou vodu.Between the first and second separation stages Z and 6 there is provided at least one inlet 13 whose inlet is in the first separation stage Z near the bottom, the outlet passes through the partition 6. Prior to the inlet 13, a baffle 54 is provided to prevent direct connection from the outlet of the mixers 12 to the baffle 13. A similar baffle 16 with baffle 16 is between the second separating stage 6 and the treated water space 6. Further, in the treated water space 6 there is a partition 17 adjoining the partition 6 below the outlet of the inlet 15 and forming at the upper end of the treated water spillways 18.

Příčka £ mezi oběma odlučovacími stupni Z a 8 se v horní části rozvětvuje a tvoři žlab ££ určený k odvádění oleje. Tento žlab ££ svádí olejovou pěnu do nádrže 10 pro odloučený olej, odkud je odpouštěn přes přírubu 20 ve spodní části nádrže £0. Nad žlabem 19 je na vlku 21 nádrže £ otočně uložen rotační shrnovač £2 oleje, poháněný elektromotorem 23 přes převody. V příčce 6 mezi prostorem £ pro zpracovanou vodu a prostorem 11 pro odváděni zpracované vody jsou dole upraveny otvory 24 spojující tyto oba prostory £ a 11.The partition 8 between the two separation stages Z and 8 branches in the upper part and forms a trough 80 for oil drainage. This trough 80 carries the oil foam to the separated oil tank 10, where it is drained through the flange 20 at the bottom of the tank 60. Above the trough 19, a rotary oil rake 22 is rotatably mounted on the wolf 21 of the tank 6, driven by an electric motor 23 via gears. In the partition 6 between the treated water space 6 and the treated water removal space 11, openings 24 connecting the two spaces 4 and 11 are provided at the bottom.

K prostoru 11 na odvádění zpracované vody jsou připojeny příruby 25 a 26. z nichž první je přes čerpadlo 34 napojena na vstupy směšovačů 12 druhého odlučovacího stupně £, druhou přírubou 26 je odváděna zpracovaná voda. Surová voda je přiváděna do prvního odlučovacího stupně Z přés přírubu 36. Na loži J jsou dále dvě čerpadla J£, jejichž vstup· je připojen na přírubu 37 v horní části prostoru prvního odlučovacího stupně Z ^a jejichž výstup je napojen na vstupní roury 28 s.měšovačů 12 prvního odlučovacího stupně Z·Flanges 25 and 26 are connected to the treatment water discharge space 11, the first of which is connected via a pump 34 to the inlets of the mixers 12 of the second separation stage 6, the second flange 26 discharges the treated water. Raw water is fed to the first separation stage Z via the flange 36. Further, the pump 11 has two pumps 10 whose inlet is connected to the flange 37 in the upper part of the space of the first separation stage Z ^and whose outlet is connected to the inlet pipes 28 s. of the first separator stage 12.

Dva různé příklady úpravy směšovačů 12 jsou znázorněny na obr. 3 a 4. Směšovač podle obr. 3' sestává ze smSSoyaeího potrubí 27. které se na vstupním konoi zužuje a přechází v zahnutou vstupní rouru 28 pro vodu. Kolenem, této vstupní roury 28 prochází potrubí 29 pro vstup vzduchu, které je v pouzdru 30 zasazeném do vstupní roury 28 posuvné. Potrubí 29 pro vstup vzduchu se na výstupním, konci 29 trychtýřovitě rozšiřuje a tvoří spolu se zužujícím se vstupním koncem směšovacího prostoru prstencové proudění' přiváděné vody. Na obr. 3 je dále naznačeno potrubí 31 pro přívod různých činidel, ústící do středu směšovacího potrubí 27 za rozšiřující se konec potrubí 29 pro přívod vzduchu.Two different examples of the treatment of the mixers 12 are shown in FIGS. 3 and 4. The mixer of FIG. 3 ' consists of a conduit 27 which tapers at the inlet conduit and passes into a curved inlet water pipe 28. An air inlet conduit 29 extends through the elbow of the inlet pipe 28 and is movable in a housing 30 fitted into the inlet pipe 28. The air inlet conduit 29 extends in a funnel-like manner at the outlet end 29 and forms, with the tapered inlet end of the mixing space, an annular flow of supply water. Referring now to FIG. 3, the various reagent supply lines 31 leading to the center of the mixing line 27 beyond the widening end of the air supply line 29 are shown.

Na obr. 4 je vyznačeno alternativní provedení, kde místo rozšiřujícího se potrubí' 27 pro přívod vzduchu je upraveno potrubí 32 zakončené kruhovou deskou 33. vytvářející opět prstencové proudění vody ve směšovacím potrubí.In FIG. 4, an alternative embodiment is shown wherein instead of the expanding air supply conduit 27, a conduit 32 terminated by a circular plate 33 is provided, again creating an annular flow of water in the mixing conduit.

Směšovač působí následovně:The mixer works as follows:

Vstupní rourou 28 je pod tlakem vyvozeným neznázorněným čerpadlem přiváděna voda, popřípadě směs určená k odlučování. Vlivem trychtýřovitého rozšíření potrubí 29 pro vstup vzduchu ve směšovací 12. jak je znázorněno na obr. 3, aneb působením kruhové desky fifi podle obr. 4 se proud vody usměrňuje k obvodu směšovacího potrubí 22, kde vytváří prstencové -proudění. Potrubím 29 popřípadě potrubím 32 se přivádí do středu tohoto prstencového vodního proudu vzduch. Podle panujících tlakových poměrů v určité vzdálenosti od trychtýřovitě se rozšiřujícího konce potrubí 29 pro vstup vzduchu se nárazem vody na směs obsaženou v další části potrubí 29 vytvoří víry, strhující do vodního proudu vzduchové částice, přičemž současně přeměnou kinetické energie vodního proudu stoupne tlak ve směšovacím potrubí 22.Under the pressure of the pump (not shown), water or a mixture to be separated is fed through the inlet pipe 28. Due to the funnel-like extension of the air inlet duct 29 in the mixing 12 as shown in FIG. 3, or by the action of the circular plate fifi of FIG. 4, the water flow is directed to the periphery of the mixing duct 22 where it produces an annular flow. Air is supplied to the center of the annular water stream via line 29 or line 32. Depending on the prevailing pressure conditions at some distance from the funnel-shaped end of the air inlet duct 29, the impact of water on the mixture contained in the other part of the duct 29 will create swirls entraining air particles into the water jet. 22nd

Dochází zde k tak zvanému prstencovému skoku, kterým se vytvoří směs vody s nejjemněji rozptýlenými částicemi vzduchu, kterážto směs se odvádí výstupním koncem směšovacího potrubí.There is a so-called annular jump, which forms a mixture of water with the finest dispersed air particles, and the mixture is discharged through the outlet end of the mixing pipe.

Zařízení znázorněné.na obr·. 1 a 2 pak působí následovně:The device shown in FIG. 1 and 2 then act as follows:

Surová voda vstupuje do prostoru prvního odlučovacího stupně 2 přes přírubu 36. Přes přírubu 37 je odtud odebírána voda čerpadly 35 a zaváděna pod tlakem do vstupních rour 28 směšovačů 12 prvního odlučovacího stupně 2; současně se potrubím 29 přivádí i vzduch. Směšovače 12 zasahují šikmo do odlučovacího stupně 2 a.jejich ústí jsou poblíže dna nádrže 1· Jejich působením nastává v prvním odlučovacím stupni 2 vířivé proudění, přičemž jsou částice oleje vynášeny jemnými vzduchovými bublinkami na hladinu.The raw water enters the space of the first separation stage 2 via the flange 36. Through the flange 37 water is removed from the pumps 35 and fed under pressure into the inlet pipes 28 of the mixers 12 of the first separation stage 2; At the same time, air is supplied via line 29. The mixers 12 extend obliquely into the separating stage 2 and their orifices are near the bottom of the tank 1. By their action a swirling flow occurs in the first separating stage 2, whereby the oil particles are carried by fine air bubbles to the surface.

S hladiny jsou tyto částice ve tvaru pěny shrnovány rotujícími shrnovači 22 do žlabu 19. odkud přecházejí do nádrže 10 pro odloučený olej, ze které je olej vypouštěn přes přírubu 20 v dolní části nádrže lfi. Voda z prvního odlučovacího stupně 2 de přívody 13 přepouštěna do druhého odlučovacího stupně 8, přičemž přepážka 14 zamezuje přímý vstup směsi přiváděné smššovači 12 do těchto přívodů 13.With these levels, these foam-like particles are swept by rotating rakes 22 into the trough 19, from where they pass into the separated oil tank 10 from which oil is discharged through the flange 20 at the bottom of the tank 1fi. The water from the first separating stage 2 through the inlets 13 is transferred to the second separating stage 8, the baffle 14 preventing the direct introduction of the mixture supplied by the mixer 12 to these inlets 13.

V druhém směšovacím stupni 8 se opakuje pochod popsaný pro první směšovací stupeň 2 a zbývající částice oleje jsou opět jako pěna shrnovány rotujícími shrnovači 22 do společného žlabu lfi, odkud rovněž přepadávají do nádrže lfi. Ze spodní části druhého odlučovacího stupně 8 je voda opět odváděna přívody 15 do prostoru £ pro zpracovanou vodu, kde stoupá podél přepážky 17 a přepadá přes přeliv 18 do prvé části prostoru £ pro zpracovanou vodu, odkud otvory 24 u dna přechází do prostoru 11 pro odvádění zpracované vody.In the second mixing stage 8, the process described for the first mixing stage 2 is repeated, and the remaining oil particles are again foamed as rotary rakes 22 into the common trough 1fi, from where they also fall into the tank 1fi. From the lower part of the second separation stage 8, the water is again discharged via the inlets 15 into the treatment water space 6, where it rises along the partition 17 and overflows through the overflow 18 into the first part of the treatment water space 8. treated water.

Přepážka 16 u dna nádrže 1 opět zamezuje přímý průchod směsi od směšovače 12 do přívodů 15. Zde je část vody odebírána přes přírubu 25 zaváděna do čerpadla 34 a přiváděna pod tlakem do směšovačů 12 druhého odlučovacího stupně 8, zbývající voda je odtahována přes přírubu 26.The baffle 16 at the bottom of the tank 1 again prevents the direct passage of the mixture from the mixer 12 to the inlets 15. Here, a portion of the water withdrawn via the flange 25 is fed to the pump 34 and supplied under pressure to the mixers 12 of the second separation stage 8;

Pro některé odlučovací pochody je záhodno zavádět.do odlučovacího prostoru různá činid la, především různé sréžedla neb smáčedla, která napomáhají tvoření vloček aneb zvyšují přilnavost vzduchových bublin. U zařízení podle vynálezu se to může stát přímo přívodem těchto činidel do smššovačů 12., a to do prostoru uvnitř prstencového proudění kapaliny, kde se činidlo rovněž dokonale promísí se směsí, kterou směšovače vyrábějí. Přítomnost jemně rozprášeného kyslíku lze však využít i k chemickým reakcím některých činidel. Tak lze například hydroxid železitý získat snadno z poměrně levné zelené skalice, kde se železo vyskytuje v dvojmooné formě (Fe^⁺), která oxiduje na síran železitý s trojmocným železem (Fe ), který se hydrolysuje na hydroxid zelezitý.For some separation processes, it is advisable to introduce various agents 1a, in particular different precipitants or wetting agents, which aid in the formation of flakes or increase the adhesion of air bubbles to the separation space. In the device according to the invention, this can happen directly by supplying these agents to the mixers 12, into the space within the annular liquid flow, where the reagent is also intimately mixed with the mixture that the mixers produce. However, the presence of finely atomised oxygen can also be used for the chemical reactions of some reagents. Thus, for example, iron (III) hydroxide can be easily obtained from relatively inexpensive green vitriol, in which iron is present in a bivalent form (Fe ⁺ ), which oxidizes to ferric (III) sulfate, which is hydrolyzed to ferric hydroxide.

Popsaná úprava pochopitelně je pouze jedním z příkladů použití předmětu vynálezu pro odlučování různých látek flotací. Pro různé účely lze úpravu podle vynálezu snadno přizpůsobit daným poměrům. Jemně rozptýlený vzduch ve směšovacích působí daleko účinněji než vzduchové bublinky získané známými způsoby, takže přivedený vzduch lze daleko lépe využít, než tomu je u stávajících zařízení. Hlavní výhodou je však možnost odlučovat i jemné části,ce z kapalného prostředí, kde tvoří suspenze neb emulze, které dosavadními postupy mohly být odloučeny jen s velkými obtížemi.Obviously, the described treatment is only one example of the use of the subject invention for separating various substances by flotation. For various purposes, the treatment according to the invention can be easily adapted to the given proportions. The finely dispersed air in the mixer acts much more efficiently than the air bubbles obtained by known methods, so that the air supplied can be used much better than is the case with existing plants. The main advantage, however, is the possibility of separating even fine particles from the liquid medium, where they form suspensions or emulsions, which could be separated with great difficulty by the prior art.

Možnost postupného působení různých činidel je dána při postupném jejich zavádění do smššovačů různých stupňů. Zařízení podle vynálezu lze přirozeně doplnit například předcházejícím gravitačním odlučováním hrubých částic, pokud to je nutné, popřípadě mechanickými filtry.The possibility of successive action of the various agents is given by the gradual introduction into the mixers of different stages. The device according to the invention can naturally be supplemented, for example, by prior gravitational separation of coarse particles, if necessary, optionally by mechanical filters.

Claims

Apparatus for separating various substances in a liquid medium, in particular suspending and emulsifying substances, by means of a flotation utilizing an annular jump for mixing a gaseous medium with a liquid medium, consisting of a tank, mixers and a device for collecting flotation of separated particles. (1) is divided into at least two separating stages, dq, whose lower portions exit at least one mixer (12), consisting of a conduit (27) connected to a pump (34, 35) of the respective separating stage, in which conduit (27) is provided a device comprising, for example, a conduit (29) and a plate (33) for directing liquid to the inner circumference of the conduit (27), with a gas supply to the center of the conduit (27), or an additional inlet (31) , the space (7) of the first separation stage is opa a friction at the bottom by a flange (36) for supplying raw unprocessed liquid and at the top by a flange (37) for collecting recirculating liquid by a pump (35) of the first separating stage (7) connected to the inlet pipes (28) of the mixers (12) a separating stage, wherein at least one inlet (13) is provided between the first separating stage (7) and the second stage (8), the inlet of which is near the bottom in the first separating stage (7) and a partition (14) is provided upstream a direct connection from the outlet of the mixer (12) to the inlet (13), and further the inlet (15) with the baffle (1.6) is between the second separation stage (8) and the treated water space (9) in which the baffle (17) is connected on the partition (4) below the outlet of the inlet (15) forming the upper end of the overflow (18) for the treated water and the treated water space (9) connected to the bottom (11) by the openings (24) water having a flange (25) at the bottom for supplying liquid to the pump (34) of the second, last mixing stage (8), and a flange (26) for discharging the treated liquid.