DE102009006714A1

DE102009006714A1 - Keramikmembrane zur Erzeugung von Mikroblasen

Info

Publication number: DE102009006714A1
Application number: DE200910006714
Authority: DE
Inventors: Frank Eichler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-01-29
Filing date: 2009-01-29
Publication date: 2010-08-05

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Erzeugung von Mikroblasen für die Durchführung von Prozessen der Flotationstechnik. Das Ziel der Erfindung ist es, mit geringem technischem und energetischem Aufwand Mikroblasen gleichmäßiger Größe herzustellen. Erfindungsgemäß werden dazu runde, stabförmige Keramikmembrane mit innenliegenden kreisförmigen Kanälen verwendet, die von außen mit Druckluft beaufschlagt werden. Die Kanäle werden von einer Transportflüssigkeit, vorrangig mit Wasser, in einer solchen Geschwindigkeit durchströmt, dass die an der Oberfläche der Kanäle austretende Druckluft in der Größe von Mikroblasen abgeschert wird.

Description

Anwendungsgebiet
Die Erfindung bezieht sich auf die Erzeugung von Mikroblasen für die Durchführung von Prozessen der Flotationstechnik.
Charakterisierung der bekannten technischen Lösungen
Mikroblasen unterscheiden sich von normalen Blasen dadurch, dass sie so klein sind, dass bei einem Zusammenstoß zweier Mikroblasen sie sich durch ihre Randwinkel nicht vereinigen. Sie bilden eine milchige Flüssigkeit und steigen über die gesamte vorhandene Fläche gleichmäßig auf.
Normale Blasen dagegen steigen in abgegrenzten Bereichen durch das Vereinigen schnellerwerdend auf und durchmischen ihr Umfeld.
In den Anfängen der Abwasserflotation wurde versucht, durch Einpressen von Luft in poröse Steine oder gelochte Gummischeiben, das Entgasen mit Vakuum oder durch Elektrolyse das Blasenwasser herzustellen.
In der Praxis hat sich aber nur die Erzeugung von Mikroblasen unter den Bedingungen der Kavitation durchgesetzt.
Diese setzt die Herstellung einer unter Druck stehenden begasten Flüssigkeit voraus, in der die für die Mikroblasen erforderliche Gasmenge eingetragen wird. So wird, wie in vielen anderen Anwendungsfällen in der Patentschrift DE 37 33 583 C2 der gereinigte Teilstrom aus einer Flotationszelle mit einer Kreiselpumpe auf ein höheres Druckniveau gebracht und in einem Druckkessel mit Druckluft begast.
In der Schrift DE 37 29 995 C2 wird dagegen das Luftgemisch vor einer mehrstufigen Kreiselpumpe zur Druckerhöhung zugegeben. Dadurch kann auf eine Drucklufterzeugung verzichtet werden. Die Erzeugung der Mikroblasen erfolgt in einem Entspannungsventil.
Die Erzeugung von Mikroblasen aus keramischen Stoffen gewinnt dadurch wieder an Bedeutung, da die Hersteller nun Porendurchmesser im μ-Bereich beherrschen. Auch bei solchen Elementen bilden sich nicht ohne weiters Mikroblasen, da die Oberflächenspannung so groß ist, dass die Blasen sich erst ablösen, wenn sie schon keine Mikroblasen mehr sind.
Versuche, durch Drehen oder Vibrieren der keramischen Oberflächen ein früheres Abreißen der Blasen zu erreichen, sind in der Erprobung.
Ziel der Erfindung
Das Ziel der Erfindung ist es, mit geringem technischem und energetischem Aufwand Mikroblasen gleichmäßiger Größe herzustellen.
Merkmale der Erfindung
Erfindungsgemäß werden dazu runde, stabförmige Keramikmembrane mit innenliegenden kreisförmigen Kanälen verwendet, die von außen mit Druckluft beaufschlagt werden.
Nur im Bereich weniger hundertstel Millimeter an den Oberflächen der Kanäle haben diese Membrane eine Porizität im μ-Bereich. Der ganze andere Körper besteht aus einer groben Struktur. Die von außen angelegte Druckluft durchströmt diese grobe Struktur und erzeugt im gesamten Bereich der Kanaloberflächen einen gleichmäßigen Druck und damit eine gleichmäßige Durchströmung.
Um die Oberflächenspannung der Luft zur Erzeugung von Mikroblasen an den Kanalwänden zu überwinden, werden die Kanäle von einer Transportflüssigkeit, vorrangig mit Wasser, in einer solchen Geschwindigkeit durchströmt, dass die an der Oberfläche der Kanäle austretende Druckluft in der Größe von Mikroblasen abgeschert und als weißes Wasser aus den Keramikmembranen zur Nutzung als Auftriebsmittel in Flotationsanlagen ausgetragen werden.
Ausführungsbeispiel
Die dargestellte Figur zeigt eine Flotationszelle (1) aus deren Ablauf (2) des Klarwassers ein Teilstrom (3) abgezweigt und der Pumpe (4) zugeleitet wird. Die mit 2–3 bar beaufschlagte Flüssigkeit gelangt nun zur Einrichtung für die Mikroblasenbildung (5), in der sich die keramische Membran (6) mit einem Außendurchmesser von 30 mm und einer Länge von 300 mm befindet.
Im inneren der Membran sind 7 Kanäle mit je 6 mm Durchmesser vorhanden. Um die Membran herum ist ein Außenmantel (7) angeordnet, in den über den Kompressor (8) und den Filter mit Mengenmeß- und Regeleinrichtung (9) Druckluft in die Membran eingeleitet wird.
Die Flüssigkeit strömt mit einer Geschwindigkeit von über 1 m/sec durch die Kanäle und löst, gegen die vorhandene Oberflächenspannung, die Luft als Mikroblasen ab und transportiert diese zur Zulaufleitung (10) der Flotationszelle. Hier haften sich die Mikroblasen an vorhandene Schwebstoffe an. Der durch die Auftriebskräfte der Mikroblasen aufschwimmende Schlamm wird über den Schlammablauf (11) aus der Anlage abgeleitet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 3733583 C2 [0006]
- DE 3729995 C2 [0007]

Claims

Vorrichtung zur Erzeugung von Mikroblasen mit Hilfe von zylindrischen keramischen Membranen, in denen kreisförmige Kanäle angeordnet sind, deren Oberflächen Poren im μ-Bereich aufweisen und deren stützende Keramik grobporig ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran mit einem Außenmantel umgeben ist, in den Druckluft eingeleitet wird, die nur durch die Oberflächen der Kanäle entweichen kann und hier diese Luft mit Hilfe der Transportflüssigkeit, die mit einer die Oberflächenspannung überwindenden Geschwindigkeit durch die Kanäle strömt, von den Oberflächen als Mikroblasen abgelöst wird.