DE2247240A1

DE2247240A1 - Flotationsanlage

Info

Publication number: DE2247240A1
Application number: DE19722247240
Authority: DE
Inventors: George Edward Hurst
Original assignee: POLLUTION CONTROL ENGINEERING
Current assignee: POLLUTION CONTROL ENGINEERING
Priority date: 1971-09-28
Filing date: 1972-09-27
Publication date: 1973-05-10
Also published as: GB1387740A; ZA726554B; CA979545A; US3773179A; JPS4857265A; JPS553980B2

Description

Anmelder: Pollution Control,Engineering, 10751 South Lakewood Boulevard, Downey, California, USA

Flotationsanlage

Die Erfindung betrifft, eine Flotationsanlage, insbesondere eine Abwasserreinigungsanlage zur Entfernung suspendierter Verunreinigungen, die für industrielle Zwecke oder in Kläranlagen verwendbar ist.

Es sind bereits Verfahren zur Gasflotation bekannt, mit denen suspendierte Stoffe aus Flüssigkeiten entfernt werden können,, beispielsweise um Öl oder Fettstoffe abzutrennen (US-PS 2 746 605). Die Schwierigkeit bei bekannten Reinigungsanlagen besteht darin, daß insbesondere bei höheren Strömungsraten kein ausreichender Reinheitsgrad erzielbar ist.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Abwasserreinigungsanlage derart auszubilden, daß in einem einzigen, aus mehreren Kammern bestehenden Tank mehrere Umpumpvorgänge und Gaszuführungen durchführbar sind, so daß durch eine Erhöhung der Lösung von Gas in der Flüssigkeit die Flotation von Öl oder sonstigen suspendierten Stoffen praktisch vollständig erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Flotationsanlage der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Flotations-

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tank mit mehreren Kammern Verwendung findet, zwischen denen das zu reinigende Wasser mehrmals umgepumpt wird. Die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers kann relativ kleiner sein und bei jedem Pumpvorgang kann mehr Gas in die Strömung eingeführt werden, so daß mehr Gas in Lösung gelangen kann, als dies bei einer größeren Durchflußrate durch eine einzige Pumpe möglich ist. Der Zufluß in jede Kammer ist ferner auf einen verhältnismäßig kleinen Bereich beschränkt. Die Strömung wird gegen ein Prallblech gerichtet, wo öl oder suspendierte Stoffe aus dem Abwasser herausgewaschen werden. Das öl oder die suspendierten Stoffe, die in jeder Kammer flotiert werden, werden dann von der Oberfläche entweder durch ein kontinuierliches Abstreiferband, durch Verwendung eines Drahtsiebs oder durch Verwendung eines Abstreiferarms entfernt, und das geklärte Wasser wird von dem Boden der letzten Kammer abgeleitet. Von der ersten Kammer wird Wasser abgezogen, Gas in die Strömung eingeleitet und dann wird das Wasser in dieselbe Kammer zurückgeleitet und gegen ein Prallblech gerichtet. Eine zweite Pumpe zieht Wasser aus der ersten Kammer ab und drückt es in die zweite Kammer, während eine dritte Pumpe Wasser von der zweiten Kammer abzieht und der dritten Kammer zuführt. Erforderlichenfalls können mit der Gaszufuhr auch Ausflockmaterialien zugeführt werden.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Grundriß einer Flotationskammer gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 1-2 in Fig. 1;

Fig. 3 eine Teilansicht entsprechend der Linie 3-3 in Fig. 1; und

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 3.

Der in Fig. 1 dargestellte Flotationstank 10 ist durch drei Trennwände 12 in drei Kammern 14, 16 und 18 unterteilt. Obwohl der dargestellte Flotationstank zylindrisch ist und nur

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drei Kammern aufweist, kann der Flotationstank auch, eine andere Ausbildung haben und/oder eine andere Anzahl von Kammern aufweisen. Eine Ölsammelrinne 20 ist entlang dem Innenumfang des Flotationstanks 10 ausgebildet, die sich entlang des Umfängs in der Nähe der Oberseite des Tanks erstreckt.

Das zu behandelnde Abwasser wird in die Kammer 14 durch den Einlaß 22 hineingepumpt. Das Hineinpumpen kann gegebenenfalls unter Druck erfolgen, je nach der Konzentration des Öls in dem Abwasser. Wenn das Abwasser einen_thohen Ölgehalt hat, findet kein Überdruck Verwendung. Eine erste Pumpe 24 ist außerhalb des Tanks 10 angeordnet und mit einem Antriebsmotor 26 versehen. Eine erste Absaugleitung 28 ist mit der Absaugseite 30 der Pumpe 24 verbunden. An der Absaugseite der Pumpe 24 ist ferner ein Gasinjektor 32 vorgesehen, der Luft oder Gas durch eine Leitung 34 zuführt. Die mit dem Pumpenauslaß verbundene Leitung 3& enthält ein Druckregulierventil 38 und ist mit einer Leitung 40 in der Kammer 14 verbunden, die sich etwa bis zum axialen Zentrum des Tanks erstreckt, wo sie mit einer weiteren Leitung 42 verbunden ist, die sich in vertikaler Richtung nach oben erstreckt. Das Auslaßende dieser Leitung ist gerade unter einem Prallblech 44 angeordnet. Das Prallblech 44 ist ein winkelförmig angeordnetes Blech mit einer Anzahl von Öffnungen 46, welche sich zwischen benachbarten Kammern erstreckt»

Eine zweite Pumpe 48 und ein Antriebsmotor 50 sind außerhalb des FIotationstanks 10 angeordnet, und eine Saugleitung 52 ist mit der Kammer 14 ebenfalls in der Nähe der Bodenseite verbunden. Die Saugleitung 52 ist mit einem Injektor 54 verbunden, der mit der Saugseite der Pumpe 48 in Verbindung steht. Luft oder ein sonstiges Gas wird dem Injektor über die Leitung 56 zugeführt. Die an den Auslaß der Pumpe 48 angeschlossene Leitung 58 enthält ein Druckregulierventil 60 und verläuft radial zu dem Zentrum des Flotationstanks über einen Leitungsabschnitt 62, der ebenfalls mit einer vertikal nach oben gerichteten Leitung 64 in Verbindung steht, deren Auslaßende unter einem zweiten Prallblech 66 angeordnet ist. Das Prallblech 66 ist wie das Prallblech 44 ausgebildet. Eine dritte Pumpe 68 und deren Antriebsmo-

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tor 70 ist am Außenumfang des Flotationstanks 10 rotationssymmetrisch zu den beiden anderen Pumpen angeordnet. Die Saugleitung 72 ist mit der Kammer 16 ebenfalls in'der Nähe deren Boden verbunden und steht über einen Injektor 74 mit der Einlaßseite der Pumpe 68 in Verbindung. Luft oder ein anderes Gas wird über die Leitung 76 in den Injektor 74 geleitet. Der Auslaß der Pumpe 68 ist mit der Leitung 78 verbunden, in der ein Druckregulierventil 80 vorgesehen ist. Eine an diese Leitung angeschlossene Leitung 78 verläuft in.der Kammer 18 bis zur Achse des Tanks, wo eine vertikal nach oben ragende Leitung 82 angeschlossen ist, deren Austrittsende gerade unter einem weiteren Prallblech 84 angeordnet ist. Das Austrittsende der Leitungen 42, 64 und 82 hat jeweils eine Erweiterung 65 (Fig. 2) , um die Austrittsgeschwindigkeit der auf die Prallbleche auftreffenden Strömung zu verringern. Diese Verringerung der Geschwindigkeit verhindert einen Siedeeffekt, der sonst auf'der Oberseite der Prallbleche auftreten würde und einen Gasverlust aus der Lösung zur Folge hätte. Gereinigtes Wasser wird von der Kammer 18 durch eine Steigleitung 86 abgezogen, die sich an der Außenseite des Flotationstanks 10 erstreckt, und am Boden oder in der Nähe des Bodens der Kammer 18 damit in Verbindung steht. Die Steigleitung 86 ist mit einem Siebkasten 88 verbunden, der ein Sieb 90 aufweist, dessen Höhe einstellbar ist. Die Abflußleitung 92 ist mit dem Siebkasten 88 auf der Überlaufseite des Siebs 90 verbunden.

In jeder der Kammern 14, 16 und 18 ist ein einstellbares Überlaufsieb 94 zwischen der Kammer und der Sammelrinne 20 vorgesehen. Flotierte Feststoffe oder flotiertes öl kann in die Sammelrinne 20 überlaufen und wird durch den Auslaß 96 abgeleitet. Die Fig. 3 und 4 zeigen ein einstellbares Überlaufsieb 94, das eine rechteck form ige Öffnung 98 in der Seitenwand der Sammelrinne 20 bildet und dessen Höhe durch eine Anzahl von Stellschrauben 100 eingestellt werden kann.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel wird die Sammelrinne durch die Anordnung eines kontinuierlichen Bandabstreifers an sich bekannter Art über den Kammern ersetzt. Als Einrichtung zur Entfernung flotierter Stoffe von der Oberfläche kann ein rotie-

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render Abstreiferarm Verwendung finden, welcher die Stoffe zur Wiedergewinnung in eine Ablaufrinne fördert. In diesem Fall liegen die drei Trennwände 12 gerade unter der Wasseroberfläche. Wenn ein rechteckförmiger Flotationstank und rechteckförmige Kammern Verwendung finden, können Öl und sonstige zu entfernende Feststoffe durch umlaufende Flügel oder durch einen kontinuierlichen Bandabstreifer entfernt werden.

An der Basis jeder der Trennwände 12 ist eine Anzahl von Öffnungen 102 vorgesehen, welche eine Schwerkraftströmung des Wassers von der einen Kammer in die nächste ermöglicht. Diese Öffnungen 102 können durch einen Schieber 104 geschlossen werden, der in Führungen. 106 gleitend verschiebbar ist. Der Schieber 104 ist an einer Betätigungsstange 108 befestigt, die sich nach oben über die Oberseite des Tanks erstreckt. Für die Einstellung des Schiebers können eine Anzahl von Öffnungen 110 in der Stange 108 und entsprechende Öffnungen in der Trennwand 12 vorgesehen werden, so daß mit Hilfe eines Stifts. 112 eine geeignete Einstellung erfolgen kann. Die Öffnungen 102 dienen zur Ableitung, um einen Stromungsausgleich in den verschiedenen Kammern zu ermöglichen, wodurch eine Kompensation von Unterschieden hinsichtlich der Pumpgeschwindigkeit erfolgt, die zwischen den unabhängigen Pumpen 24, 48 und 68 auftreten. Ferner ermöglichen diese Abflußöffnungen die anfängliche Füllung des Tanks, so daß alle Kammern gleichmäßig gefüllt sind, wenn die Anlage in Betrieb gesetzt wird. Zur Erläuterung der vorteilhaften Wirkungsweise einer Flotationsanlage gemäß der Erfindung sollen die folgenden Zahlenangaben dienen. Die Angaben beziehen sich auf eine Flotationsanlage, die für eine Durchflußrate von etwa 190 l/min (50 Gallonen pro Minute) ausgelegt war. Von jeder Pumpstation wurde Gas in einer Durchflußrate von etwa 0,28 m /h (10 Kubikfuß pro Stunde) injiziert. Das verwandte Gas war Luft. In den Druckreglern wurde ein Gegendruck von 2,1 kg/cm (30 psi) aufrechterhalten. Bei einer geringen Strömungsrate von etwa 95-114 l/min (25-30 Gallonen pro Minute) wurde Abwasser zugeführt, das etwa

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1OO-15O ppm öl enthielt, während das gereinigte Wasser am Ausgang der Anlage weniger als 30 ppm_f in den meisten Fällen sogar weniger als 20 ppm enthielt, wobei die Konzentration beim Ausgang auch von der Konzentration am Eingang abhängt. Bei erhöhten Strömungsraten bis zu 133 l/min (35 Gallonen pro Minute) stieg die Konzentration am Auslaß etwas an, blieb aber immer noch unter 30 ppm. Die Einheit wurde auch mit der Injektion von Alaun als Ausflockungsmittel geprüft, wodurch eine beträchtliche Erniedrigung der Konzentration am Auslaß erzielt wurde. Das Alaun wurde als wässrige Lösung mit einer Konzentration von etwa 30 g/l (1/4 Pfd. pro Gallone) und mit einer Strömungsrate von 7,6 l/h (2 Gallonen pro Stunde) zugeführt. Dies ist eine wesentlich geringere Menge des Ausflockungsmittels, als bei bekannten Anlagen dieser Art, was einen weiteren Vorteil der Erfindung darstellt. Bei einer Erhöhung der Strömungsrate auf 190 1/iWn (50 Gallonen pro Minute) und ebenfalls bei Verwendung von Alaun als Ausflockungsmittel, ergaben sich weniger als 20 ppm am Auslaß und in vielen Fällen sogar weniger als 10 ppm. Daraus ist ersichtlich, daß durch die Erfindung eine Abwasserreinigungsanlage geschaffen wurde, mit der die Konzentration von Verunreinigungen beträchtlich unter den Wat gebracht werden kann, der zur Zeit für industrielle Abwasser bei Kläranlagen verlangt wird.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

yf,Flotationsanlage, insbesondere Abwasserreinigungsanlage zur Entfernung von suspendierten Verunreinigungen, g e k e η η ze ichnet durch eine Anzahl von angrenzenden Kammern (14, 16, 18) in einem Flotationstank (10), von welchen die erste Kammer (14) einen Einlaß (22) und mindestens eine andere der Kammern einen Auslaß aufweist, mit einer Pumpe (24) zum Umpumpen von Flüssigkeit aus der ersten Kammer (14) und zurück in diese Kammer, mit weiteren Pumpen (48, 68) zum Umpumpen von Flüssigkeit aus jeder Kammer in die angrenzende Kammer, mit einer Injektionseinrichtung (32, 54, 74) an jeder der Pumpen, die zur Gaszufuhr in die Flüssigkeit dient, mit einer auf dem Tank angeordneten Einrichtung zum Sammeln von Verunreinigungen auf der Oberfläche der Flüssigkeit in jeder Kammer, sowie mit einer Einrichtung zum Entfernen der geklärten Flüssigkeit aus der letzten Kammer durch deren Auslaß.

^Anlage nach' Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit jeder der Pumpen eine Auslaßleitung verbunden ist, die sich in die betreffende Kammer erstreckt, daß ein Prallblech (44, 66, 84) in jeder Kammer angeordnet ist, und daß das Auslaßende dieser Leitungen jeweils zu dem Prallblech gerichtet ist.

\ Anlage nach Anspruch 2, da durch gekennzeichnet, daß in jeder dieser Leitungen der Pumpe eine Druckregeleinrichtung vorgesehen ist.

^,Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Sammeln von Verunreinigungen eine" ringförmige Rinne (20) ist, die entlang dem Innenumfang des Tanks entlang dessen Oberseite verläuft, daß eine Anzahl von einstellbaren Überlaufsieben (94) an der Rinne vorgesehen sind, so daß jede Kammer mit der Sammel-

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rinne (20) in Verbindung steht, und daß an die.Rinne eine Auslaßleitung (96) angeschlossen ist.

5. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze ichnet , daß die Kammern durch Trennwände (12) voneinander getrennt sind, und daß in jeder Trennwand in der Nähe des Bodens des Tanks Durchflußöffnungen (102) vorgesehen sind.

6. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze ichnet , daß zum Ableiten des gereinigten Wassers eine Steigleitung (86) vorgesehen ist, an deren Oberseite ein Siebkasten (88) angeordnet ist, unddaß ein einstellbares Überlaufsieb (90) in dem Siebkasten vorgesehen ist, so daß der Flüssigkeitsspiegel in dem Tank entsprechend der Einstellung der Überlaufsiebe (94) an der Sammelrinne (20) gesteuert werden kann.

7. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze ichnet , daß die Flüssigkeit Wasser ist.

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