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Flotationsverfahren zur Reinigung von FlUssigkeiten und Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens.
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Die Erfindung bezieht sich auf Flotationsverfahren zur Reinigung von
Flüssigkeiten mittels Bläschenbildung gelöster Gase, z.B. Luft, und ein Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens, Bei bekannten Flotationsanlagen wird im allgemeinen
angestrebt, in einer Flüssigkeit einen übersättigten Zustand gelöster Gase, z.B.
Luft, zu erzeugen. Die Lösung wird dazu . gebracht, in eine Flotationsbehälter nach
aufwärts zu strömen, wobei sich der Druck zunehmend verringert.
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Bei einem bestimmten Druck, d.h. bei einem bestimmten Niveau in der
Flüssigkeit, bilden sich kleineLuftbläschen, Diese haften an den Verunreinigungen
und tragen sie zur Oberfläche hoch.
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Es kann bei einigen Arten von Verunreinigungen jedoch vorkommen, daß
die Bläschen nicht früh genug und nicht in dem erforderlichen Ausmaß für eine wirksame
Flotation gebildet werden. Die Partikel einiger Verunreinigungen scheinen als Stabilisatoren
der übersättigten Lösung zu wirken, die in
diesem Fall den Flotationsbehälter
als eine immer noch etwas übersättigte Lösung verlässt. Dies bedeutet, daß das in
der Flüssigkeit gelöste Gas nicht voll für den Flotationsprozeß genutzt werden konnte,
oder, mit anderen Worten, es wird in einem solchen Fall nur mit geringem Wirkungsgrad
gearbeitet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flotationsverfahren
zu schaffen, bei welchem die vorstehend geschilderten MAngel nicht auftreten. Als
Lösung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Bläschenbildung ganz oder teilweise
durch Energiezufuhr ausgelöst wird, welche in der Weise erfolgt, daß die Flüssigkeitsströmung
nicht gestört wird.
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Gerade das letztere Merkmal, daß die Flüssigkeitsströmung nicht gestört
wird, hat große Bedeutung. Andernfalls würde eine spontane Entbindung des gelösten
Gases aus der Flüssigkeit erfolgen, so daß explosionsartig verhältnismäßig große
Luftblasen gebildet werden. Diese wiederum verursachen aufwärts gerichtete Strömungen
in der Flüssigkeit, welche z.B. mittels Flockungsmitteln gebildete Flocken zerstören,
so daß sich ein schlechtes Flotationsergebnis einstellt.
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Energie könnte natürlich auf mechanischem Wege in die Flüssigkeit
eingeführt werden, z.B. durch Pumpen, welche einen Teil der Flüssigkeit zirkulieren
lassen, welcher Teil dann wieder dem Hauptstrom der Flüssigkeit zugeführt würde.
Um jedoch# bei diesem Verfahren Störungen in der Hauptströmung zu vermeiden, sind
verhältnismäß#ig große, teuere und komplizierte Anlagen und Einrichtungen erforderlich.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird deshalb der Flüssigkeit elektrische
Energie zugeführt.Dies geschieht vorzugsweise im Wegeeiner Elektrolyse.
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Eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist durch
im Flotationsbehälter angeordnete, an eine Gleichspannungsquelle anschließbare Elektroden
gekennzeichnet.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erl#utert.
Es zeigen: Fig. 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
in Seitenansicht und vereinfachster Darstellung, Fig. 2 in größerem Maßstab die
Anordnung von Elektroden bei der Vorrichtung nach Fig. 1.
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Gemäß Fig. 1 befindet sich in einem Flotationsbehälter lo ein Einlaufgefäß
11. In dieses wird über eine Leitung 15 eine Mischung aus verschmutztem Wasser und
Luft gepumpt. Dazu dient eine Flüssigkeitspumpe 12 mit einem Einlaß 13 für verschmutzten
Wasser und eine Luftpumpe 14.
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Das Einlaufgefäß 11 ist in einer solchen Tiefe in dem Flotationsbehälter
angeordnet, daß die Mischung von Wasser und darin gelöster Luft einem verhältnismäßig
hohen Druck ausgesetzt ist. Außerdem ist der Rauminhalt des Einlaufgefäßes im Verhältnis
zur Menge der Luft und des Wassers, welche pro Zeiteinheit hindurchgeleitet werden,
so gewählt, daß die Verweildauer der Mischung in dem Gefäß lang genug ist, daß sich
eine ausreichend große Menge Luft im Wasser löst. Die gebildete Lösung strömt aus
dem Einlaufgefäß art dessen Unterkante 16 in dem Flotationsbehälter lo aus.
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Dadurch wird erreicht, daß kein bedeutsamer Druckwechsel stattfindet,
wenn die Lösung in den Flotationsbehälter eintritt, und man einen sehr ruhigen Strömungsverlauf
erhält. Um sicherzustellen, daß nur die Lösung, nicht aber sie begleitende Blasen
in das Wasser im FlotatlonabehElter
gelangt, wird alle überflüssige
Luft durch eine Entlüftungsleitung 17 aus dem Einlaufgefäß 11 geleitet.
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Wenn das Wasser in dem Flotationsbehälter aufsteigt, wird die gelöste
Luft normalerweise, aber nicht immer, in Bereich des mit 18 gekennzeichneten Niveaus
in Form von sehr kleinen Bläschen entbunden. Der Flotationsbe hälter, welcher sich
nach oben weitet, wird deshalb oberhalb dieses Niveaus mit noch stärkerer Aufweitung
ausgebildet. Dadurch wird ein vorteilhafter Strömungsverlauf der gebildeten Flocken
erreicht, und diese werden durch die kleinen an ihnen hängenden Bläschen nach oben
transportiert. Die Flocken können durch ein geeignetes Flockungsmittel z.B. Aluminiumsulphat,
welches dem verschmutzten Wasser vor der Flüssigkeitspumpe 12 zugeführt wird, ausgefällt
werden. Vorzugsweise werden auch sogenannte Koagulantien der Leitung 15 aus einem
Vorratsgefäß 19 über eine Dosierpumpe 20 zugeführt.
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Am Kopfende hat der Flotationsbehälter einen erweiterten Bereich 22
und eine Öffnung 21. An den Boden 23 des erweiterten Bereichs 22 ist eine Auslaßleitung
24 für gereinigtes Wasser angeschlossen. Der gebildete Schlamm steigt zur Wasseroberfläche
an die Öffnung 21 und fließt weiter über die Oberkante 25 und die Außenwand 26 des
erweiterten Bereichs 22 in einen diesen umgebenden Kanal 27. An diesen ist ein Abfluß
28 für den Schlamm angeschlossen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig 1 ist nahe dem mit 18 gekennzeichneten
Niveåu im Flotationsbehälter 10 eine insgesamt mit 29 bezeichnete Elektroden-Anordnung
29 angebracht. Zum Zwecke der vereinfachten Darstellung ist in der Zeichnung nur
eine einzige derartige Anordnung gezeigt, es versteht sich 3 edoch, daß je nach
Bedarf auch
eine größere Zahl vorgesehen sein kann. Jede Anordnung
29 kann mittels einer Halterung 30 an der Innenwand des Flotationsbehälters befestigt
sein.
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Die Elektrodenanordnung 29 ist über zwei elektrische Leiter 31 und
32 mit einer Gleichspannungsquelle 33 verbunden, die eine bestimmte Spannung zwischen
zwei Einzelelektroden oder zwei Gruppen von Elektroden aufrecht erhält. Dadurch
wird in der Flüssigkeit eine Elektrolyse erreicht, die Flüssigkeit also mit der
zusätzlichen Energie versorgt, die nötig ist, um die Bildung kleiner Bläschen an
der vorgesehenen Stelle beginnen zu lassen.
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Wir vorstehend erwähnt, ist es wichtig, daß die Energiezufuhr zur
Flüssigkeit so erfolgt, daß deren Strömung nicht gestört wird. Es ist auch wichtig,
daß die infolge Energiezufuhr gebildeten kleinen Luftbläschen den Strömungsverlauf
nicht strören. Die Elektroden und deren Halter sollten deshalb eine solche Form
haben, daß die Bläschen in der gewünschten Weise an die Flüssigkeit im Flotationsbehälter
abgegeben werden. Bei dem Ausfübrungsbeispiel nach Fig. 2 wird dies erreicht durch
zwei Elektroden 34 und 35 , die in einem Halter 36 in Form einer senkrechten Büchse
oder Röhre angeordnet sind. Durch diese Büchse wird ein kleiner Teil der strömenden
Flüssigkeit abgesondert und zu den Elektroden gelenkt. Die durch den Halter 36 strömende
Flüssigkeit wird mit kleinen Luftblasen angereichert und die so gebildete Mischung
tritt nach oben aus der Büchse als laminare Strömung aus. Auf diese Weise wird der
mit Luftbläschen angereichterte Teil der Flüssigkeit wieder mit der anderen Flüssigkeit
im Flotationstank vereinigt ohne daß dabei die H,aup,tsttömung gestört wird.
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Es ist dabei auch wichtig, daß die Elektroden 34 und 35 in Richtung
quer zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit eine Erstreckung haben, die so klein
wie möglich ist.
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Die Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 stellt natürlich nur ein einziges
Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.
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Dabei sind beispielsweise die Elektroden gemäß Fig. 2 als eine Anzahl
untereinander verbundener runder Stäbe dargestellt, die an der Wand des Halters
36 befestigt sind. Die Elektroden können jedoch auch beispielsweise senkrecht angeordnete,
mit einer Gleichspannungsquelle verbundene Platten sein und gegenüberliegende Saiten
in eine senkrechten, rechtwinkligen Rohr, welches als Halter dient, bilden0 Daneben
sind selbstterstindlich tine Viel-Zahl anderer Poren möglich.
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Schutzansprüche