DE2357461A1

DE2357461A1 - Vorrichtung zum klaeren von fluessigkeiten

Info

Publication number: DE2357461A1
Application number: DE19732357461
Authority: DE
Inventors: Sven Elis Aake Svanteson
Original assignee: Electrolux AB
Current assignee: Electrolux AB
Priority date: 1973-05-17
Filing date: 1973-11-17
Publication date: 1974-12-05
Also published as: JPS5053951A; FR2229649B1; JPS522816B2; FR2229649A1; FI141674A; SE374676B

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing/ W. Beyer Dipl.-Wirtseh..-Ing. B. Joehern

6 Frankfurt am Main S'taufenstraße

Aktiebolaget
Eiectrolux

Stockholm/Schweden

Vorrichtung zum Klären von Flüssigkeiten

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Klären von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, durch Flotation, wobei ein Gas, vorzugsweise Luft, in der Flüssigkeit gelost wird und diese dann in einen Flotationstank mit getrennten Auslässen für die aufgetriebenen Verunreinigungen und die geklärte Flüssigkeit fließt.

Bei bekannten Flotationsanlagen wird die das Gas in gelöster Form enthaltende Flüssigkeit dazu gebracht, in

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einen Flotationstank nach aufwärts zu strömen, wobei ein kontinuierlicher Druckabfall stattfindet. Bei einem bestimmten Druck geht dann die normalerweise als Gas benutzte Luft aus der Lösung und bildet kleine Blasen. Diese Blasen hängen sich an die "Verunreinigungen in der Flüssigkeit und tragen diese an die Flüssigkeitsoberfläche. Dort können sie leicht entfernt werden.

Es ist erwünscht, soviel Luft wie möglich in der Flüssigkeit zu lösen, und zu diesem Zweck wird gewöhnlich die Mischung aus .Flüssigkeit und Luft einem hohen Druck· ausgesetzt. Um dabei auf eine besondere Druckkammer oder eine andere komplizierte Anordnung verzichten zu können, arbeitet eine bekannte Anlage in der Weise, daß die Mischung aus Luft und Flüssigkeit in eine Verweilzone geleitet wird, die verhältnismässig tief unter einem darüber lagerndem Flüssigkeitskörper liegt. Weil ein hoher Druck angestrebt wird, hat solch ein Apparat eine- beträchtliche Höhe, so daß er manchmal nur schwierig unterzubringen und zu installieren und auf jeden i'all verhältnismässig teuer ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Verweilzeit der Mischung doch recht begrenzt ist. Dies hat zur üOlge, daß nicht soviel Luft in der flüssigkeit gelöst wird, wie es theoretisch bei den gewählten Druckverhältnissen eigentlich möglich wäre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach im Aufbau und billig in der Herstellung ist und wesentlich weniger Baum beansprucht als bekannte derartige Vorrichtungen, jedoch dieselbe reinigungswirkung wie diese erzielt.

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Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der untere l'eii des Jilotationstanks mit einer die .Flüssigkeit mit darin gelöstem Gas enthaltenden, unter atmosphärem Druck stehenden Vorkammer in Verbindung steht und im ü'lotatibnstank mittels einer Vakuumpumpe ein so starker Unterdruck aufrechterhalten wird, daß die, i'lüssigkeitsoberfläche im Flotationstank beträchtlich höher liegt als in der Vorkammer.

Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung besteht die Möglichkeit, die zu klärende !flüssigkeit unter ätmosphärem Druck dem Flotationstank zuzuführen. Die in diesen eingeleitete Flüssigkeit war verhältnismässig lange in Berührung mit Luft, und es ist deshalb einfach, eine fast vollständig gesättigte Lösung von Luft in der Flüssigkeit zu erreichen. Während die Flüssigkeit im Flotationstank von unten nach oben aufsteigt, findet infolge des im l'ank über der Flüssigkeitsoberfläche erzeugten linterdrucks der zur Blasenbildung erforderliche Druckabfall statt. Es wurde gefunden, daß es möglieh ist, einen ebenso guten .Reinigungsgrad wie bei bekannten Vorrichtungen, jedoch mit nur etwa dem halben Strömungsweg durch den Flötationstank wie dort zu erreichen.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung mündet der Auslaß des irlotationstanks für die gereinigte Flüssigkeit in eine unter demselben Unterdruck wie dieser stehende Dachkammer mit Überlauf, über den in entsprechendem Maße Wasser abfließt, wie der Vorkammer zufließt. Diese Automatik ergibt sich von allein dadurch, daß die Vorkammer über den Flotationstank mit der Dachkammer in Verbindung steh/fr. Ks ist also für den Flüssigkeitstransport durch die genannten Kammern bzw. Behälter keine Pumpe oder dergleichen mit beweglichen '!'eilen erforderlich. ' '

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- ή. —

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es ist dort ein . Flotationstaiüc 10 dargestellt, der aus' einem oberen Teil 1.1, einem mittleren Teil 12 und einem unteren i'eil 1$ besteht. Der letztere ist über ein Hohr 14 mit einem insgesamt mit 15 bezeichneten Gefäß verbunden, welches gegliedert ist in einen Behälter 16, in dem Gas in der zu klärenden Flüssigkeit gelöst wird, und eine einen Flüssigkeitskörper enthaltende Vorkammer 17· Mittels einer Pumpe 19 wird Luft in Pfeilrichtung 18 angesaugt und über eine Leitung 20 und einem Verteiler 21 in den Behälter 16 eingeleitet, dem die verschmutzte i'lüssigkeit über eine' Zuflußleitung 23 in Pfeilrichtung 22 zuströmt. Vom Behälter 16 aus gelangt die .Flüssigkeit über einen überlauf 24 in die Vorkammer 17·

Aus dem oberen Teil 11 des i'lotationstanks wird mittels einer Vakuumpumpe 28 Luft über Leitungen 25 und 27 entsprechend Pfeilrichtung 29 abgesaugt. Auf diese Weise wird im oberen u.'eil 11 des ü'lotationstanks ein Unterdruck erzeugt.

ü-leichfalls im oberen Teil 11 des ilotationstanks befindet sich ein fcSchlammschieber 30, welcher durch eine geeignete Antriebsvorrichtung 31 in Bewegung gesetzt wird und den aufgeschwemmten Sehlamm zu einer Tasche 32 schiebt, von wo aus er über eine Abflußleitung 33 in einen Sammelbehälter 34 gelangt. Dort mündet die Abflußleitung 33 unterhalb der Oberfläche 35 cLes angesammelten i'lussigkeits- Schlammgemischs.

Die im Flotationstank gereinigte flüssigkeit strömt über eine Öffnung 38 in einer Zwischenwand 37 oder über ein

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Bohr in eine Nachkammer 39» deren oberer Teil über eine Leitung 26 Anschluß hat an die Leitung 27·und die Vakuumpumpe 28, so daß im oberen Teil-der Nachkammer 39 derselbe Unterdruck herrscht wie im oberen Teil 11 des Flotationstanks. Venn die Dachkammer 39 ein Teil des Flotationstanks 10 ist, braucht statt der Leitung 26 nur eine Verbindung zwischen dem Hauptraum und der Nachkammer oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche vorgesehen zu sein»

Die Nachkammer 39 hat eine Zwischenwand 40, deren obere Kante einen Überlauf 41 bildet. Die gereinigte Flüssigkeit gelangt darüber in ein Sammelab teil 4-2 und fließt dann weiter durch eine Abflußleitung 43 in einen Auffangbehälter 44 mit einem Auslauf 45, durch den die gereinigte Flüssigkeit in Pfeilriehtung 46 ausfließt* Die Abflußleitung 43 ist so angeordnet, daß ihre Mündungsöffnung 47 unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche48 im Auffangbehälter 44 liegt.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Die verschmutzte'Flüssigkeit wird zunächst in den der Lösung von Gas dienenden Behälter 16 geleitet. Dieser kann mehrere nicht gezeigte Zwischenwände haben, mit denen erstens der Zweck verfolgt wird, daß die Flüssigkeit und die vom Luftverteiler 21 abgegebenen Luftbläschen .sich im Gegenstrom bewegen und zweitens die Zeitdauer, während der die Flüssigkeit "durch den Behälter 16 strömt und dabei mit Luft angereichert wird, verlängert wird. Die Flüssigkeit fließt dann über den Überlauf 24 in die Vorkammer 17, deren Oberfläche 49 freiliegt, d.h. dem atmosphärem. Druck der Umgebung ausgesetzt ist'. Wegen des

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im oberen Teil 11 des Flotationstanks herrschenden Unterdrucks kann eine Flüssigkeitssäule gehalten werden, deren Länge durch den Höhenunterschied zwischen den Flüssigkeitsoberflächen 49 in der Vorkammer 17 und 50 im Flotationstank bestimmt ist. Wenn der Vorkammer 17 weitere Flüssigkeit zugeführt wird, müsste eigentlich die Oberfläche 49 und damit auch die Oberfläche 50 im Flotationstank ansteigen. Wegen des Prinzips der kommunizierenden Röhren liegt jedoch die letztere auf demselben Niveau wie die Flüssigkeitsoberfläche 51 in der Nachkammer 39- Die Flüssigkeitszufuhr zur Vorkammer 17 hat deshalb nur zur Folge, daß eine entsprechende Flüssigkeitsmenge über den Überlauf 41 in das Sammelabteil 42 und weiter in den Auffangbehälter 44 abfließt. Es strömt also mit anderen Worten gereinigte Flüssigkeit mit derselben Geschwindigkeit aus dem Flotationstank wie verunreinigte Flüssigkeit dem Gas lösenden Behälter 16 zugeführt wird. Der Flüssigkeitstransport findet somit vollständig ohne bewegliche Teile statt. Um sicherzustellen, daß bereits eine sehr geringe, der Vorkammer 17 zugeleitete Flüssigkeitsmenge genügt, einen Flüssigkeitstransport herbeizuführen, ist die freie Flüssigkeitsoberfläche 49 verhältnismässig klein gegenüber der Flüssigkeitsoberfläche 50, 51 im oberen Teil des Flotationstanks 11.

Da im Flotationstank 10 und der Dachkammer 39 derselbe Unterdruck herrscht, wird in der Abflußleitung 43 eine Flüssigkeitssäule gehalten, die ebenso lang ist wie die Flüssigkeitssäule im Flotationstank. Der Höhenunterschied zwischen den Flüssigkeitsoberflächen 48 und 52 ist also derselbe wie zwischen den Flüssigkeitsoberflächen 49 und 50. Ein entsprechendes Verhältnis besteht für die Abflußleitung 33» in

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welcher Jedoch die Flüssigkeit mit Schlamm gemischt ist. Schlamm kann auch im Bereich der Tasche 32 auf der Flüssigkeitsoberfläche schwimmen.· Die Ansammlung von Flüssigkeit in der Abflußleitung 33 kommt einerseits dadurch zustande, daß der während des Flotationsprozesses entstehende Schlamm eine verhälthismässig große Flüssigkeitsmenge enthält und andererseits evtl. auch der Sehlammschieber 30 Flüssigkeit von der Oberfläche 50 im Flotationstank mitnimmt, so daß diese dem Schlamm über den Überlauf , welcher durch eine innere Wand 53 der Tasche 32 gebildet wird, folgt. ; . ■ .-

Während sich die verschmutzte Flüssigkeit in dem Gas lösenden Behälter 16 oder in der Vorkammer 1? befindet, können in bekannter Weise ausfällende und köagulierende Mittel zugesetzt werden. Weiterhin kann vorgesehen sein-, daß die verunreinigte Flüssigkeit, bevor sie in den Behälter eingeleitet wird, durch einen Tank strömt, in dem bereits ein Teil der Verunreinigungen abgelagert wird. Durch nicht gezeigte Mittel kann der dort abgelagerte Schlamm sowie der aus dem Sammelbehälter 34- zu einer Schlammverarbeitungsanlage weitergeleitet werden«

"Patentansprüche

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Claims

Pat ent ansprü ehe

1. Vorrichtung zum Klären von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, durch Flotation, wobei ein Gas, vorzugsweise Luft, in der Flüssigkeit gelöst wird und diese dann in einen Flotationstank mit getrennten Auslassen für die aufgetriebenen Verunreinigungen und die geklärte Flüssigkeit fließt, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil (13) des Flotationstanks (10) mit einer die Flüssigkeit mit darin gelöstem Gas enthaltenden, unter atmosphärem Druck stehenden Vorkammer (17) in- Verbindung steht und im Flotationstank (10) mittels einer Vakuumpumpe (28) ein so starker Unterdruck aufrechterhalten wird, daß die Flüssigkeitsoberfläche f50) im Flotationstank (10) beträchtlich höher liegt als in der Vorkammer (17)·

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (38) für die gereinigte Flüssigkeit in eine unter demselben Unterdruck wie der Flotationstank (lO)stehende. Nachkammer (39) mit Überlauf (41) mündet, über den in entsprechendem Maße Wasser abfließt, wie der Vorkammer (17) zufließt.

3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Nachkammer (39) über eine Abflußleitung (43) mit einem unter atmosphärem Druck stehenden Auffangbehälter (44) in Verbindung steht, dessen Flüssig-

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keitsspiegel (48) durch das Niveau eines Ablaufs ( 45 ) bestimmt ist.

4. Vorrichtung nachAnspruch T, dadurch g e k e η nz e i c h η e t, daß der Auslaß (53, 33) für die aufgeschwemmten Verunreinigungen im Flotationstank (TO-) von einer Sammelvorrichtung (32* 30 ) ausgeht und über eine Abflußleitung (33) mit einem Sammelbehälter. (34) in Verbindung steht, wo diese letztere unterhalb der Flüssigkeit soberflache (35) mündet. . ; ^y

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge k e η nz e i c h η et, daß die Sammelvorrichtung (32, 53) aus einem in Höhe der Flüssigkeitsöberflache (50) im Flotationstank (10) oder darüber angeordneten Überlauf (53) und einem Schlammschieber (30) besteht.

6. Vorrichtung nach einem oder, mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d ad ure h g e k en η ze ic h η e t, daß die Flüssigkeitszufuhr zur Vorkammer^(1?) von einem Gas in der Flüssigkeit lösendenBehälter (T6) aus über einen Überlauf (24)-erfolgt, wobei Vorkehrungen für eine lange Verweilzeit der Flüssigkeit während der Gaszufuhr getroffen sind. / . Λ / ."-■".-".-■■

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a du rc h g ^:e; k e η η ze ich η et,

■ daß die Flüssigkeitsoberfläche (49) der Vorkammer (T?) im Vergleich zur Flüssigkeitsoberfläche (50) im Flota-cionstänk (TO) klein ist..""■■".-.-"" :

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8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flotationstank (10) aus einem im Querschnitt verhältnismässig großen Oberteil (11), einem sich verjüngenden Mittelteil (12) und einem verhältnismässig schmalen Unterteil (13) besteht.

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