DE2366107C2 - Blasenerzeuger für Flotiereinrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Blasenerzeuger für Flotiereinrichtungen mit einem festen Behälter mit Venturiinjektor, wobei die Venturidüse im Eingangsbereich des Behälters angeordnet ist. in Verbindung mit der Umgebungsluft und nachgeschalteter Entspannungseinrichtung.

Ein solcher Blasenerzeuger ist in der belgischen Patentschrift 5 26 229 beschrieben. Das zum Blasenbildcn verwendete Medium ist Druckluft. Ein Ejektor ist vorgesehen, der ausschließlich dazu dient. Luft an die Basis des Behälters zu führen Eine eigene relativ komplizierte Niveaiiregelungsvornchtung ist jedesmal notwendig

Der Erfindung hegt die Aufgäbe zugrunde, das zur Blasenbildung dienende Gas bzw. die Luft ohne eine eigene Fremdenergiequelle, möglichst bei Umgebungsdruck einzuführen und im Druckluftlöseteil der Klärvorrichtung auf eine komplizierte Niveauregelung möglichst zu verzichten.

Gelöst wird diese Aufgabe überraschend dadurch, daß ein konzentrisch angeordnetes Rohr eines Injektors zur Einleitung von unter Druck stehendem Wasser auf den konvergierenden Eingangsteil der Venturidüse gerichtet ist, daß der obere Teil des Behälters eine ins Freie führende steuerbare Austrittsleitung aufweist, die die Auf rec tierhaltung eines konstanten Drucks im Behalter durch Ablassen überschüssigen Gases gewahr lehiet und daß in der Entspannungseinrichtung eine konvergierende Zuführungsleitung in sine Entspannungskammer mündet, die mit der Mischkammer der Flotationszelle verbunden ist.

Zweckmäßig ist vor dem Ausgang des Behälters eine

Ablenkeinrichtung in Form einer dem divergierenden Ende der Venturidüse gegenüberliegenden Glocke angeordnet, die den Fluidstrom gegen die Wand des Behälters leitet.

Günstig ist es, wenn die konvergierende Zuführungsleitung der Entspannungseinrichtung jri einer scharfen Kante in die Entspannungskammer mündet.
Die Entspannungseinrichtung kann unmittelbar am Einlaß der Versorgungsleitung in die Mischkammer angeordnet sein.

Vorzugsweise ist das in das konvergierende Eingangsteil der Venturidüse mündende konzentrische Rohr des Wasserinjektors im Eingangsbereich des Behälters axial verschiebbar angeordnet

Der Drucklöseeinrichtung und der Blasenerzeugung mn plötzlicher Entspannung ist ein Klotierbehälter mit innerer Zelle nachgeordnet, der die zu klärende Flüssigkeit zugeführt wird. Diese ist im einzelnen in dem deutschen Patent 23 58 077 vom gleichen Tage beschrieben.

Durch die Maßnahme nach der Erfindung erhält man

also in der Entspannungskammer eine Flüssigkeit, die nicht mehr unter Druck steht und die mit Blasen beladen ist und die dann an die Basis der Mischkammer geführt wird.

Gegenüber der bekannten Maßnahme ist es äußerst

interessant, daß allein durch die Verwendung von Wasser mit geringem Überdruck beispielsweise 8 Bar.

das in das venturiähnliche Rohr eingeleitet wird, mit Gas bzw. Luft bei öffnen des entsprechenden Ventils angesaugt und im divergierenden Teil des Venturirohres zu in der Flüssigkeit gelösten Bläschen umgeformt wird.

Die Niveauregelung über die einfach ins Freie fuhrende steuerbare Austrittsleitung ersetzt die komplizierte Niveauregeleinrichtung.

Nach der plötzlichen Entspannung werden in großen Zahlen Bläschen mit einem Durchmesserberckh. eier w sich sehr eng halmen läßt, d. h. mit einem fur die Klarung vorteilhaften Bereich, erzeugt.

Durch die Maßnahme nach der Erfindung wird der Blasenerzeuger im Aufbau besonders einfach, anfallige Bauteile wie Membranen fallen fort. In die Mischkammer der Flotationskläreinrichtung tritt nunmehr ein Fluidstrom. der nicht mehr unter Druck steht und mit Gasblasen beladen ist. ein. Die Anlagerung an die in Suspension befindlichen Partikel wird optim.il

Durch die vorzugsweise Anordnung der Ablenkein richtung wird einem raschen Austreten des Fluidstromes aus dem Behälter entgegengewirkt, so daß eine innige Durehmisuhung des Wassers mit der Luft erfolgt, bevor diese in die eigentliche Mischkammer eintritt,

Durch die zweckmäßig vorgesehene scharfe Kante und den abrupten Querschnittssprung am Ende der Zuführungsleitung wird die Erzeugung der Vielzahl feiner Gasblasen unterstützt.

Die Entspannungseinrichtung wird man unmittelbar

am Einlaß der Versorgungsleitung in die Mischkammer anordnen. Eine zusatzliche Entspannungskammer braucht nicht vorgesehen zu sein, da der untere Teil der Mischkammer diese Funktion übernimmt. Die Entspan nungseinrichtung kann vertikal, aber auch liegend. vorgesehen sein.

Durch die axial verschiebliche Anordnung des konzentrischen Rohres des Wasserinjektors im Eingangsbereich des geschlossenen Behälters wird der Unterdruck in diesem Eingangsbereich und damit das Ansaugverhalten der Venturidüse einstellbar.

Die Erfindung soll nun im folgenden anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden. Diese zeigt in

Fig. 1 eine Einrichtung zur Erzeugung von mit Luft gesättigtem Wasser fi*r einen erfindungsgemäßen Blasenerzeuger für Gleichstrom-Flotationskläreinrichtungen;

F i g. 2 eine den eigentlichen Blasenerzeuger bildende Entspannungseinrichtung, in der das mit gesättigter Luft beladene Wasser zur Erzeugung von Gasblasen entspannt wird; und

Fig. 3 eine schematische Darstellung des dem Blasenerzeuger nachgeschalteten Flotationsbehälters.

Die Zeichnung zeigt in schematischer Form die gesamte Anordnung, mit der zu behandelnden Abwasser mit Gasblasen in Berührung gebracht werden kann, damit die in Suspension befindlichen Partikel sich an Gasblasen anlagern und vom Fluidstrom von unten nach oben mitgenommen werden können.

Eine Einrichtung zur Erzeugung von mit Luft gesättigtem Wasser eines erfindungsgemäßen Blasene-zeugers ist in F1 g. 1 wiedergegeben. Die Einrichtung weist einen druckfesten Behälter 20 auf. bei dem im oberen Eingangsbereich durch ein kalibriertes Rohr 21. vorzugsweise mittels einer mehl wiedergegebenen Pumpe, untei Druck gesetztes Wasser eingeführt wird. Dieses Rohr 21 sitzt konzentrisch in dem konvergierenden Teil einer Ventundüse 22. Der Druck des Wassers beträgt vorzugsweise zwischen 6 und 9 Bar. Der dadurch erzeugte Unterdruck in der Venturidüse kann 0.5 bis 1 Bar betragen. Die Lage des Rohres 21 kann gegenüber dem konvergierenden Teil der Venturidüse 22 geändert werden, so daß sich damit der Unterdruck einstellen läßt. Die Einstellung erfolgt mit Hilfe von nicht dargestellten Einrichtungen, beispielsweise mit Verstellspindeln, mit deren Hilfe das Rohr 21 angehoben oder abgesenkt werden kann. Das konvergierende Teil der Ventundüse 22 steht mit der Außenluft über ein Luftansaugrohr 23 in Verbindung, das mit einem Ventil 24 versehen ist.

Das divergierende Ende 25 der Venturidüse 22 ist nach unten gerichtet und dient dazu, den Druck des mit Luft gesättigten Wassers zu verstärken und seine Geschwindigkei" zu verringern. Vor dem Ausgang des divergierenden Fndes 25 der Venturidüse 22 ist eine Ablenkeinrichtung 26 in Form einer Glocke vorgesehen, die die Flüssigkeit gegen die Wand des Behälters 20 drücken soll, um /u vermeiden, daß s'e /u rasch durch den am Boden i'es Behälters 20 in Form eines Kanales ausgebildeten Ausgang 27 für das unter Druck gesetzte Wasser entweicht. Der Behälter 20 muß ein ausreichend großes Volumen aufweisen, das eine Mischung von Luft und Wasser mit ausreichender Verweilzeit sichergestellt ist, die im allgemeinen zwischen 40 und 100 Sekunden liegt, um die Verteilung der Luft im Wasser sicherzustellen. Im oberen Teil des Behälters 20 ist eine Austrittsleitung 28 mit einem Ventil 29 vorgesehen, das durch geringes öffnen das Ablassen von überflüssiger, nicht nach unten gelangter Luft ermöglicht und somit die Rolle eines Luftfängers spielt. Diese mit dem Ventil 29 versehene Austrittsleitung 28 ermöglicht es, einen konstanten Druck im Behälter 20 aufrechtzuerhalten, so daß unter stabilen Bedingungen gearbeitet werden kann. Das Niveau der Flüssigkeit stellt sich in Höhe d^r in Form eines Rohres ausgebildeten Austrittsleitung 28 ein.

Am Ausgang des Behälters 20 wird das unter Druck gesetzte und mit Luft gesättigte Wasser einer den eigentlichen Blasenerzeugei bildenden Entspannungseinrichtung zugeführt, in der das mit gesättigter Luft beladene Wasser zur Erzeugung von Gasblasen entspannt wird. Diese Entspannungseinrichtung weist im wesentlichen ein konvergierendes Teil 30 auf, das in eine Entspannungskammer 31 mündet. Aufgrund des zwischen dem konvergierenden Teil 30 und der Entspannungskammer 31 auftretenden Querschnittssprungts tritt gleichzeitig mit einem Druckabfall in der konvergierenden Zuführungsleitung 33 an der scharfen Kante 32 an ihrem Ausgang die BiLung einer großen Anzahl sehr feiner Gasblasen auf. Die Entspannungseinrichtung kann in der inneren Zelle 2 (F i g. 3) im unteren Teil der Mischkammer 4 angeordnet sein, jedoch ist es auc. möglich, das konvergierende Teil 30 unmittelbar am Einlaß der Versorgungsleitung 11 anzuordnen, welche dann als Entspannungskammer dient. Der Flotationsbehälter gemäß F i g. 1 ist beschrieben und beansprucht im deutschen Patent 23 58 077. Das mit vielen kleinen Gasbläschen beladene Frischwasser tritt bei 11 in den Flotierbehälter 1 ein und steigt in der inneren Zelle 2 nach oben. Die Flüssigkeit des Fluidstroms in de' inneren Zelle 2 weist nun eine geringere Dichte uuf als die Flüssigkeit in der äußeren Zelle 9. die mit dem Blasenerzeuger nicht in Verbindung steht. In der inneren Zelle 2 stellt sich eine aufsteigende, in der äußerer, Zelle 9 eine absteigende Strömung ein. Die mit suspendierten Teilchen belaoene flüssigkeit wird in die innere Zelle 2 eingeführt; ein großer Teil der Partikel wird durch die in der inneren Zelle 2 nochsteigenden Gasblasen festgehalten und gelangt mit einer Geschwindigkeit, die größer als diejenige der Flüssigkeit ist. an die Oberfläche. Die mitgenommenen Partikel werden am Boden der ZeMe 9 durch zur Umwälzung dienende Öffnungen 8 in der Zelle 2 wieder vollständig eingeführt. Zu klärende Flüssigkeit wird über die Leitung 7 und die öffnung 6 in die innere Zelle eingeführt. Das gereinigte Abwasser verläßt den Flotationsbehälter 1 am Boden über eine Leitung 12. wenn es von den in Suspension befindlichen sich bei 13 als Schlamm sammelnden Teilchen befreit worden ist. Für ein gutes Punkt.onieren ist es notwendig, daß die V.ar.d 10 der äußeren Zelle 9 nach oben über die obere Begrenzung der Wand 3 fortgesetzt ist.

Bei Versuchtn mit einer Einrichtung zur Erzeugung von mit Luft gesättigtem Wasser nach Fig. I und einer Entspannungseinrichtung nach F i g. 2 betrug der durch eine Zentrifugalpumpe erzeugte Druck 6 Bar. Die Leistung der Anordnung betrug 1 m'/h mit Luft gesättigten Wassers unter einem Druck von J Bar. Die Menge der von der Anordnung angesaugten Luft betrug 110 l/h.

Die Zuführungsleitung für unter Druck gesetztes Wasser zum Einlaß des Blasenerzeugers sowie die Auslrittsleitung 34 für das mit Luftblasen beladene Wasser hatte ieweils einen Durchmesser von 21.5 mm.

Der Konvergenzwinkel betrug ungefähr 30°, um eine ausreichend langsame Dekompression vor der Entspannungskammer sicherzustellen. Diese Anordnung, die mit auf 3 Bar unter Druck gesetztem Wasser mit 1 m³/h beschickt wurde, arbeitete 15 Tage mit größer Regelmäßigkeit und erzeugte Gasblasen konstanter Abmessungen mit einem Durchmesser von ungefähr 50 μίτι.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Blasenerzeuger für Flotiereinnchiungen mit einem festen Behälter mit Venturiinjektor, wobei die Venturidüse im Eingangsbereich des Behälters angeordnet ist, in Verbindung r.iit der Umgebungsluft und nachgeschalteter Entspannungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein konzentrisch angeordnetes Rohr (21) eines Injektors zur Einleitung von unter Druck stehendem Wasser auf den konvergierenden Eingangstell der Ventundüse (22) gerichtet ist, daß der obere Teil des Behälters (20) eine ins freie fuhrende steuerbare Austrittsleitung (28, 29) aufweist, die die Aufrechterhaltung eines konstanten Drucks im Behälter (20) durch Ablassen überschüssigen Gases gewährleistet und daß in der Entspannungseinrichtung (30—34) eine konvergierende Zuführungsleitung (30, 33) in eine Entspannungskammer (31) mündet, die mit der Mischkammer (4) der Flotationszelle (1) verbunden ist.

2 Blasenerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ausgang (27) des Behälters (20) eine Ablenkeinrichtung (26) in Form einer dem divergierenden Ende (25) der Venturidüse (22) gegenüberliegenden Glocke angeordnet ist. die den Fluidstrom gegen die Wand des Behälters (20) leitet.

3. Blasenerzeuger nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die konvergierende Zuführungsleitung (30, 33) der Entspannungseinrichtung (30—34) an einer scharfen Kante (32) in die Entspannungskammer (31) mündet.

4. Blascnerzeuget nach e .iem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entspannungseinrichtung (30, 32, 33) unm telbar am Einlaß der Versorgungsleitung (11) in die Mischkammer (4) angeordnet ist.

5. Blasenerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis

4. dadurch gekennzeichnet, daß das in das konver gierende Eingangsteil der Venturidüse (22) mündende konzentrische Rohr (21) des Wassennjektors im Eingangsbereich des Behälters (20) axial verschiebbar ist.