DE2552228A1

DE2552228A1 - Microflotation of particles from waste water using microbubbles - using liq. under pressure and avoiding agglomeration of bubbles

Info

Publication number: DE2552228A1
Application number: DE19752552228
Authority: DE
Inventors: Carl Goeran Herbert Carlsson
Original assignee: Euroc Administration AB
Current assignee: Euroc Administration AB
Priority date: 1974-11-25
Filing date: 1975-11-21
Publication date: 1976-05-26
Also published as: IT1049751B; DK527675A; AU8688375A; SE388133B; JPS5176667A; SE7414758L; CA1055168A

Abstract

Appts. for the flotation of particles from waste water by expanding a pressurised liq. in which gas is dissolved under pressure in the waste water to form microbubbles comprises a vessel with two chamber sepd. by a partition which ends at liq. level: in the second chamber are means for removing foam consisting of particles and associated microbubbles from the liq. surface, and means for removing clarified liq. On or above the bottom of the first chamber is a nozzle device for providing the pressurised liq. with a dynamic increase in pressure immediately before expansion and releasing a rapid flowing widely devergin current of the liq. into the water.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Mikroflotation mittels Druckflüssigkeit Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abscheidung von festen Teilchen von einer Flüssigkeit, beispielsweise Abwasser. Die Teilchen werden mit Hilfe von Mikroblasen, d.h. äusserst kleinen Gasbläschen, die sich an den Teilchen anlagern und sie zum Flüssigkeitsspiegel heben, aus der Flüssigkeit entfernt. Method and device for microflotation using hydraulic fluid The invention relates to a method and a device for separating solids Particles from a liquid such as sewage. The particles are with The help of micro-bubbles, i.e. extremely small gas bubbles that attach to the particles and raise them to the liquid level, removed from the liquid.

Es ist bereits bekannt, Mikroblasen in einer ersten Flüssigkeit zu erzeugen, indem man eine zweite Flüssigkeit, die unter Druck steht und in der ein Gas gelöst ist, dessen Menge infolge des Drucks verhältnismässig gross ist, in die erste Flüssigkeit hineinströmen lässt. Wenn die zweite Flüssigkeit in die erste Flüssigkeit hinein expandiert und das unter Druck gelöste Gas freigegeben wird, entsteht eine grosse Menge Mikroblasen. Die Mikroblasen steigen zum Spiegel der ersten Flüssigkeit hoch und werden auf dem Wege durch ihr gegenseitiges Zusammenstossen zu grösseren Blasen aneinandergebracht. Die Aneinanderbringungsfrequenz der Mikroblasen ist von der Anzahl Blasen pro Volumeneinheit abhängig. Ein dichter Strom von Mikroblasen enthält infolge der Aneinanderbringung auch viele grosse Blasen, wenn er den Flüssigkeitsspiegel erreicht. Die Aneinanderbringungsneigung der Mikroblasen und deren Vermögen, sich an in der Flüssigkeit schwebenden Teilchen anzulagern, nimmt jedoch infolge des mit abnehmender Grösse steigenden, inneren Druckes der Blasen auch mit abnehmender Blasengrösse zu. It is already known to cause microbubbles in a first liquid generate by placing a second fluid that is pressurized and in the one Gas is dissolved, the amount of which is relatively large due to the pressure, in the lets the first liquid flow into it. When the second liquid in the first Liquid expands into it and the gas released under pressure is released, a large number of microbubbles are created. The microbubbles rise to the level of the first liquid high and are on the way through their mutual clash brought together to form larger bubbles. The frequency of attachment of the microbubbles depends on the number of bubbles per volume unit. A dense stream of micro-bubbles as a result of the juxtaposition, it also contains many large bubbles when it rises above the liquid level achieved. The tendency of the microbubbles to bring together and their ability to to accumulate on particles suspended in the liquid, however, decreases as a result of the with decreasing size, increasing internal pressure of the bubbles also with decreasing Bladder size.

In dieser Weise erzeugte Mikroblasen werden zur Abscheidung kleiner Teilchen, suspendierter Teilchen, jedoch auch kolloidaler Teilchen von einer Flüssigkeit benutzt. Wenn die Mikroblasen in die Nähe der Teilchen gelangen, werden sie von den Teilchen mit einer Kraft angezogen, die im wesentlichen umgekehrt proportional zur Blasengrösse ist, und bilden Agglomerate mit den Teilchen. Wenn sich eine hinreichende Anzahl Blasen an einem gewissen Teilchen in der Flüssigkeit angelagert hat - die erforderliche Anzahl ist von dem gemeinsamen Volumen der verschiedenen Teilchen sowie vom Gewicht und der spezifischen Fläche des Teilchens abhängig - wird das entstandene Agglomerat derart leicht im Verhältnis zu der umgebenden Flüssigkeit, dass es zum Flüssigkeitsspiegel hochzusteigen beginnt. Mit einer grossen Anzahl von in dieser Weise erzeugten Mikroblasen in einer Flüssigkeit mit suspendierten und kolloidalen Teilchen kann man die Teilchen wirksam von der Flüssigkeit abscheiden, auch wenn die Menge Teilchen verhältnismässig gross ist. Microbubbles generated in this way become smaller for deposition Particles, suspended particles, but also colloidal particles from a liquid used. When the microbubbles get near the particles, they are removed from the particle is attracted with a force that is essentially reversed proportional to the bubble size, and form agglomerates with the particles. If there is a sufficient Number of bubbles attached to a certain particle in the liquid - the required number is from the common volume of the various particles as well as the weight and the specific area of the particle - it will the resulting agglomerate is so light in relation to the surrounding liquid, that it begins to rise to the liquid level. With a large number of microbubbles generated in this way suspended in a liquid with and colloidal particles, the particles can be effectively separated from the liquid, even if the number of particles is relatively large.

Verschiedene Verfahren sind entwickelt worden, um die Anziehungs- und Aneinanderbringungsneigung der Mikroblasen zu reduzieren, damit sie in einem Mikroflotationssystem zum Abscheiden von suspen#dierten und kolloidalen Teilchen besser ausgenutzt werden können. Dabei hat man auf einer frühen Stufe der Mikroblasenerzeugung, oft vor dieser Erzeugung, die Wirkung von Zusätzen gewisser Mittel, beispielsweise einerseits elektrolytischer Stoffe, Koagulierungsmittel, Flockungsmittel und anderseits verhältnismässig grosser Aggregatteilchen oder Flocken, auf die Aneinanderbringungsfrequenz studiert. Gewisse Zusatzmittel tragen dazu bei, die Mikroblasen an den Aggregatteilchen zu binden, und verhindern dadurch eine hohe Aneinanderbringungsfrequenz der Mikroblasen. Die von der Flüssigkeit abzuscheidenden Teilchen lagern sich ihrerseits an den Aggregatteilchen an, die mittels der gebundenen Mikroblasen zum Flüssigkeitsspiegel hochbefördert werden. Diese Technik hat einen gewissen Erfolg gehabt, aber das Abscheidevermögen von gemäss dieser Technik arbeitenden Mikroflotationssystemen ist allzu niedrig. Ausserdem verlangt die Zugabe von elektrolytischen Stoffen, Koagulierungsmitteln und oberflächenaktiven Mitteln sowie Flockungsmitteln eine kostspielige Dosierapparatur. Various methods have been developed to and to reduce the tendency of the microbubbles to clump to form one Microflotation system for separating suspended and colloidal particles can be better exploited. One has at an early stage of the microbubble generation, often before this generation, the effect of additives of certain agents, for example on the one hand electrolytic substances, coagulants, flocculants and on the other hand relatively large aggregate particles or flakes, to the frequency of attachment educated. Certain additives help reduce the microbubbles on the aggregate particles to bind, and thereby prevent a high frequency of attachment of the microbubbles. The particles to be separated from the liquid are in turn attached to the aggregate particles which is carried up to the liquid level by means of the bound microbubbles will. This technique has had some success, but the separation capacity of microflotation systems working according to this technique is too low. It also requires the addition of electrolytic substances and coagulants and surfactants and flocculants require expensive metering equipment.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, das Abscheidevermögen bei Mikroflotation in teilchenbemengten Flüssigkeiten zu steigern. The aim of the present invention is to improve the separation capacity during microflotation in particle-confined liquids.

Ferner soll die Erfindung in einfacherer und wirksamerer Weise eine frühzeitige Aneinanderbringung der äusserst kleinen Gasblasen, sog. Mikroblasen, verhindern, die gebildet werden, wenn man die Druckflüssigkeit expandieren und in die Flüssigkeit hineinströmen lässt, von der man suspendierte und kolloidale Teilchen abzuscheiden wünscht.Furthermore, the invention is intended in a simpler and more effective manner Bringing the extremely small ones together at an early stage Gas bubbles, so-called Prevent microbubbles, which are formed when the printing fluid is expanded and let it flow into the liquid, one of which is suspended and colloidal Desires to deposit particles.

Erfindungsgemäss hat es sich nun überraschenderweise gezeigt, dass das Abscheidevermögen von Mikroflotationssystemen beträchtlich gesteigert werden kann, ohne dass hierzu irgendwelche der Flotationsflüssigkeit zugesetzte, oberflächenaktive Mittel erforderlich sind, obgleich geringe Mengen solcher Mittel natürlich vorzuziehen sind. Erfindungsgemäss kann man in äusserst wirksamer Weise, jedoch mit einfachen und billigen Mitteln verhindern, dass die Mikroblasen bei ihrer Erzeugung und kurz danach zu grösseren Blasen aneinandergebracht werden, welche als Flotationsmittel weniger wirksam oder ungeeignet sind. According to the invention it has now surprisingly been shown that the separation capacity of microflotation systems can be increased considerably can, without any of the flotation liquid added, surface-active Resources are required, although small amounts of such agents are of course preferable are. According to the invention you can in an extremely effective manner, but with simple and cheap means prevent the microbubbles from being generated and short are then brought together to form larger bubbles, which act as flotation agents are less effective or unsuitable.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat es sich auch gezeigt, dass das Abscheidevermögen des Mikroflotationssystems durch Einregelung der Verweilzeit der Flotationsflüssigkeit im System innerhalb weiter Grenzen kontrolliert werden kann. According to a preferred embodiment of the invention, it has also shown that the separation capacity of the microflotation system by regulation the residence time of the flotation liquid in the system is controlled within wide limits can be.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, durch die ein gesteigertes Abscheidevermögen bei Mikroflotation von suspendierten und kolloidalen Teilchen in einer Trübe zur Aufbereitung einer klaren Flüssigkeit erzielt wird, die in überraschend hohem Grade von den Teilchen befreit ist. The present invention relates to a method and an apparatus, due to the increased separation capacity with microflotation of suspended and colloidal particles in a slurry to make a clear liquid is achieved, which is freed from the particles to a surprisingly high degree.

Die Trübe kann eine verunreinigte Flüssigkeit sein, beispielsweise verschiedene Typen von Abwässern, aber viele andere Arten von Trauben, die suspendierte Teilchen, wie Fasern und Kristalle und/oder kolloidale Teilchen enthalten, lassen sich in dieser Weise reinigen, beispielsweise die in der metallurgischen Industrie vorkommenden Trüben. The slurry can be a contaminated liquid, for example different types of effluents, but many other types of grapes that are suspended Particles such as fibers and crystals and / or colloidal particles can be left clean themselves in this way, for example in the metallurgical industry occurring turbidity.

Die Trübe wird in einen Behälter gepumpt, und man lässt eine andere Flüssigkeit mit unter Druck gelöstem Gas, d.h. eine Druckflilssigkeit, expandieren und in die Trübe hineinströmen, so dass äusserst kleine Blasen, sog. Mikroblasen der Grössenordnung mm 4 bis 10 3 mm des gelösten Gases in der Trübe gebildet werden. The slurry is pumped into one container and another is left Liquid with gas dissolved under pressure, i.e. a pressurized liquid, expand and flow into the turbidity, so that extremely small bubbles, so-called micro-bubbles of the order of magnitude mm 4 to 10 3 mm of the dissolved gas are formed in the pulp.

Die Mikroblasen lagern sich an den suspendierten und kolloidalen Teilchen der Trübe an. Diese Anlagerung wird erleichtert, falls die Gasbläschen äusserst klein verbleiben und nicht zu grösseren Blasen aneinandergebracht werden. Nachdem sich die Teilchen mit einer gewissen Anzahl Mikroblasen vereinigt haben, werden sie leichter als die umgebende Trübe und beginnen, zum Trübspiegel hochzusteigen.The microbubbles attach to the suspended and colloidal particles the cloudy. This deposition is facilitated if the gas bubbles are extreme remain small and are not brought together to form larger bubbles. After this the particles have combined with a certain number of microbubbles they are lighter than the surrounding cloudiness and begin to rise to the cloudiness level.

Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass die Druckflüssigkeit unmittelbar vor der Expansion einer dynamischen Drucksteigerung unterzogen und bei Beginn der Expansion sofort in einer raschen, stark divergierenden Strömung in die Trübe hinein verteilt wird. Die Mikroblasenbildung wird infolge des hohen Druckes nach der Expansion kurzzeitig ausgesetzt und erst dann eingeleitet, wenn sich die Druckflüssigkeit gut in der Trübe verteilt hat. Die Folge ist, dass die Aneinanderbringung der Mikroblasen zu grösseren Blasen zumindest anfänglich fast völlig vermieden wird, und dass die Konzentration von Mikroblasen in der Trübe sowohl hoch als auch homogen wird, was das Abscheide- und Flotationsvermögen des Systems ausserordentlich steigert. The method according to the invention is characterized above all by that the hydraulic fluid immediately before the expansion of a dynamic pressure increase subjected and at the beginning of the expansion immediately in a rapid, strongly diverging Flow is distributed into the turbidity. The microbubble formation will result briefly exposed to the high pressure after expansion and only then initiated, when the hydraulic fluid is well distributed in the sludge. The consequence is that bringing the microbubbles together to form larger bubbles, at least initially is almost completely avoided and that the concentration of microbubbles in the turbidity becomes both high and homogeneous, which increases the separation and flotation capacity of the Systems increases extraordinarily.

Das Flotationsvermögen kann noch weiter gesteigert werden, indem man die divergierende Strömung der Druckflüssigkeit zum Strahlpumpen der Trübe benutzt, so dass die Trübe in einer ersten Kammer des Flotationsbehälters während des Flotations- und Abscheideverlaufs hochgepumpt und dann von dieser Kammer, nachdem sie von Teilchen befreit worden ist (klare Flüssigkeit), zu einer zweiten Kammer im Behälter geleitet wird, wo der auf dem Spiegel der klaren Flüssigkeit gebildete Teilchenschaum von der klaren Flüssigkeit abgeschieden wird. Die erste Kammer ist unter Berücksichtigung der erwünschten, divergierenden Strömung der Druckflüssigkeit derart ausgebildet und bemessen, dass in dieser Kammer eine im wesentlichen laminare, nicht-turbulente Trübströmung während des Flotationsverlaufs aufrechterhalten werden kann. The flotation capacity can be increased even further by the divergent flow of the hydraulic fluid is used to jet the pulp, so that the pulp in a first chamber of the flotation tank during the flotation and separation process pumped up and then from this chamber after being of particles has been released (clear liquid), passed to a second chamber in the container becomes where the particle foam formed on the mirror of the clear liquid from the clear liquid is deposited. The first chamber is under consideration the desired, diverging flow of the pressure fluid formed in this way and dimensioned that in this chamber a substantially laminar, non-turbulent Turbid flow can be maintained during the course of the flotation.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Trübe am Eintritt zur ersten Kammer unter dem Bereich der divergierenden Strömung in das System eingebracht. Die Trübe wird dann durch die divergierende Strömung gehoben und gelangt mit einer besonders hohen und homogener onzentration von besonders kleinen und aktiven Mikroblasen in Berührung, bevor sie durch das Strahlpumpen weiter zum Flüssigkeitsspiegel hoch bebefördert wird. Der erfindungsgemässe Flotationsprozess ist derart leistungsfähig, dass Zusätze von oberflächenaktiven Mitteln, wie elektrolytischen Stoffen, Koagulierungs- und Flockungsmitteln, nicht nötig sind. Es kann sich jedoch lohnen, verhältnismässig kleine Mengen dieser Stoffe zuzusetzen, die dann gemäss einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gleichförmig in die divergierende Strömung von Druckflüssigkeit oder kurz vor der Drucksteigerung in die Druckflüssigkeit hineindosiert werden. According to a preferred embodiment of the invention, the turbidity becomes at the entrance to the first chamber under the area of diverging flow into the System introduced. The turbidity is then lifted by the diverging flow and got with a particularly high and homogeneous concentration of particularly small and active microbubbles before they pass through the Jet pumps continue to be transported high to the liquid level. The invention The flotation process is so powerful that additions of surface-active substances Agents such as electrolytic substances, coagulants and flocculants, do not are necessary. However, it can be worthwhile to use relatively small amounts of these substances add, which then according to another preferred embodiment of the invention uniformly in the diverging flow of hydraulic fluid or just before the Pressure increase can be metered into the hydraulic fluid.

Gemäss einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das System kontinuierlich in demjenigen Sinne, dass ein frei gewählter Teil der klaren Flüssigkeit durch Einregelung der einlaufenden Trübe zu der ersten Kammer zurückgeführt und am Eintritt unter der divergierenden Strömung mit der zugeführten Trübe vermischt wird. In dieser Weise lässt sich der Reinheitsgrad der klaren Flüssigkeit weitgehend steigern, gleichzeitig wie das System weiterhin kompakt ist. Durch zurückgeführte klare Flüssigkeit lassen sich die Verweilzeiten und Kreislaufverhältnisse des Systems leicht einregeln. Ferner kann man durch Steigerung der Druckflüssigkeitsströmung den Kreislauf in der ersten und der zweiten Kammer steigern, ohne dass die Zufuhr von Trübe und der Abzug von klarer Flüssigkeit dabei nennenswert geändert zu werden brauchen, so dass eine Feineinstellung des Abscheidevermögens des Systems und des Reinheitsgrades der klaren Flüssigkeit möglich ist. Eine gesteigerte Druckflüssigkeitsströmung führt nämlich zu einer gesteigerten Menge Mikroblasen pro Volumen- und Zeiteinheit in der ersten Kammer. According to a further, preferred embodiment of the invention the system is continuous in the sense that a freely chosen part the clear liquid by regulating the incoming turbidity to the first chamber returned and at the inlet under the diverging flow with the supplied Cloudy is mixed. In this way, the degree of purity of the clear liquid can be determined largely increase, at the same time as the system is still compact. By repatriated clear liquid can be the residence times and circulatory conditions of the system adjust easily. Furthermore, by increasing the pressure fluid flow Increase the circulation in the first and second chambers without interrupting the supply of turbidity and the withdrawal of clear liquid to be changed significantly need so that a fine adjustment of the separation capacity of the system and the Degree of purity of the clear liquid is possible. An increased flow of hydraulic fluid namely leads to an increased amount of microbubbles per unit of volume and time in the first chamber.

Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens schlägt die Erfindung eine Vorrichtung vor, die aus einem Behälter mit einer ersten und einer zweiten Kammer besteht, die durch eine nahe dem Flüssigkeitsspiegel im Behälter endende Wand voneinander getrennt sind. Die zweite Kammer enthält Mittel, durch die vom Flüssigkeitsspiegel Schaum entfernt wird, der suspendierte und kolloidale Teilchen sowie an diesen angelagerte Mikroblasen und ev. Zusatzmittel enthält. Auf einer niedrigeren Höhe des Behälters enthält die zweite Kammer auch Mittel zum Abziehen von klarer Flüssigkeit, die vom Oberteil der ersten Kammer hinübergeströmt ist. The invention proposes to carry out the method according to the invention a device before, which consists of a container with a first and a second Chamber consists, which ends by a near the liquid level in the container Wall are separated from each other. The second chamber contains means through which the Liquid level foam is removed, the suspended and colloidal particles as well as microbubbles and possibly contains additives. At a lower level of the container, the second chamber also contains means for Withdraw any clear liquid that has spilled over from the top of the first chamber is.

Das wesentliche Merkmal der erfindungsgemässen Vorrichtung liegt jedoch in der Anordnung einer Düse (ggf. mehrerer Düsen), die in geringem Abstand über dem Boden der ersten Kammer angebracht und derart ausgebildet ist, dass sie der Druckflüssigkeit unmittelbar vor der Expansion einen Ueberdruck verleiht und bei der Expansion eine stark divergierende Strömung der Druckflüssigkeit in die Trübe hinein erzeugt. Die unmittelbar nach der Expansion gebildeten, äusserst kleinen Gasbläschen werden rasch über den gesamten waagerechten Querschnitt der ersten Kammer verteilt, und die Aneinanderbringungsfrequenz der Blasen ist sehr niedrig. The essential feature of the device according to the invention lies however, in the arrangement of a nozzle (possibly several nozzles), which are at a short distance mounted above the bottom of the first chamber and configured to gives the hydraulic fluid an overpressure immediately before expansion and a strongly diverging flow of the hydraulic fluid into the Turbidity created into it. The extremely small ones formed immediately after expansion Gas bubbles are rapidly spread across the entire horizontal cross-section of the first chamber and the frequency of attachment of the bubbles is very low.

Eine solche Düse bietet auch den Vorteil, dass die Trübe während der Teilchenflotation von den Gasbläschen aus der Düse infolge des Strahlpumpens durch die erste Kammer hochbefördert wird.Such a nozzle also offers the advantage that the turbidity during the Particle flotation from the gas bubbles from the nozzle as a result of the jet pumping through the first chamber is lifted up.

Nachdem die Trübe weitgehend von Teilchen befreit worden ist, kann die klare Flüssigkeit als Oberflächenschicht in die zweite Kammer hinein und darin nach unten strömen, um dort in zweckdienlicher Weise entfernt zu werden.After the pulp has been largely freed from particles, can the clear liquid as a surface layer into and into the second chamber flow down to be removed there in an expedient manner.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist die Düse derart ausgebildet, dass die Strömung der Druckflüssigkeit kegelförmig wird, vorzugsweise in Form eines ganzen Kegels mit einem Spitzenwinkel von 30-150°. Die Düse ist auch so zu bemessen und der Druck der Druckflüssigkeit bei der Expansion ist so zu wählen, dass die kegelförmige Strömung die erste Kammer völlig ausfüllt, die dann zweckdienlicherweise zylindrisch ist. Die durch die Druckflüssigkeitsströmung erzeugten Gasbläschen können hierdurch die Trübe in einem hauptsächlich laminaren, nicht-turbulenten Strom durch die erste Kammer hochbefördern. According to a preferred embodiment, the nozzle is designed in such a way that that the flow of the pressure fluid is conical, preferably in the form of a whole cone with an apex angle of 30-150 °. The nozzle is also to be dimensioned in this way and the pressure of the hydraulic fluid during expansion is to be chosen so that the conical flow completely fills the first chamber, which then expediently is cylindrical. The gas bubbles generated by the hydraulic fluid flow can This causes the turbidity to flow through in a mainly laminar, non-turbulent flow move up the first chamber.

Die erste Kammer kann gemäss einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine zylindrische Schale sein, und die zweite Kammer kann derjenige Zylinder sein, dessen Begrenzungsfläche von der Innenwand der zylindrischen Schale gebildet ist. According to a further preferred embodiment, the first chamber can of the invention can be a cylindrical shell, and the second chamber can be that Be a cylinder whose boundary surface is from the inner wall of the cylindrical shell is formed.

Die Düse ist dann zweckdienlicherweise über dem Boden der zweiten Kammer anzubringen, soll aber eine Druckflüssigkeitsströmung in Form eines Kegels mit einem zentralen, kegelförmigen Loch ergeben, so dass in der zylindrischen Schale ein homogener, laminarer und nicht-turbulenter Flüssigkeitsstrom nach oben aufrechterhalten werden kann, während die klare Flüssigkeit unbehindert in der Zylinderkammer nach unten strömen kann.The nozzle is then conveniently above the bottom of the second Chamber to attach, but should allow a hydraulic fluid flow in shape of a cone with a central, conical hole so that in the cylindrical Shell a homogeneous, laminar and non-turbulent liquid flow upwards can be maintained while the clear liquid is unobstructed in the cylinder chamber can flow downwards.

Man kann für die Erfindung auch einen Flotationsbehälter prismatischer Form benutzen, in welchem Falle die Düse oder Düsen in der ersten Kammer einen Druckflüssigkeitsstrom hauptsächlich rechteckigen Querschnitts erzeugen sollen, was durch eine schlitzförmige Düsenöffnung erzielbar ist. One can also use a prismatic flotation tank for the invention Use form, in which case the nozzle or nozzles in the first chamber provide a flow of pressurized fluid mainly intended to produce a rectangular cross-section, which is achieved by a slit-shaped Nozzle opening is achievable.

Für die erfindungsgemässe Vorrichtung geeignete Düsen werden u.a. von der Spraying .#stems Company hergestellt, deren Full Jets Nozzle und Whirljet Nozzle mit variierender Volumen leistung die bevorzugten voll- und lochkegelförmigen, schnellen Strömungen gewährleisten, die für ein hohes Abscheidevermögen in einem Mikroflotationssystem gemäss der vorliegenden Erfindung erforderlich sind. Nozzles suitable for the device according to the invention are i.a. manufactured by the Spraying. # stems Company, whose Full Jets Nozzle and Whirljet Nozzle with varying volume output, the preferred solid and cone-shaped, ensure fast currents, which for a high separation capacity in one Microflotation system according to the present invention are required.

Die Erfindung ist nun im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben, in der ein Mikroflotationsbehälter gemäss der Erfindung im Achsialschnitt gezeigt ist. The invention is now described in more detail below with reference to the drawing, in which a microflotation container according to the invention is shown in axial section is.

Die suspendierte und kolloidale Teilchen enthaltende Trübe wird der zylinderschalenförmigen Kammer 1 durch die Leitung 2 zugeführt und mit von Teilchen befreiter, klarer Flüssigkeit vermischt, die nach unten durch die Kammer 1 strömt. Das Flüssigkeitsgemisch strömt durch die Öffnungen 3 in den unteren Teil der zylindrischen Kammer 4 hinein und wird durch das von dem vollkegelförmigen Druckflüssigkeitsstrom aus der Düse 5 bewirkte Strahlpumpen nach oben gesaugt, wonach es, nachdem eventuell oberflächenaktive Mittel zugesetzt worden sind, über die Vorrichtung 6 weiter nach oben zum Flilssigkeitsspiegel in der Kammer 4 strömt. The turbidity containing suspended and colloidal particles becomes the Cylindrical shell-shaped chamber 1 fed through line 2 and with particles freed, clear liquid mixed, which flows down through the chamber 1. The liquid mixture flows through the openings 3 in the lower part of the cylindrical Chamber 4 in and is through that of the fully conical pressure fluid flow from the nozzle 5 effected jet pumps sucked upwards, after which it, after possibly Surfactants have been added, via the device 6 further after flows up to the liquid level in the chamber 4.

Die Druckflüssigkeit enthält gelöste Luft, und wenn die Flüssigkeit nach einer Drucksteigerung unmittelbar bevor der Expansion rasch in die vermischte Trübe hinausströmt, wird fast sofort eine grosse Menge äusserst kleiner Luftbläschen in der Trübe gebildet. Dank der ausgesprochenen Kegelform und der hohen Geschwindigkeit des Druckflüssigkeitsstromes werden die Luftbläschen trotz ihrer grossen Bindungsneigung getrennt gehalten. Sie können sich nun mit suspendierten und kolloidalen Teilchen vereinigen, da sie noch immer klein sind und in grosser Anzahl vorliegen sowie homogen verteilt und mit grosser Kraft von diesen Teilchen angezogen werden. Die Teilchen verändern ihr Aussehen, wenn sich die Luftblasen an ihnen anlagern, werden dicker und leichter und steigen zum Flüssigkeitsspiegel im Behälter empor. The hydraulic fluid contains dissolved air, and when the fluid after a pressure increase immediately before the expansion rapidly mixed into the If the cloudy stream flows out, a large number of extremely small air bubbles appear almost immediately formed in the cloud. Thanks to the pronounced cone shape and the high speed of the hydraulic fluid flow, the air bubbles become in spite of their great tendency to bind kept separate. she can now deal with suspended and colloidal Particles unite because they are still small and present in large numbers as well as homogeneously distributed and attracted by these particles with great force. The particles change their appearance when the air bubbles attach to them, become thicker and lighter and rise to the level of the liquid in the container.

Das Strahlpumpen beschleunigt dieses Hochsteigen. Die flotierten Teilchen 3 treten schliesslich in die Schaumphase auf dem von Teilchen befreiten Flüssigkeitsspiegel im Behälter ein.The jet pumping accelerates this ascent. The floated particles 3 finally enter the foam phase on the surface of the liquid that has been freed from particles in the container.

Die Flüssigkeit ist nun weitgehend von den suspendierten und kolloidalen Teilchen befreit, wenn sie in die zylinderschalenförmige Kammer 1 hinüber und in der Kammer nach unten strömt. Ein Teil der klaren Flüssigkeit wird durch die Leitung 7 entfernt, während der Rest durch die Öffnungen 3 zum System zurückgeleitet wird. Die auf der klaren Flüssigkeit gebildete Schaumschicht wird durch die Rinne 8 entfernt. The liquid is now largely suspended and colloidal Particles are freed when they go over and into the cylindrical shell-shaped chamber 1 the chamber flows downwards. Part of the clear liquid is through the pipe 7 is removed while the remainder is returned to the system through openings 3. The foam layer formed on the clear liquid is removed through the channel 8.

Die verschiedenen Phasen des Flotationsprozesses lassen sich wie folgt in Zonen unterteilen: a) Der innere Zylinder, das Steigrohr I Expansion, Blasenbildung und ggf. Zusatz von Chemikalien, wie Koagulierungs- und Flockungsmittel. The different phases of the flotation process can be like Subdivide into zones as follows: a) The inner cylinder, the riser pipe I expansion, bubble formation and, if necessary, the addition of chemicals such as coagulants and flocculants.

II Vermischen von Trübe, klarer Flüssigkeit und Mikroblasen sowie beginnende Vereinigung von Teilchen und Mikroblasen.II Mixing turbidity, clear liquid and microbubbles as well incipient union of particles and microbubbles.

III Fortgesetzte Vereinigung von Teilchen und Blasen, Flockung und beginnendes Ausscheiden von grösseren Agglomeraten von Teilchen.III Continued association of particles and bubbles, and flocculation beginning separation of larger agglomerates of particles.

IV Fortgesetztes Ausflocken und Abscheidung.IV Continued flocculation and separation.

V Schaumbildung und Trennung von Trübe und klarer Flüssigkeit.V Foaming and separation of cloudy and clear liquid.

b) Die Zylinderschale V Schaumabzug, nach unten gehende klare Flüssigkeit.b) The cylindrical shell V foam discharge, clear liquid flowing downwards.

IV Nach unten gehende klare Flüssigkeit.IV Clear liquid going down.

III Abzug von klarer Flüssigkeit II Einführung von Trübe und Mischung mit zurückgeleiteter klarer Flüssigkeit.III Removal of clear liquid II Introduction of turbidity and mixture with returned clear liquid.

I Einströmen in den inneren Zylinder.I flowing into the inner cylinder.

Beispiel I 1 m3 Trübe bestehend aus einer Zellstoffasersuspension in Wasser wurde in einem Behälter in herkömmlicher Weise, jedoch ohne Zusatz eines oberflächenaktiven Mittels oder eines anderen, die Mikroflotation fördernden Mittels flotiert. Druckwasser mit gelöster Luft wurde in bekannter Weise expandiert und in die Fasersuspension hineingeleitet. Der Druck betrug 5 at und das Volumen 0,1 1/min. Die Suspension wurde nicht im Kreislauf geführt, und die Behandlungszeit betrug nur 5 min. Die Trübung der Suspension wurde nach beendeter Behandlung gemäss Jackson gemessen. Eine beträchtliche Fasertrübung blieb im Wasser zurück.Example I 1 m3 pulp consisting of a pulp fiber suspension in water was in a container in a conventional manner, but without the addition of a surfactant or other microflotation promoting agent floated. Pressurized water with dissolved air was expanded and in a known manner guided into the fiber suspension. The pressure was 5 at and the volume 0.1 1 / min. The suspension was not cycled and the treatment time was only 5 min. The turbidity of the suspension after the end of the treatment was according to Jackson measured. Considerable fiber opacity remained in the water.

Die Mikroflotation wurde dann gemäss der Erfindung in der oben beschriebenen Weise, jedoch unter Verwendung einer Düse ausgeführt, die das Druckwasser in einem stark divergierenden, schnellen Strom verbreitete. Eine Trübungsmessung gemäss Jackson nach 5 min zeigte, dass die Trübung im Vergleich zu in herkömmlicher Weise vorgenommener Mikroflotation um etwa 90% reduziert worden ist. The microflotation was then according to the invention in that described above Way, but carried out using a nozzle that the pressurized water in one strongly divergent, fast current. A turbidity measurement according to Jackson after 5 min showed that the haze compared to conventionally made Microflotation has been reduced by about 90%.

Beispiel II Eine Trübe mit starker Trübung von Toilettenseife wurde gemäss der Erfindung mikroflotiert. Die divergierende, rasche Druckwasserströmung gemäss der Erfindung ergab eine Trübungsverminderung von etwa 50%.Example II A cloudiness of high cloudiness from toilet soap became microfloted according to the invention. The diverging, rapid flow of pressurized water according to the invention resulted in a haze reduction of about 50%.

Beispiel III Ein gewöhnlicher Abwasserschlamm wurde gemäss der Erfindung mikroflotiert, wobei eine Trübungsverminderung von etwa 40% erzielt wurde.Example III A common sewage sludge was made in accordance with the invention microfloted, with a turbidity reduction of about 40% was achieved.

Beispiel IV Derselbe Abwasserschlamm wie in Beispiel III wurde in herkömmlicher Weise und mit Laurylsulfat als oberflächenaktiver und die Mikroflotation fördernder Zusatz mikroflotiert. Die Trübung lag nach 5 min um etwa 30% niedriger als ohne Laurylsulfat.Example IV The same sewage sludge as in Example III was used in conventional way and with lauryl sulfate as the surface active and the microflotation promotional additive microfloted. The haze was about 30% lower after 5 minutes than without lauryl sulfate.

Als die Mikroflotation mit demselben Zusatz von Laurylsulfat, jedoch mit einer divergierenden Druckwasserströmung gemäss der Erfindung vorgenommen wurde, betrug die Trübungsverminderung etwa 80%.As the microflotation with the same addition of lauryl sulfate, however was carried out with a diverging pressurized water flow according to the invention, the haze reduction was about 80%.

Abänderungen im Rahmen des von den Patentansprüchen definierten Erfindungsgedankens sind möglich. Modifications within the scope of the inventive concept defined by the claims are possible.

Claims

1. Method for flotation in a container from a first liquid, a turbidity containing suspended and / or colloidal particles, with a second Liquid with a gas dissolved in it under pressure expands and into the first Liquid is passed into it, so that the gas dissolved under pressure is released and extremely small bubbles, microbubbles, form on the particles accumulate and convey them up to the level of the first liquid, characterized in that that the second liquid immediately before the expansion of a dynamic pressure increase subjected and during the expansion in a strongly divergent, rapid and homogeneous flow in the first liquid, the turbidity, is distributed so that the Bubble formation only begins when the second liquid is well in the turbidity has distributed.

2. The method according to claim 1, characterized in that the diverging Flow in a first chamber arranged in the container is directed upwards in this way is that in this first chamber a liquid flow of the type of a jet pumping to accelerate the transport of liquids and to separate the particles and the microbubbles attached to it are brought about from the first liquid and that formed by the separated particles and the microbubbles Foam and the clear liquid freed from the particles each separately from one arranged in the container second chamber are removed.

3. The method according to claim 2, characterized in that untreated Turbidity pumped into the container below the area of divergent flow and carried up by the flow by a jet pump-like effect and with the distributed microbubbles is mixed.

4. The method according to claim 3, characterized in that a part of the clear liquid in the second chamber is returned to the first chamber and is mixed with the untreated pulp by the diverging flow.

5. The method according to claim 1, characterized in that that dosed additives into the diverging flow or into the inflowing turbidity will.

6. The method according to claim 1, characterized in that the first Liquid is water.

7. The method according to claim 1, characterized in that the first Liquid is an organic solvent.

8. The method according to claim 1, characterized in that the particles Fibers are.

9. The method according to claim 1, characterized in that the particles are of a mineral nature.

10. The method according to claim 2, characterized in that the residence time and the circulatory conditions by weighing both the turbid and clear liquid flows as well as the hydraulic fluid flow can be regulated.

11. Device for flotation of a particle-restricted, first liquid, a pulp, whereby a second liquid with gas dissolved under pressure, pressure liquid, is expanded in the pulp, so that extremely small gas bubbles, so-called.

Microbubbles, are generated and attach to the particles and These convey up to the liquid level, comprising a container with a first and a second chamber and with a wall separating the chambers, which is located on the Liquid level ends, as well as means in the second chamber for removing Particles and microbubble-containing foam from the liquid level and for removing treated liquid in the form of a clear particle freed liquid, characterized by a nozzle device (5) on or is arranged above the bottom of the first chamber (4) to the pressure fluid directly to subject to a dynamic pressure increase before expansion and a strong to generate divergent, rapid flow of hydraulic fluid into the pulp, so that the microbubbles formed rapidly over the entire horizontal cross-section the chamber to be distributed, and so that the pulp by this jet pumping through the first chamber (4) is conveyed up.

12. The device according to claim 11, characterized in that that the nozzle device (5) a conically diverging flow with a cone angle causes from 30-150, and that the first chamber (4) is essentially cylindrical, so that a highly laminar, non-turbulent jet pumping is maintained therein can be.

13. The apparatus according to claim 11, characterized in that the first chamber (4) has the shape of a hollow cylinder with an annular cross-section, that the second chamber (1) from the cylindrical space within the inner circumference the first chamber is formed that the nozzle device (5) a flow in the form a hollow cone generated, and that the two chambers in such a way with respect to the dimensions of the hollow cone are dimensioned so that the hydraulic fluid flows exclusively into the first Chamber (4) flows into it, to a high degree laminar and even To bring about the pumping of the sludge.

14. The device according to claim 11, characterized in that the the first chamber is prismatic in shape, and that the nozzle device is slot-shaped Has opening to bring about a pressure fluid flow of rectangular cross-section.

L e r s e i t e