DE2907146C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von Flüssigkeiten mittels Koagulation und Flotation nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Vorrichtung zur Flotation von Mineralien ist aus der DE-AS 10 17 553 bekannt. Die Vorrichtung hat einen Behälter mit einem zentralen Rohr, durch das eine Trübe axial einge­ führt und radial in den Behälter austreten gelassen wird, wobei an der Innenwand des Behälters Prallelemente vorge­ sehen sind. Koaxial zu der axialen Trübezuführung erstreckt sich eine Hohlwelle, über die Luft in einem im unteren Bereich des Behälters angeordneten rotierenden Luftverteiler geführt wird, aus dem die Luft in Form feiner Bläschen abgeschleudert wird, wobei dem rotierenden Luftverteiler radial gegenüber­ liegend an der Behälterinnenwand Prallelemente zugeordnet sind. Über einen am unteren Ende des Behälters angeordneten Auslaß wird Flüssigkeit abgeführt und mittels Förderluft zu einer weiteren Zelle transportiert. Der in dem Behälter aus Trübe und Luft gebildete Schaum steigt nach oben und wird über eine Schaumfangrinne abgeführt. Mit der bekannten Vorrichtung lassen sich zwar Bläschen für die Schaumbildung erzeugen, diese steigen jedoch im Gegenstrom zu der zugeführten Trübe nach oben, was einen sehr langsamen Prozeßablauf ergibt. Außerdem ist die Schaumbildung nicht optimal.

Aus der US-PS 17 52 434 ist ferner eine Vorrichtung bekannt, bei welcher durch ein zentrales Rohr Trübe aus Öffnungen einer rotierenden Scheibe in einen Luftraum und gegen mit radialen Öffnungen versehene Platten geschleudert wird, durch die die Trübe hindurchtritt und gegen die Innenwand eines Kegelstumpfes trifft, dessen in die Flüssigkeit eintauchender unterer Rand von dem gebildeten Schaum umströmt wird. Der Schaum sammelt sich an der Flüssigkeitsoberfläche außerhalb der Kegelmantelfläche und wird über einen Wannenrand abgezogen. Der Boden dieser Wanne steigt kegelförmig in den Bereich unterhalb der rotierenden Scheibe bis über den Flüssigkeitsspiegel an.

Aus der britischen Zeitschrift Water Services, Mai 1975, Seite 202 ist schließlich noch bekannt, Trübe mit einem Koagulations­ mittel zu mischen und über Wehre durch geführte Flockenbildungs­ zonen zu führen. Die so behandelte Trübe wird dann über ein unteres Wehr nach oben in einen Abtrennbehälter abgeführt, wobei im unteren Überströmungsbereich durch eine Düse Luft unter Überdruck abgegeben wird, wodurch sich Mikroblasen bilden, durch die die gebildeten Flocken schnell zur Oberfläche in der Trennzone transportiert werden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Vorrichtung der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß eine schnelle optimale Reinigung von Flüssigkeiten mittels Koagulation und Flotation erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst, die in den Unteransprüchen vorteilhaft weitergebildet sind.

Beim Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhält man sehr kleine Blasen, mit einem Durchmesser von 0,02 bis 0,5 mm, vorzugsweise 0,05 bis 0,2 mm, und zwar unmittelbar am Ort der Flockenbildung, wodurch sich die Blasen an den Flockenkeimen festsetzen und deren Kern bilden, jedoch auch an der Oberflächen bereits gebildeter Flocken ad­ sorbiert werden. Die gebildeten Flocken sind stabil und steigen sehr schnell nach oben, was zu einer Separierung und zu großen Durchsatzmengen führt. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich ferner Größe und Menge der im Adsorptionsraum dis­ pergierten und an der Flotation teilnehmenden Blasen durch Wahl der Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit im Adsorptions­ raum bzw. durch Wahl der Drehzahl des Rührers einstellen. Die Vorrichtung, die sich vor allem für die Abwasserreinigung eignet, hat einen einfachen Aufbau, kann wegen der möglichen großen Durchsatzmengen kompakt gebaut werden und ist mit geringem Aufwand betreibbar und instandhaltbar.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die gegebenenfalls vorgereinigte und mit koagulierenden Chemikalien versetzte Flüssigkeit in einer Strömung von oben nach unten geführt, wobei im unteren Teil der Flüssigkeitssäule Luft in Form der kleinen Blasen zugeführt wird, die in oder an den zu entfernenden Feststoffen unter Flockenbildung adsorbiert werden, während große Blasen zerkleinert und dispergiert und dann ebenfalls adsorbiert werden. Die sich bildende Flockenschicht an der Oberfläche wird von der Flüssigkeit entfernt. Die gereinigte Flüssigkeit wird ebenfalls abtransportiert. Während der Ad­ sorption läßt man die Flüssigkeit mit einer Geschwindigkeit von 4 bis 70 m/h strömen. Zur Bildung der Blasen läßt man die Luft aus dem Rührer mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 5 m/s ausströmen.

Anhand von Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch im Axialschnitt den Behälter der Vorrichtung mit Rührer,

Fig. 2 den Schnitt A-A von Fig. 1,

Fig. 3 den Schnitt B-B von Fig. 1,

Fig. 4 schematisch im Schnitt die Vorrichtung in einem Behälter mit zylindrischem Aufschwimmraum und

Fig. 5 schematisch im Schnitt die Vorrichtung angeordnet an­ grenzend an einen Aufschwimmraum.

In den Zeichnungen sind der Strom von Flüssigkeit und Flocken mit Pfeilen mit ausgezogenem Schaft, die Drehrichtung des Rührers mit Pfeilen mit gestricheltem Schaft und die Ein­ führung der zu reinigenden Flüssigkeit und der Luft sowie die Abführung der gereinigten Flüssigkeit, des Schaums und des Schlamms, sowie der Chemikalienzusatz mit Pfeilen mit strich­ punktiertem Schaft dargestellt.

Die in den Zeichnungen gezeigte Vorrichtung hat einen Behälter, der auf der Oberseite einen Zulauf 9 für die zu reinigende Flüssigkeit sowie einen Zulauf 11 für ein Koagulationsmittel und auf einer Unterseite einen Auslaß 10. In dem Innenraum des Behälters, der im folgenden als Adsorptionsraum 1 bezeichnet wird, ist koaxial ein Rührer 2 angeordnet, der an einem mit einem nicht gezeigten Drehantrieb verbundenen Rührwelle sitzt, die koaxial von einer Luftzuleitung 12 umschlossen ist. Der Rührer 2 ist in einem unten geschlossenen Gehäuse 3 angeordnet. An der Außenseite des Gehäuses 3 sind ebenso wie an der Innen­ wand des Behälters jeweils vier, eine Rotation oder Trichter­ bildung der Flüssigkeit unterbindende Platten 7 bzw. 8 ange­ ordnet. Die Breite der an der Außenseite des Gehäuses 3 vorge­ sehenen Platten 7 beträgt das 1,5- bis 2fache des Durchmessers des Gehäuses 3. Die axiale Erstreckung der Platten 7 entspricht der Höhe des Gehäuses 3. Die Breite der Platten 8 an der Innenwand des Behälters beträgt das 0,1- bis 0,2-fache des Innen­ durchmessers des Behälters.

Wie aus den Fig. 1 bis 3 zu ersehen ist, hat der in dem Gehäuse 3 angeordnete Rührer 2 vier der Drehrichtung entsprechend in einem Winkel von 50° schräg abgeschnittene Dispergierrohre 4. Im zylindrischen Mantel des Gehäuses 3 sind auf der Höhe des Rührers 2 Auslaßöffnungen 5 und in seinem sich an dem zylin­ drischen Mittel auf der dem geschlossenen Boden gegenüberliegenden Seite anschließenden kegelförmigen Mantel Einlaßöffnungen 6 vorgesehen. Der Auslaß 10 des Behälters ist mit einem Auf­ schwimmraum 13 verbunden.

Der in Fig. 4 gezeigte Aufschwimmraum 13 hat einen unteren zentralen Flüssigkeitseinführraum 14 und eine seinen zylin­ drischen Mantel auf der Oberseite umgebende Flüssigkeitsabführ­ rinne 17. Vor der Flüssigkeitsabführrinne 17 ist eine ein­ tauchende Trennwand 15 angeordnet, hinter der, gesehen in Strömungsrichtung, sich eine verstellbare Überlaufkante 16 für die Schaumabtrennung befindet. Der Aufschwimmraum 13 hat einen Schaumabnehmer 18 für den Transport des Schaums in einen Sammelraum 19 sowie einen Schlammkratzer 20 zum Trans­ portieren des Schlamms in einen Sammelraum 21.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform ist der Aufschwimm­ raum 13 neben dem Behälter angeordnet. Der Flüssigkeitsein­ führraum 14 ist seitlich im Aufschwimmraum angeordnet. Der Aufschwimmraum ist im übrigen ähnlich dem von Fig. 4 aufgebaut.

Durch die die Rührwelle umgebende Rohrleitung 12 wird Luft angesaugt und von dem Rührer 2 über seine Dispergierrohre 4 in Form von sehr kleinen Blasen abgegeben, wobei aufgrund der Rotation des Rührers 2 hinter den Dispergierrohren 4 ein Druck­ abfall entsteht, was die Luftansaugung bewirkt. Die durch die Einlaßöffnungen 6 in das Gehäuse 3 einströmende Flüssigkeit wird mit den Luftblasen kontaktiert und tritt durch die Auslaßöffnungen 5 aus. Die sich aus Blasen und Feststoffen in der Flüssigkeit bildenden Flocken treten zusammen mit der Flüssigkeit durch den Auslaß 10 des Behälters aus und gelangen in den Aufschwimmraum 13, wo die Trennung der Flocken und des Schlamms von der Flüssigkeit stattfindet.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Reinigen von Flüssigkeiten mittels Koagulation und Flotation mit einem Behälter, der auf der Oberseite einen Zulauf für die zu reinigende Flüssigkeit und Koagulationsmittel und auf seiner Unter­ seite einen Auslaß aufweist, und in dem ein Rührer ange­ ordnet ist, der mit Luftauslässen versehen ist, an einer Rührwelle sitzt und eine Luftzuleitung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rührer (2) wenigstens zwei radiale Dispergierrohre (4) auf­ weist, deren Luftauslaß von der in Drehrichtung des Rührers (2) vorderen Seite aus zur hinteren Seite unter einem Winkel von 30 bis 75° geneigt ist, daß der Rührer (2) in einem bodenseitig geschlossenen zylindrischen Gehäuse (3) angeordnet ist, das auf der Höhe der Dispergierrohre (4) mit Auslaßöffnungen (5) und oberhalb des Rührers (2) mit Einlaßöffnungen (6) versehen ist, und daß der Auslaß (10) des Behälters mit einem Auf­ schwimmraum (13) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einlaßöffnungen (6) in einem sich kegelförmig zur Rührwelle hin verjüngenden Mantel­ abschnitt des Gehäuses (3) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Luftauslaß jedes Dispergierrohres (4) in Drehrichtung des Rührers (2) von der vorderen Seite zur hinteren Seite unter einem Winkel von 50° ge­ neigt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vier Dispergier­ rohre (4) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit an der Innenwand des Behälters angeordneten, eine Rotation oder Trichterbildung der Flüssigkeit verhindernden Platten, gekennzeichnet durch an der Außenwand des Gehäuses (3) angeordnete, eine Rotation oder Trichterbildung der Flüssigkeit unterbindende Platten (7).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die radiale Erstreckung der Platten das 1,5- bis 2fache des Durchmessers des Gehäuses (3) beträgt und ihre axiale Erstreckung der Höhe des Gehäuses (3) entspricht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwei bis sechs Platten (7) vorgesehen sind.