RU1787945C - Способ безнапорной микрофлотации и установка дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Использование: очистка сточных и промышленных вод, флотаци  материалов. Сущность изобретени : способ безнапорной микрофлотации включает приготовление газожидкостной смеси эжектированием газа в жидкость с последующим разделением смеси. Подвод газа к границе эжектиру- ющей струи осуществл ют микропорци ми или в виде отдельных микропузырьков. Микропорции газа получают путем прерывистой подачи или микрофильтровани  газа. Микропузырьки газа получают за счет предварительного диспергировани  газа в жидкости или путем электролиза воды. Установка дл  осуществлени  способа содержит насос дл  подачи обрабатываемой жидкости, фильтр грубой очистки, струйный насос и флотатор, а также средство дл  получени  микропузырьков газа. Средство дл  получени  микропузырьков выполнено в виде пористой вставки, размещенной в камере струйного насоса, и фильтра, размещенного на патрубке подсоса воздуха. Средство дл  получени  микропузырьков газа выполнено в виде во- довоздушного эжектора, выход которого соединен с камерой смещени  струйного насоса, а вход с выходом струйного насоса. Средство дл  получени  микропузырьков выполнено в виде проточного электролизера , в корпусе которого размещен струйный насос. 3 ил. ел с

Description

Изобретение относитс  к флотационной технике и может быть использовано при очистке сточных и промышленных вод, а также при флотации различных материалов Наиболее близким  вл етс  способ безнапорной микрофлотации, осуществл емой в устройстве включающем насос, фильтр грубой очистки, флотатор, струйный насос, подсасывающий воздух в обрабатываемую жидкость. Кроме того при безнапорной флотации могут быть получены высокие концентрации , тогда как при напорной и вакуумной флотации степень газонасыщени  жидкости

ограничена растворимостью газа при данном давлении и концентрацией реагентов при химической флотации.

Недостатком способа и устройства безнапорной флотации  вл етс  невозможность получать мелкие пузырьки (200 мкм) и обеспечить высокое качество флотации за счет выноса мелких частиц, которые наиболее эффективно удал ютс  пузырьками такого же размера.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности флотации.

VI

со vj о

N ел

Дл  достижени  поставленной цели осуществл ют подвод газа к границе эжек- тир ующей струи жидкости в виде микропузырьков ,

Эжектирующа  стру  жидкости движетс  с высокой скоростью, при которой интенсивно протекает процесс турбулентного перемешивани , сопровождаемый дроблением подсасываемого газа. Обычно скорость эжектирующей струи равн етс  15-50 м/с и при этом подсасываемый газ дробитс  на пузырьки крупностью 200-800 мкм. При скорости меньше 15 м/с пузырьки образуютс  больше 800 мкм, а величина создаваемого эжектирующей струей разрежени  небольша  и может оказатьс  недостаточной. При увеличении скорости свыше 50 м/с степень турбулентного перемешивани  увеличиваетс  и пузырьки получаютс  мельче, но резко возрастают энергозатраты, так как гидравлические потери здесь растут пропорционально квадрату скорости.

Осуществление подвода газа к границе эжектирующей струи жидкости в виде микропорций , позвол ет при данной степени турбулентного перемешивани , определ емого величиной скорости эжектирующей струи, получать более мелкие пузырьки. Если объем подводимых порций газа составл ет 1 мм , то при скорости струи 15-50 м/с размер пузырьков, прошедших зону интенсивного турбулентного перемешивани  при эжектировании равн етс  не 200-800 мкм, а 50-150 мкм. При уменьшении объема подводимых порций газа менее 1 мм3, можно получать мелкодисперсную газожидкостную смесь с микропузырьками крупностью до 20 мкм обычным эжектированием при скорости струи 15-50 м/с.

Подвод отдельных порций газа осуществл ют путем прерывистой подачи или микрофильтровани  газа, подводимого непосредственно к границе эжектирующей струи. Подводимый газ в отличие от обрабатываемой жидкости не содержит крупных включений, забивающих мелкие отверсти  и микрофильтрование газа эффективно обеспечивает подвод малых порций его непосредственно к границе эжектирующей струи. Надёжность работы обеспечиваетс  при условии очистки подсасываемого газа от пыли, что не представл ет сложностей. Аналогичный эффект можно получить путем прерывистой подачи газа, осуществл емой с большей частотой, Прерывистую подачу газа осуществл ют за счет перекрыти  тракта всасываемого газа заслонкой, например, вращающейс  от привода.

Подвод газа к границе эжектирующей струи жидкости можно осуществл ть в виде пузырьков, диспергированных в той же жидкости . Так как концентраци  газа в газожидкостных смес х, примен емых при флотации, не превышает 10%, то количество газа невелико и его первичное диспергирование в жидкости может быть осуществлено любым известным способом, например, эжектирова0 нием или механическим перемешиванием. При этом будет получена концентрированна  газожидкостна  сеть с пузырьками пор дка 500 мкм, котора  после интенсивного турбулентного перемешивани  в эжектирующей

5 струе той же жидкости дает газожидкостную смесь необходимой концентрации (до 10%) с размером микропузырьков до 20 мкм.

Аналогичный результат может быть достигнут , если в части жидкости, подводимой

0 к эжектирующей струе, осуществл ют электролиз воды. При электролизе воды на электродах образуютс  пузырьки, которые при эжектировании струй обрабатываемой жид- кости дроб тс  до микропузырьков и пере5 мешиваютс  с ней.

Таким образом, способ позвол ет при

. минимальных энергозатратах генерировать

микропузырьки (до 20 мкм), равномерно

распределенные в обрабатываемой жидко0 сти; что резко уменьшает коалесценцию пузырьков . Концентраци  приготавливаемой газожидкостной смеси не имеет никаких принципиальных ограничений и может быть получена любой необходимой дл  флота5 ции.

Способ по п. 1,2 осуществл етс  в устройстве , отличающемс  тем, что в газожидкостном эжекторе между рабочим соплом и камерой смешени  установлена насадка со

0 стенками из пористого материала, а приемна  камера снабжена воздушным фильтром, На фиг.1 представлена установка снабженна  средством дл  получени  микропузырьков газа, выполненным в виде

5 пористой вставки, размещенной в камере смешени  струйного насоса и фильтра, размещенного на патрубке подсоса воздуха. Установка содержит насос 1, фильтр грубой очистки 2, струйный насос 3, флотатор 4.

0 Струйный насос 3 состоит из рабочего сопла 5, приемной камеры 6, камеры смешени  7, диффузора 8. Между рабочим соплом 5 и камерой смешени  7 установлена насадка 9 с пористыми стенками, а приемна  камера

5 б снабжена воздушным фильтром 10.

Работает устройство следующим образом .

Обрабатываема  жидкость насосом 1 через фильтр грубой очистки 2 подаетс  в струйный насос 3 и далее во флотатор 4.

Вытекающа  из рабочего сопла 5 высокоскоростна  эжектирующа  стру  обрабатываемой жидкости, двига сь вдоль внутренних стенок 9, поступает в камеру 7. Под действием разр жени , создаваемого струей, воздух из приемной камеры 6 подсасываетс  в струю через поры в стенках насадки 9 отдельными порци ми. После прохождени  камеры смешени  7 и диффузора с интенсивным турбулентным перемешиванием получаетс  однородна  смесь обрабатываемой жидкости с микропузырьками воздуха. Во избежание забивани  пор в стенках насадки 9, приемна  камера 6 снабжена воздушным фильтром 10, очищающим воздух. После загр знени  фильтрующей поверхности она подвергаетс  регенерации или замен етс  на новую.

Способ по пп,1, 3 осуществл етс  в установке (фиг.З) отличающейс  тем, что сред- ство дл  получени  микропузырькоз выполнено в виде водовоздушного эжектора , выход которого соединен с камерой смешени  струйного насоса, а вход с выходом струйного насоса. Установка содержит насос 1, фильтр грубой очистки 2, водовоздуш- ный эжектор 3, флотатор 4, струйный насос 5. Приемна  камера 6 струйного насоса 5 св зана с выходом водовоздушного эжектора 3, а выход струйного насоса 5 сообщен с входом водовоздушного эжектора 3.

Работает устройство следующим образом .

Обрабатываема  жидкость насосом 1 через фильтр грубой очистки 2 подаетс  в струйный насос 5 и далее во флотатор 4. Часть жидкости после выхода из струйного насоса 5 поступает в водовоздушный эжектор 3, где за счет разрежени  подсасываетс  газ. Предварительно диспергированна  в водовоздушном эжекторе 3 газожидкостна  смесь подсасываетс  в приемную камеру 6 струйного Насоса 5, где эжектирующа  стру  осуществл ет дальнейшее дробление пузырьков и перемешивание с обрабатываемой жидкостью. После выхода из струйного насоса 5 небольша  часть обрабатываемой жидкости снова возвращаетс  в водовоздушный эжектор 3, а основна  часть поступает во флотатор 4, где обеспечиваетс  высокое качество флотации за счет наличи  необходимого количества микропузырьков, равномерно распределенных в массе обрабатываемой жидкости.

Соединение выхода водовоздушного эжектора 3 с приемной камеры 6 струйного насоса 5 снижает давление на выходе из водовоздушного эжектора 3, а сообщение его входа с выходом из струйного насоса 5 уменьшает давление перед водовоздушным

эжектором 3. В итоге, перепад давлений необходимый дл  обеспечени  подсоса газа в водовоздушной эжектор уменьшаетс , дл  его обеспечени  не требуетс  малые сечени  рабочего сопла, что снижает опасность забивани  водовоздушного эжектора 3 фло- тируемыми частицами и обеспечивает его надежную работу. Кроме того энергозатраты на предварительное диспергирование

0 газожидкостной смеси свод тс  при этом к минимуму, а позвол ют получить на выходе из струйного насоса газожидкостную смесь, содержащую необходимое дл  качественной флотации количество микро пузырьков

5 Способ по пп.1, 4 осуществл етс  в установке (фиг.З), отличающейс  тем, что средство дл  получени  микропузырьков выполнено в виде проточного электролизера корпусе которого размещён струйный

0 насос. Установка содержит насос 1, фильтр грубой очистки 2, флотатор 4, струйный насос 5 с приемной камерой 6, корпус 12, муфту 13.

Корпус 12 и струйный насос 5 изго5 товлены из электропроводного материала и соединены с электроисточником таким образом, что пространство между ними образует проточный электролизер, сообщенный с приемной камерой 6. Муфта

0 13 выполнена из диэлектрического материала ,

Работает устройство следующим образом . Обрабатываема  жидкость перёд подачей во флотатор 4 пропускаетс  через

5 предлагаемое устройство, при этом перефе- рийные слои, двига сь в пространстве между корпусом 12 и струйным насосом 5, подвергаютс  электролизу.

При электролизе вода разлагаетс  на

0 водород и кислород, образующие в потоке микропузырьки. Полученна  газожидкостна  смесь за счет разрежени , возникающего в струйном насосе 5, поступает в его приемную камеру 6. В струйном насосе 5

5 происходит дробление пузырьков и перемешивание с обрабатываемой жидкостью, центральные слои которой движутс  через рабочее сопло струйногб насоса.,5, создава  эжектирующую струю. Тем самым

Claims (8)

1. 0 обеспечиваетс  получение высококачественной смеси обрабатываемой жидкости с микропузырьками и повышение качества флотации.- - Формула изобретени 

   5 1. Способ безнапорной микрофлотации, включающий приготовление газожидкостной смеси эжектированием газа в жидкость с последующим разделением смеси, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности флотации, подвод газа к границё эжектирующей струи жидкости осуществл ют микропорци ми или в виде отдельных микропузырьков.
2. 2. Способ по п. 1. о т л и ч а ю щ и и с   тем, что микропорции газа получают путем прерывистой подачи или микрофильтровани  газа.
3. 3. Способ по п.1,отличающийс  тем, что микропузырьки газа получают за счет предварительного диспергировани  газа в жидкости.
4. А. Способ по п.1,отличающийс  тем, что микропузырьки газа получают путем электролиза воды.
5. 5. Установка дл  безнапорной микрофлотации , содержаща  насос, фильтр грубой очистки, струйный насос и флотатор, о т- личающа с  тем, что, с целью повышени  эффективности флотации, она снабжена средством дл  получени  микропузырьков газа.
6. 6. Установка по п.5, отличающа с  тем, что средство дл  получени  микропу- зырьков выполнено в виде пористой вставки , размещенной в камере смешени  струйного насоса, и фильтра, размещенного на патрубке подсоса воздуха.
7. 7. Установка по п.5, отличающа с  тем, что средство дл  получени  микропузырьков выполнено в виде водовоздушного эжектора, выход которого соединен с камерой смешени  струйного насоса, а вход - с выходом струйного насоса.
8. 8. Установка по п.5, от л и ч а ю ща  с   тем, что средство дл  получени  микропузырьков выполнено в виде проточного электролизера , в корпусе которого размещен струйный насос.