183024. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés folyadékok flotációs tisztítására
1 IK < 024 2 A találmány tárgya eljárás és berendezés folyadékok dotációs tisztítására, melynek segítségével az idegen anyagokat, elsősorban a szennyeződéseket optimálisan alkalmas és kisméretű buborékokkal távolítjuk el a folyadékból. A folyadékokban, különösen a szennyvizekben jelenlévő és/vagy a kémiai-biológiai kezelés során kialakuló szennyeződések eltávolítására az útépítés mellett kiterjedten alkalmazzák a különféle rendszerű dotációs eljárásokat is. A dotációs eljárások közös vonása, hogy szenynyeződésekből, adott esetben koaguláltató vegyszerekből, levegőbuborékokból és vízből álló pelyheket alakítanak ki, majd ezeket a dotáló berendezés kiúsztató terében elválasztják a folyadéktól. Az egyes eljárások elsősorban a kiúsztatáshoz szükséges gáz, főleg levegő bevitelének, diszpergálásának módjában különböznek egymástól. 'A különféle technológiák kialakítása során mindig törekedtek arra, hogy a levegő vagy más gáz buborékjait, melyek a szennyeződéseket alkotó szilárd részecskéket a folyadék felszínére továbbítják, a lehető legkisebb méretekben állítsák elő. Ennek az az oka, hogy csak a rendkívül kisméretű buborékok teszik lehetővé a szükséges mértékű adhéziót. Az tin. alsó levegős, keverő lapátos dotálásnál a folyadék mélyén forgó és a folyadékot diszpergálva tartó keverőlapát közelébe juttatják az atmoszférikus vagy kis túlnyomású levegőt. Jellemző erre a módszerre, hogy a folyadék alján bevezetett gázbuborékok méretét a mechanikus keverékkel létesített nyíróerők útján csökkentik. Ez feltétlenül előnyös jellegzetesség, mivel a gázbuborékok méretének csökkentésével a buboréktömeg fázisfelülete növekszik, ezzel pedig egyenes arányban gyorsíthatók a folyadékbázis, a benne levő szennyeződés és gázok közötti transzport folyamatok (anyag és energiaátadás). A gázok helyzeti energiájuknál fogva felfelé áramlanak, miközben érintkeznek a folyadékkal. Ezt a megoldást általában kisebb méretű tartályreaktorokban használják, különösen akkor, ha a folyadék intenzív keverésére is szükség van. A keverős tartályreaktoroknál - főleg nagyobb volumeneknél - nagy a beruházási költségigény és a keverés energiafogyasztása is jelentős. Mindemellett a képezhető gázbuborékok minimálisan 1 mm átmérő körüliek, ami nem tekinthető optimálisnak a dotálás szempontjából. Ilyen rendszerű - bár a felhasználási kör tekintetében eltérő berendezést ismertet a 168 515 1. sz. szabadalom. A berendezést folyadékok levegőztetésére fejlesztették ki. A szabadalom szerinti berendezés egy felül nyitott tartályba van süllyesztve, ahol a berendezés a tartály fenekére illeszkedik. Hajtómotorként búvármotort alkalmaznak. A tengelyre egy üreges lapátkerék van felszerelve, melyen levegő kilépd nyílásokat képeztek ki. A lapátkerék egy speciális, bonyolult felépítésű állórészben forog és eközben a felette és alatta lévő térből folyadékot szív be. A lapátkerék kamráiban ez a folyadék keveredik a levegővezetéken keresztül beszívott levegővel és a légbuborékok folyadékkal alkotott keveréke az állórész körgyűrűi között kilép. Hasonló rendszerű keverő-levegőztető berendezésre vonatkozik a DV-260 ügyszámú H/2296 szám alatt közzétett halasztott vizsgálatú szabadalmi leírás is. A találmány szerinti berendezésnek egy, a folyadékba süllyesztett keverőcsavaija van, mely el van látva két sor 20-60°-ig beállított diupergáló furattal. A berendezésnek ezenkívül legalább egy, az atmoszférával kapcsolatban álló levegőszállítócsöve van. A levegőztető tengely állásszöge a függőlegeshez képest 80° -kai állítható. A 157 950 1. sz. magyar szabadalom szerinti keverőszerkezet mechanikus dotálócellákhoz alkalmas. A találmány szerinti megoldás a célkitűzésének megfelelő nagyobb szívóhatást két egymást metsző felületből kialakított keverőtányérral kívánja biztosítani. A keverőtányér felületének kettős, felső és alsó lapátsora van. Forgás közben a szívótér tengelyre szimmetrikus térelemeiben, azonos irányú és fázisú térfogatváltozások jönnek létre. Ezek a keverő forgása következtében az egész szívótérben folyamatosan ismétlődnek és ez a találmány szerint állandó szívóhatást eredményez. Valamennyi ismert keverőlapátos rendszer közös jellemzője, hogy általában bonyolult felépítésűek, levegőszállításuk viszonylag csekély, buborék képzésük egyáltalán nem biztosítja a lehető legkisebb mérető buborékokat, szabályozhatóságuk csak korlátozott megoldású. Külön kiemelendő hátrány, hogy a pelyhek kialakulása és a buborékok képzése, bevitele külön műtárgyban történik és ezért a buborékok csak a pelyhek felületén adszorbeálódnak. Ez pedig a pelyhek stabilitását csökkenti és ezáltal az elválasztás élességét és a kiúsztató tér terhelhetőségét is hátrányosan befolyásolja. Találmányunk célkitűzése olyan új típusú egyszerű dotációs eljárás és berendezés kialakítása, melynél a pelyhek kiúsztatásához szükséges mennyiségű gázt a tárolóból, levegő esetén az atmoszférából közvetlenül, külön nyomásfokozó egység nélkül, önbeszivó-diszpergáló ke verővel, a pelyhek kialakulásával egyidőben, egy műtárgyban visszük a tisztítandó folyadékba. A diszpergáló keverő körül a folyadék áramlásirányának és sebességének célszerű megválasztásával biztosítjuk, hogy a kiúsztató térbe csak az optimálisan alkalmas méretű buborékok, illetőleg ilyen buborékokat tartalmazó pelyhek kerüljenek. Ily módon tulajdonképpen a hagyományos megoldások egyéb járulékos hátrányai is jórészt kiküszöbölhetők. Találmányunkat arra a felismerésre alapozzuk, hogy a szennyeződésekből, adott esetben koaguláló hatású vegyszerekből, buborékokból és folyadékból álló pelyhek stabilitása és kiúszási sebessége nemcsak a bevitt vegyszer- és gáznemű anyag fajtájától, illetve mennyiségétől, hanem a buborékok méretétől, bevitelének helyétől és idejétől is nagymértékben függ. Felismertük, hogy az optimálisan kedvező 0,05- 0,2 mm átmérőjű buborékok egy, a találmányunk szerint elrendezett és működő, tehát a gáz- vagy légtérrel közvetlen összeköttetésben álló és megfelelőképpen elrendezett, folyadék belépő és kilépő nyílásokkal ellátott házban forgó diszpergáló keverővei, továbbá a tisztítandó folyadék áramlási irányának és sebességének megfelelő megválasztásával biztosíthatók. Általánosan ismert, hogy a pelyhek nem pillanatszerűen alakulnak ki, hanem a folyadék jellemző értékeitől - pH érték, hőmérséklet stb. - és a vegyszerfajtájától, mennyiségétől függően bizonyos, általában legalább 5-S0 sec flokkuláltatási idő biztosítása szükséges. A pehelyképződés folyamata a kristályosodáshoz hasonló: először apróbb gócok, pehelyközpontók alakulnak ki, majd ezek egyre növekszenek. Felismertük azt, hogy ha a pelyhek kialakulásával egyidőben, vagy valamivel előbb, de azonos helyen végezzük az alkalmas méretű buborékképzést, ezek a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 66
