175791. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés folyadékok flotációs tisztítására
5 175791 6 a buborék bekeverés a tartály előtti csőben történik, a keveredés után a felúsztató medencébe való bevezetést egy perdületet adó tölcséren át oldják meg, és az elvezetést ellenáramban a tartály aljáról végzik —; P. Szokolov, I. Pusztaszelova „Isszledovanija v oblaszti ocsisztki sztocsnih vöd HPZ metodom reagentnoj napornoj flotacii” című cikke (UDK 628 543 : 6656) — melynél a szennyvíz és a buborékos keverék egy középső, vízszintes tálcákkal ellátott térben keveredik, és az elvezetés itt is alul, ellenáramban történik. A buborékképzés érdekében az elnyeletéshez szükséges levegőt az ismert megoldások többsége kompreszszorral biztosítja, de található injektoros megoldás is, így J. Morse már említett dolgozatában, és F. Reznik „Ballasztnih vöd ot nefteproduktov” (UDK 62 831: 6656) c. dolgozatában. Valamennyi ismert nagynyomású berendezés közös hiányossága, hogy a vízszintes átfolyású felúsztató medencéknél nem oldják meg az egyenletes szennyvízáramlásba bevezetett légbuborékok egyenletes, makroturbulencia-mentes, folyamatos elosztását, azaz nem biztosítanak optimális tisztítási körülményeket. Függőleges átfolyású medencéknél pedig még ezen felül a tisztított víz olyan elvezetése sem biztosított, amely nem a tisztítási folyamat (felúsztatás) ellen hatna. Az alkalmazott keverőterek utáni rácsok, torlasztófalak, tálcák már nem teszik egyenletesebbé a keveredést, viszont jelentős mértékű makroturbulenciát, vízszintes tengelyű nagy örvényeket keltenek és ezzel a felúsztatás ellen hatnak. Ez igen világosan látható 1 179 096 sz. nagy-britanniai szabadalmi leirás 1., 2. és 3. ábrája alapján: a keverőkamrába koncentráltan bevezetett szennyvíz és víz-buborék keverék a kamrából felül lép ki — így szükségképpen a kamrafal külső oldalán körben nagyméretű, vízszintes tengelyű örvénylő mozgás alakul ki; a legkisebb aszimmetria (a valóságban ilyen mindig előfordul) még függőleges tengelyű forgómozgást is okoz; az örvények pedig a fölfelé haladó szennyeződések egy részét nyilván újra lefelé irányítják, alapvetően ellene dolgozva a tisztítás mechanizmusának. A nyomás alatt elnyeletett levegővel működtetett flotációnál elvileg három olyan mennyiség van, melynek mindig az adott szennyezettséghez igazodóan optimálisan beállíthatónak, tehát folyamatosan vagy időközönként szabályozhatónak kell lennie: a levegőt elnyelő (általában recirkuláltatott) víz térfogatáramának, az elnyelető tartály nyomásának és az — adott hőfokon az előbbi kettővel fiziko-kémiailag meghatározott — oldatba vihető levegő tömegének. Adott hőfokon és nyomáson adott tömegű víz csak meghatározott tömegű levegőt képes oldatba vinni, így ennél több levegő bevezetése már gazdaságtalan. A fentebb idézett szakirodalmi helyek nem említik a nyomás és térfogatáram egymástól független szabályozhatóságának feltételét, még kevésbé a levegőbevezetésnek az előbbi fizikokémiai feltételhez igazodó szabályozását, — a leírt szabályozások nem ezt a célt szolgálják, vagy az üzemvitel szempontjából hibásan oldják meg. Példa ez utóbbira P. Treille hivatkozott cikke, ahol az elnyelető tartály vlzszintjéről a recirkuláltatott víz mennyiségét szabályozzák. Az optimális üzemvitelhez ugyanis adott szennyezettség esetén mindenkor kísérletileg meghatározott méretű és mennyiségű légbuborékra van szükség. Ez a levegőmennyiség az így meghatározott nyomáson meghatározott víztömegben nyelethető el. A biztonságból túladagolt levegő a vízszintet lenyomja — ekkor azonban nem az optimális vízmennyiséget kellene megváltoztatni, hanem a túlzott mértékű levegőbevezetést megszüntetni. P. Treille megoldásának a következménye az lesz, hogy a megnövelt (most már nem optimális) vízmennyiség a tartálynyomást is megemeli és így áll be egy új, kényszerű egyensúlyi állapot. A nyomás-térfogatáram szabályozás elvileg háromféleképpen valósítható meg : — időben együttes szabályozás (időben együtt, de külön eszközökkel, egymástól függetlenül) — eszközökkel való együttes szabályozás; és — funkcionálisan együttes szabályozás. A találmány célja olyan flotációs tisztító eljárás és berendezés biztosítása, amely kiküszöböli az ismert megoldásokkal kapcsolatos fenti hiányosságokat. Ezt a célt a nyomás és a térfogatáram időben együttes, külön eszközökkel, egymástól függetlenül történő szabályozásával kívánjuk elérni. A találmány szerinti eljárás lényege egy olyan nyomás alatti levegőelnyeletéssel, majd nyomáscsökkentéssel felszabadított mikrobuborékokat alkalmazó flotációs tisztító módszer, melynél : — a szennyező anyagok felúsztatására szolgáló buborékokat képező gázt — célszerűen levegőt — a tisztítandó folyadékban — célszerűen magában a tisztítandó folyadékban, vagy a tisztított folyadék egy részében nyomás alatt elnyeletve folyamatosan szállítjuk a flotációs felúsztató munkatérben tárolt, vagy áramoltatott tisztítandó folyadékba; — a buborékok méretét és mennyiségét az elnyelető tartály nyomásszabályozásával és az elnyelő folyadék térfogatáramának (mennyiségének, áramlási sebességének) beállításával az előbb említett nyomásszabályozástól függetlenül szabályozzuk ; — mivel a nyomás és az elnyelő folyadék térfogatárama (mennyisége, áramlási sebessége) adott hőfokon az oldatba vihető gázmennyiséget egyértelműen meghatározza, olyan szabályozást alkalmazunk, mely a felesleges levegőmennyiségnek az elnyelető tartályba való beáramlását megakadályozza és így az üzemet optimális körülmények között biztosítja ; — vízszintes átfolyású felúsztató tartály esetén a buborékok egyenletes, állandó betáplálását és elosztását azáltal biztosítjuk, hogy a szennyvíz sebességeloszlását még a buborékok bekeverése előtt ismert energiatörő elemekkel, áramlásterelőkkel egyenletessé tesszük és a folyadék-buborék keveréket nagyfelületű test, célszerűen párhuzamos csövek furatain át nyomjuk a felúsztató tartály aljába, ahol a furatok ferdén, a szennyvíz áramlásának irányába mutató irányításával javítjuk a tisztítási hatásfokot; — függőleges átfolyású hengeres felúsztató tartály esetén a buborék-folyadék keveréket nagyfelületű test furatain, a szennyvizet a buborékok egyenletes elosztása érdekében egy vagy több sugárban tangenciálisan vezetjük be a tartályba, így a szennyvíz lassú, egyenletes forgómozgással halad el a nagyfelületű test furatai felett. Mind a vízszintes, mind a függőleges átfolyás esetén biztosított tehát a tisztítandó folyadék és a buborékok egymásra merőleges sebességkomponense. — Annak érdekében, hogy egy adott hőfokhoz és nyomáshoz tartozó, fiziko-kémiailag meghatározott gázelnyeletést minél jobban megközelítsük, az elnyeletést 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
