178513. lajstromszámú szabadalom • Eljárás víz tisztítására
7 178513 8 Annak érdekében, hogy a találmány szerinti eljárásban a tényleges szemcseképződés végbemenjen, előnyös, ha a részecsketömegben a belső koncentrációt több mint 3-szorosára növeljük a tisztítandó szuszpenzióban levő szilárd szuszpendált részecskék koncentrációjához viszonyítva. Más szavakkal kifejezve, a találmány szerinti szemcséző-elválasztó készülékben a belső koncentráció határát a fluidizált részecskében legalább háromszor nagyobb értéken kell tartam a tisztítandó szuszpenzióban levő szilárd szuszpendált anyag koncentrációjánál, másként a szemcséző és elválaztó műveletek lényegében nem valósíthatók meg. Az említett koncentráció általában lOg/litertől ISOg/literig terjedő tartományban van. A felfelé áramlás sebessége szintén jelentős hatást gyakorol a fent említett belső koncentrációra a szemcséző szakaszban, így a felfelé menő áramlás sebességét olyan értéken kell tartani, amely az említett koncentrációnak megfelelő körülményeket kielégíti. Ez a sebesség a tisztítandó szuszpenziók típusaitól is függ. A találmány szerinti szemcséző-elválasztó készülékben a felfelé menő áramlás sebessége körülbelül 200mm/perc és 2000mm/perc között van. A felfelé menő áramlás legkedvezőbb sebességét minden egyes szuszpenzió esetében kísérletileg meg kell határozni. Ezen túlmenően a keverőlapátok sebessége is változik a tisztítandó szuszpenziók fajtája szerint. A találmány szerinti készülékben a keverőlapátok sebessége a középponttól legtávolabb eső végen, vagy a legnagyobb sebesség (csúcssebesség) 0,05-0,5 m/mp. Abban az esetben, ha a keverőlapátok forgássebessége nagyon nagy, oly mérvű zavar ál elő a fluidizáló részecsketömegben, hogy a szemcsézett részecskék kiáramlanak a szemcséző szakaszból, ennek az a következménye, hogy a koncentráció csökken a szemcséző szakaszban. Amennyiben a keverőlapátok forgássebessége nagyon kicsi, a részecskék agglomerálódásra törekszenek. Ennek értelmében a tényleges forgássebességet minden egyes szuszpenzióra külön kísérletben kell meghatározni. A találmány szerinti eljárás más megvalósításában, amelynek során egy szuszpenzióban levő hidrofil szilárd szuszpendált anyagot kell szemcsékké alakítani a szervetlen fémsó flokkuláló szemek és a szerves nagymolekulasúlyú flokkuláló szemek a szuszpenzióhoz való hozzáadása útján, a keletkező szemcsés részecskék még nagy mennyiségű vizet tartalmaznak és nem alakíthatók finomeloszlású részecskékké. Ez okból nagy mennyiségű szerves nagymolekulasúlyú flokkuláló szerre van szükség a szemcsézési folyamathoz, ez pedig gazdaságossági szempontból nézve hátrányokhoz vezet. Ilyen esetben vízoldhatatlan finomeloszlású részecskéket, amelyek fajsúlya 1,0 vagy ennél nagyobb és részecskemérete 200 mikronnál nem nagyobb, adunk először a tiszítandó szuszpenzióhoz és disz pergáljuk benne és csak ezután visszük be a szervetlen fémsó flokkuláló szert a szuszpenzióba és ezáltal bezárjuk és egyesítjük a finomeloszlású részecskéket a keletkező pplyhes csapadékkal. Ezután a szerves nagymolekulasúlyú , flokkuláló szert hozzáadjuk a szuszpenzióhoz avégett, hogy a szemcseképződést létrehozzuk a készülékben. Ily módon rendkívül finomeloszlású részecskéket lehet kialakítani. A fent említett finomeloszlású részecskék, amelyek ily módon vannak bezárva és egyesítve a szemcsés részecskékben, növelik azok súlyát és megnövelik kicsapódási sebességüket. Tovább a hidrofób finomeloszlású részecskék egyesítése a hidrofil szilárd szuszpendált anyaggal a keletkező részecskéket hidrofóbbá teszi. A keletkező részecskék elvesztik a víztartalmukat vagy dehidratálódnak és finomeloszlású részecskékké alakulnak. Ennek megfelelően a fent említett módszer kifejezetten hatásos nagymértékben hidrofil, szuszpendált részecskék szemcsékké alakítására. Amennyiben az adalékként használt finomeloszlású részecskék részecskemérete körülbelül 30—200 mikron, ezeket regenerálhatjuk és visszakeringtethetjük a rendszerbe oly módon, hpgy a szemcsésített részecskéket nedves ciklonon vagy hasonló készülékeken vezetjük keresztül. Azoknak a finomeloszlású részecskéknek a példáiként, amelyek a fent említett célra használhatók, a homok, kréta, finomeloszlású szén, aktívszén, pernye vagy szintetikus gyanták pora említhetők. Bármely más szilárd részecskékből álló anyag használható, amennyiben vízoldhatatlan és fajsúlya 1,0-nél nagyobb. A szuszpenzióhoz adagolandó finomeloszlású részecskék mennyisége a szuszpenzióban levő szuszpendált részecskék koncentrációja szerint változik és általában növekszik, ha az említett koncentráció nő. Szokásosan az adagolandó mennyiség a szuszpenzióban levő szuszpendált részecskék mennyiségére vonatkoztatva körülbelül 10% vagy több lehet. A találmány szerinti eljárást további részleteiben a következő példákon szemléletesen is bemutatjuk. 1. példa 100 ppm szilárdanyag koncentrációjú kaolinásványt tartalmazó szuszpenzióhoz (pH = 7,2) hozzáadunk 10 ppm timsót és a keveréket egy edényben 15 másodpercig keverjük. Közvetlenül ezután beviszünk a szuszpenzióban nagymolekulasúlyú flokkuláló anyagként 0,5 ppm részlegesen hidrolizált poliakrilamidot (amelynek molekulasúlya 5 millió) és a szuszpenziót egy hengeres szemcséző-elváasztó készülékbe vezetjük, amelynek az átmérője 100 mm és magassága 1200 mm. Ez a készülék egy szemcséző szakaszra (800 mm magas) és egy felülúszó szakaszra (400 mm magas) oszlik, továbbá kilenc (9) kagylóhéj alakú keverőlapáttal (átmérő = 80 mm, szélesség = 40 mm, legnagyobb sebesség = 0,18 m/mp) van ellátva. A szuszpenziót 700mm/perc sebességű felfelé menő árammal kezeljük, a kezelt víz szennyezettsége 3 ppm. A keletkező szemcsés részecskék mérete 2—2,5 mm, sűrűségük 1,08 g/ml és belső koncentrációjuk a szemcséző szakaszban 62 g/liter. Az így kapott iszapot egy nedves típusú centrifugés hidroextraktorban, amely 230 G centrifugális erővel rendelkezik, egy percig vízzel extraháljuk és így 48% nedvességtartalmú iszaplepényt kapunk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
