201694. lajstromszámú szabadalom • Berendezés, diszpergált szilárd és/vagy folyékony anyag folyadéktól való flotációs elválasztására
1 HU 201 694 B 2 A találmány diszpergált szilárd és/vagy folyékony anyag folyadéktól való oldott levegős-flotációs elválasztására szolgáló berendezésre vonatkozik. Szilárd diszpergált anyagoknak folyékony közegektől való elválasztására gyakran alkalmaznak flotálást, amikor is gázok diszpcrgálásával és buborékoknak a szilárd anyagokhoz (részecskékhez) kötésével a szilárd fázist a folyadék felszínére úsztatják, ahonnan az - már iszapként - könnyen eltávolítható. A flotálás egyik fő alkalmazási területe az ércdúsítás, de elterjedtcn használják a szennyvíztisztításban is. Ez utóbbi technológia sajátossága, hogy a folyadékban lévő szennyező anyagokat a flotálást megelőzően a folyadéktól elválasztható formájúvá kell alakítani. E művelet egyik célszerű módja a vegyszeradagolással, vagy egyéb eszközökkel végrehajtott flokkuláció. A szennyvizek, amelyek a bennük lévő lebegőanyagok miatt kolloid „szol”-nak tekinthetők, a hozzájuk adott derítőszer, vagy más hatások következtében oly módon tisztulnak, hogy a mesterséges csapadék a szuszpendált, vagy kolloidként oldott alkotórészeket adszorbeálja, és a létrejövő „gél”-rendszerben a pelyhek (flokkulumok) kiülepednek. A flotálás segítségével ez az ülepedési folyamat lényegesen meggyorsítható, mert a pelyhekbe beépülő buborékoknak köszönhetően a pelyhek látszólagos sűrűsége annyira lecsökken, hogy a folyadékfázisban lényegesen gyorsabban emelkednek, mint ahogy a gravitációs ülepedés során süllyednek. Ezáltal a szilárd fázisnak a folyékony fázistól való elválasztása kisebb berendezésekben is megvalósítható, mint amilyenekben a gravitációs ülepítéssel dolgoznak. A fent leírtakból következik, hogy a víz- és szennyvízkezelés során a flotáló berendezésnek a flokkuláció elveihez igazodóan kell működnie. A jelenleg ismert és használatos ilyen típusú berendezések azonban e vonatkozásban kifogásolhatók, mert a gyakorlatban vagy a flokkuláció, vagy a flotáció művelete nem megfelelően hajtható végre. A flokkulációnál a probléma abban jelentkezik, hogy egyrészt a vízben lévő lebegő anyagok a rövid áramlási úton (mint pl. a DEOS 3 111 506. sz. irat szerinti megoldásnál) nem tudnak teljes mértékben beépülni a pelyhekbe, másrészt az egyenlőtlen áramlási viszonyok gyakran a pelyhek töréséhez vezetnek. A flotálás esetében az jelent nehézséget, hogy nem mindig biztosítható a buborékok valamennyi pehelybe való beépülése, ami - a tisztított vízbe kerülő pelyhek miatt - vízminőségromlást eredményez. A találmány feladata, hogy olyan flotáló berendezést szolgáltasson, amelyben a lebegő anyagoknak a pelyhekbe beépülése kifogástalanul biztosítható; a pelyhek törődése ki van küszöbölve; a buborékok pelyhekkel való egyesülése biztonságosan bekövetkezik, és mindezen tényezők eredményeként hatékony és gazdaságos módon kitűnő minőségű tisztított folyadék nyerhető. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy ha a flotáló berendezésben egyidejűleg biztosítunk optimális viszonyokat mind a flokkuláció, mint a flotáció számára nagy felületi terhelés és kifogástalan vízminőség érhető el. Felismertük továbbá, hogy a flokkuláció és flotáció bekövetkeztéhez úgy biztosíthatunk optimális viszonyokat, ha a flotáló berendezés középső tartományában egy nagy átmérőjű kiúsztató csövet helyezünk el, amelyben a folyadékot egyértelmű spirális mozgással történő felfelé haladásra kényszerítjük, olyan egyenletes keverő hatás következik be, amely mind a flokkulációt, mind a légbuborékoknak a pelyhekbe való beépülését biztosítja. A fenti felismerés alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan berendezés segítségével oldottuk meg, amelynek tartálya, a flotálással kezelendő folyadék tartályba juttatására szolgáló vezetéke, a flotátum, valamint a ki ülepedett iszap eltávolítására szolgáló vezetékei vannak, továbbá levegővel telített folyadéknak a flotálandó folyadékhoz keverésére szolgáló vezetékkel rendelkezik, és amely berendezésnek az a lényege, hogy a tartályban kiúsztató cső van beépítve, amelynek az alsó részébe tangenciálisan torkollik be a flotálandó folyadék bevezetésére szolgáló bctáplálócső, és a felúsztató cső alsó vége tartományában a betáplált flotálandó folyadékot csavarvonal alakú pályán való feláramlásra kényszerítő spirális terelőclem helyezkedik el; a kiúsztató cső felső végét mcrülőfal veszi körül, és hogy a berendezésnek kiúsztató cső felső tartományából kiinduló, a flotálással kezelt folyadéknak a tartályból történő eltávolítására szolgáló gyűjtőcsöve van. A berendezés egy előnyös kiviteli alakjára az jellemző, hogy a kiúsztató cső tetejéhez felfelé bővülő tölcsér van csatlakoztatva; a mcrülőfal henger alakú, és a tölcsér külső pereméhez illeszkedik úgy, hogy e peremen mind felfelé, mind lefelé túlnyúlik; a felső végén lezárt gyűjtőcső a tölcsérből indul ki, és a kiúsztató csőből a tartályon kívülre van vezetve, és a tölcsér ferde oldalfalában nyílás(ok) van(nak), amely(ek)től a gyűjtőcsőbe torkolló cső, illetve csövek indulnak ki. Célszerű továbbá, ha a tartálynak felső hengeres része és alsó kúpos része van, és a merülőfal a hengeres résszel koncentrikus elhelyezkedésű. Egy másik találmányi ismérvnek megfelelően a levegővel telített kiúsztató (flotáló) folyadékot a berendezésbe tápláló cső a flotálandó folyadékot szállító betáplálócső alatt torkollik a felúsztató csőbe; ebben az esetben célszerű, ha a levegővel telített folyadékot szállító csövet recirkulációs vezeték alkotja, amely a tisztított folyadék továbbítására szolgáló gyűjtőcsőből torkollik ki. A berendezés egy másik előnyös kiviteli alakjára az jellemző, hogy a gyűjtőcső a mcrülőfal felső pereme fölé van - a tartályon kívül - vezetve, és a vége a tartályban a folyadékszint állítását lehetővé tévő bukóval - célszerűen bukófejjel - van ellátva, amely kamrában helyezkedik el, és a tisztított folyadékot kivezető cső e kamrából torkollik ki. Előnyös az a kiviteli példa is, amely szerint a berendezésnek a flotálással előállított hab terelésére szolgáló, forgatható kotrólapátja, valamint ennek az alsó síkjából kiinduló és ferdén lefelé irányuló, a tartály falának belső felületéhez illeszkedő vályúja van, amelyhez a tartályon kívül a hab elvezetésére szolgáló cső csatlakozik. Egy másik találmányi ismérvnek megfelelően a spirális terelőelem vetülete a kiúsztató cső keresztmetszeti területének legalább a 40%-át teszi ki, és hogy a menetemelkedése legfeljebb 45*. Végül előnyös, ha a kiúsztató cső átmérője a tartály legnagyobb átmérőjének mintegy 1/4—1/2, előnyösen mintegy 1/3 része. A találmányt a továbbiakban a csatolt rajzok alapján ismertetjük részletesen, amelyek a berendezés egy előnyös kiviteli példáját tartalmazzák. A rajzokon az 1. ábrán a berendezés vázlatos függőleges metszetben látható; 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
