Способ безнапорной микрофлотации и установка для его осуществления

(51)5 С 02 Р 1/24, В 0 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ КРОФЛОО ОСУЩЕГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Дерягин Б.В. и др. Микрофлотация, М.;Химия, 1986, с,90 - 91,Б 4) СПОСОБ БЕЗНАПОРНОЙ МИТАЦИИ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГСТВЛЕНИЯ(57) Использование: очистка сточных и промышленных вод, флотация материалов.Сущность изобретения: способ безнапорной микрофлотации включает приготовление газожидкостной смеси эжектированиемгаза в жидкость с последующим разделением смеси, Подвод газа к границе эжектирующей струи осуществляют микропорциямиили в виде отдельных микропузырьков. Микропорции газа получают путем прерывистой Изобретение относится к флотационной технике и может быть использовано при очистке сточных и промышленных вод, а также при флотации различных материалов Наиболее близким является способ безнапорной микрофлотации, осуществляемой 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 газонасыщения жидкости подачи или микрофильтрования газа. Микропузы рыси газа получают за счет и редварительного диспергирования газа в жидкости или путем электролиза воды. Установка для осуществления способа содержит насос дляподачи обрабатываемой жидкости, фильтр грубой очистки, струйный насос и флотатор, а также средство для получения микропузырьков газа. Средство для получения микропузырьков выполнено в виде пористой вставки, размещенной в камере струйного насоса, и фильтра, размещенного на патрубке подсоса воздуха. Средство для получения микропузырьков газа выполнено в виде водовоздушного эжектора, выход которого соединен с камерой смещения струйного насоса, а вход с выходом струйного насоса, Средство для получения микропузырьков выполнено в виде проточного электролизера, в корпусе которого размещен струйный насос. 3 ил. ограничена растворимостью газа при данном давлении и концентрацией реагентовпри химической флотации,Недос,атком способа и устройства безнапорной флотации является невозможность получать мелкие пузырьки (200 мкм и обеспечить высокое качество флотации за счет выноса мелких частиц, которые наиболее эффективно удаляются пузырьками такого же размера.Целью изобретения является повышение эффективности флотации, 178794551015 20 мешиваются с ней 30 40 Для достижения поставленной цели осуществляют подвод газа к границе эжектирующей струи жидкости в виде микропузырьков,Эжектирующая струя жидкости движется с высокой скоростью, при которой интенсивно протекает процесс турбулентного перемешивания, сопровождаемый дроблением подсасываемого газа. Обычно скорость эжектирующей струи равняется 15 - 50 м/с и при этом подсасываемый газ дробится на пузырьки крупностью 200 - 800 мкм. При скорости меньше 15 м/с пузырьки образуются больше 800 мкм, а величина создаваемого эжектирующей струей разрежения небольшая и может оказаться недостаточной. При увеличении скорости свыше 50 м/с степень турбулентного перемешивания увеличивается и пузырьки получаются 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, позволяет при данной степени турбулентного перемешивания, определяемого величиной скорости эжектирующей струи, получать более мелкие пузырьки. Если объем подводимых порций газа составляет 1 мм, то при скорости струи 15 - 50 м/с.зразмер пузырьков, прошедших зону интенсивного турбулентного перемешивания при эжектировании равняется не 200 - 800 мкм, а 50-150 мкм. При уменьшении обьема подводимых порций газа менее 1 мм, можно получать мелкодисперсную газожидкостную смесь с микропузырьками крупностью до 20 мкм обычным эжектированием при скорости струи 15-50 м/с,Подвод отдельных порций газа осуществляют путем прерывистой подачи или микрофильтрования газа, подводимого непосредственно к границе эжектирующей струи. Подводимый газ в отличие от обрабатываемой жидкости не содержит крупных включений, забивающих мелкие отверстия и микрофильтрование газа эффективно обеспечивает подвод малых порций его непосредственно к границе эжектирующей струи, НаДежность работы обеспечивается прй условии очистки подсасываемого газа от пыли, что не представляет сложностей, Аналогичный эффект можно получить путем прерывистой подачи газа, осуществляемой с большей частотой, Поерывистую подачу газа осуществляют за счет перекрытия тракта всасываемого газа заслонкой, например, вращающейся от привода. Подвод газа к границе эжектирующей струи жидкости можно осуществлять в виде пузырьков, диспергированных в той же жидкости, Так как концентрация газа в газожидкостных смесях, применяемых при флотации, не превышает 10 ф 6, то количество газа невелико и его первичное диспергирование в жидкости может быть осуществлено любым известным способом, например, эжектированием или механическим перемешиванием. При этом будет получена концентрированная газожидкостная сеть с пузырьками порядка 500 мкм, которая после интенсивноготурбулентного перемешивания в эжектирующей 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 к эжектирующей струе, осуществляют электролиз воды, При электролизе воды на электродах образуются пузырьки, которые при эжектировании струй обрабатываемой жид кости дробятся до микропузырьков и переТаким образом, способ позволяет при минимальных энергозатратах генерировать микропузырьки до 20 мкм), равномерно распределенные в обрабатываемой жидкости, что резко уменьшает коалесценцию пузырьков. Концентрация приготавливаемой газожидкостной смеси не имеет никаких принципиальных ограничений и может быть получена любой необходимой для флотации,Способ по п.1,2 осуществляется в устройстве, отличающемся тем, что в газожидкостном эжекторе между рабочим соплом и камерой смешения установлена насадкасо стенками из пористого материала, а приемная камера снабжена воздушным фильтром,Ка фиг.1 представлена установка снабженная средством для получения микропузырьков газа, выполненным в виде пористой вставки, размещенной в камере смешения струйного насоса и фильтра, размещенного на патрубке подсоса воздуха. Установка содержит насос 1, фильтр грубой очистки 2, струйный насос 3, флотатор 4. Струйный насос 3 состоит из рабочего сопла 5, приемной камеры 6, камеры смешения 7, диффузора 8. Между рабочим соплом 5 и камерой смешения 7 установлена насадка 9 с пористыми стенками, а приемная камера 6 снабжена воздушным фильтром 10.Работает устройство следующим образом.Обрабатываемая жидкость насосом 1 через фильтр грубой очистки 2 подается в струйный насос 3 и далее во флотатор 4.Вытекающая из рабочего сопла 5 высокоскоростная эжектирующая струя обрабатываемой жидкости, двигаясь вдоль внутренних стенок 9, поступает в камеру 7. Под действием разряжения, создаваемого струей, воздух из приемной камеры 6 подсасывается в струю через поры в стенках насадки 9 отдельными порциями. После прохождения камеры смешения 7 и диффузора с интенсивным турбулентным перемешиванием получается однородная смесь обрабатываемой жидкости с микропузырьками воздуха. Во избежание забивания пор в стенках насадки 9, приемная камера 6 снабжена воздушным фильтром 10, очищающим воздух, После загрязнения фильтрующей поверхности она подвергается регенерации или заменяется на новую.Способ по пп,1, 3 осуществляется в установке(фиг,З) отличающейся тем, что средство для получения микропузырьков выполнено в виде водовоздушного эжектора, выход которого соединен с камерой смешения струйного насоса, а вход с выходом струйного насоса, Установка содержит насос 1, фильтр грубой очистки 2, водовоздушный эжектор 3, флотатор 4, струйный насос 5. Приемная камера 6 струйного насоса 5 связана с выходом водовоздушного эжектора 3, а выход струйного насоса 5 сообщен с входом водовоздушного эжектооа 3,Работает устройство следующим образом.Обрабатываемая жидкость насосом 1 через фильтр грубой очистки 2 подается 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 разрежения подсасывается газ, Предварительно диспергированная в водовоздушном эжекторе 3 газожидкостная смесь подсэсывается в приемную камеру 6 струйного йасоса 5, где эжектирующая струя осуществляет дальнейшее дробление пузырьков и перемешивание с обрабатываемой жидкостью. После выхода из струйного насоса 5 небольшая часть обрабатываемой жидкости снова возвращается в водовоздушный эжектор 3, а основная часть поступает во флотатор 4, где обеспечивается высокое качество флотации за счет наличия 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 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 эжектором 3. В итоге, перепад давленийнеобходимый для обеспечения подсоса газав водовоздуш ной эжектор уменьшается, дляего обеспечения не требуется малые сечения рабочего сопла, что снижает опасностьзабивания водовоздушногоэжектора 3 флотируемыми частицами и обеспечиваетегонадежную работу. Кроме того энергозатратц на предварительное диспергированиегазожидкостной смеси сводятся при этомкминимуму, а позволяют получйть навыходеиз струйного насоса газожидкостную смесь,содержащую необходимое для качественной флотации количество микрбпузырьковСпособ по пп,1, 4 осуществляется"в установке (фиг.З), отличающейся тем, чтосредство для получения микропуэырьковвыполнено в виде проточнОго электролизе-ра,в корпусе которого размещен струйныйнасос, Установка содержит насос 1, фильтргрубой очистки 2, флотатор 4, струйный насос 5 с приемной камерой 6, корпус 12, муфту 13.Корпус 12 и струйный насос 5 изготовлены из электропроводного материала и соединены с электроисточникомтаким образом, что пространство междуними обрэзует проточный электролизер,сообщенный с приемной камерой 6, Муфта13 выполнена из диэлектрического материала,Работает устройство следующим образом. Обрабатываемая жидкость перед подачей во флотатор 4 пропускается черезпредлагаемое устройство, при этом переферийные слои, двигаясь в пространстве между корпусом 12 и струйным насосом 5,подвергаются электролизу.При электролизе вода разлагается наводород и кислород, образующие в потокемикропузырьки. Полученная газожидкостная смесь за счет разрежения, возникающего в струйном насосе 5, поступает в егоприемную камеру 6. В струйном насосе 5происходит дробление пузырьков и перемешивание с обрабатываемой жидкостью,центральные слои которой движутся черезрабочее сопло струйного насоса 5, созда-вая эжектирующую струю. Тем самымобеспечивается получение высококачественной смеси обрабатываемой жидкости смикропузырьками и повышение качествафлотации.формула изобретения1. Способ безнапорной микрофлОтации,включающий приготовление газожидкостной смеси эжектированием газа в жидкостьс последующим разделением смеси, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияэффективности флота ции, подвод газа к гра 1787945нице зжектирующей струи жидкости осуществляют микропорциями или в виде отдельных микропузырьков.2. Способ по п 1, отл ич а ю щи й с ятем, что микропорции газа получают путем 5прерывистой подачи или микрофильтрования газа,3, Способ по п.1, отл и ч а ющи йсятем, что микропузырьки газа получают засчет предварительного диспергирования 10газа в жидкости,4. Способ по п 1, отл и ч а ю щ и й с ятем, что микропузырьки газа получают путем электролиза воды,5. Установка для безнапорной микрофлотации, содержащая насос, фильтр грубой очистки, струйный насос и флотатор, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности флотации, она снабжена средством для получения микропузырьков Газа.6. Установка поп 5,отличающаяся тем, что средство для получения микропузырьков выполнено в виде пористой вставки, размещенной в камере смешения струйного насоса, и фильтра, размещенного на патрубке подсоса воздуха.7. Установка по п.5, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что средство для получения микропузырьков выполнено в виде водовоздушного эжектора, выход которого соединен с камерой смешения струйного насоса, а вход - с выходом струйного насоса.8. Установка по п.5, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что средство для получения микропузырьков выполнено в виде проточного электролизера, в корпусе которого размещен струйный насос.1787945 УГ 5 20 25 30 35 40 50 Составитель Н, БоярчукТехред М.Моргентал Корректор С. Пекарь Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 45 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5