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PROCEDE ET APPAREIL POUR INTRODUIRE DE L'AIR OU UN AUTRE GAZ DANS DE L'EAU A
TRAITER PAR FLOTTATIONo
La présente invention concerne un procédé et un appareil pour l'introduction d'air ou autre gaz dans de l'eau à traiter par flottation. Cet- te flottation est exécutée dans une cuve dans laquelle les particules solides contenues dans l'eau sont élevées à la surface de l'eau dans la cuve par de petites bulles d'air ou de gaz distribuées dans l'eau, les particules élevées étant ensuite retirées de la surface de l'eau.
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Afin d'obtenir le meilleur résultat par la flottation, l'air ou le gaz introduit dans l'eau à traiter ne doit contenir que de très petites bulleso De grosses bulles n'ont en effet pas tendance à adhérer aux particu- les ou flocons contenus dans l'eau, mais tendent seulement à atteindre la sur- face de l'eau aussi vite que possible. Au cours de ce mouvement, elles produi- sent des courants nuisibles dans l'eau et brisent les flocons.
Dans l'épura- tion d'eau usée de l'industrie du papier, on a proposé de conduire une petite partie de l'eau usée dans son épuration à travers un générateur de mousse, dans lequel l'eau est traitée avec addition de produits chimiques formant la mousse par une hélice à rotation rapide produisant la mousse, qui est ensuite introduite dans l'eau primaireo Cependant, les bulles d'air de la mousse sont trop grosses pour être utilisées avec avantage pour la flottation.
Selon l'invention, l'air ou autre gaz nécessaire pour la flotta- tion est tout d'abord sensiblement dissous sous pression dans une certaine quantité de liquide qui est petite par rapport à la quantité d'eau à traiter par flottation et ensuite la dispersion d'air, formée par réduction subite de la pression exercée sur le liquide, est introduite dans l'eau à épurero
Ainsi, selon la présente invention, de l'eau, de préférence pu-
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re, en une quantitéqui est faible par rapport à l'eau, à épurer par flotta- tion, est amenée à recevoir dans un récipient de l'air sous pression. Lors- que cette eau s'écoule hors du récipient et que la pression est rapidement réduite, l'air dissous se sépare sous la forme de bulles extrêmement petites formant avec l'eau une dispersion ayant une très grande stabilité.
Cette dis- persion est mélangée à l'eau à épurer à ou avant l'entrée de cette dernière dans la cuve de flottation. La quantité d'air de la dispersion est propor- tionnelle à la pression utilisée et au degré de saturation de l'eau; en con- séquence, la dispersion d'air a une couleur plus ou moins laiteuse. Selon la présente invention, il n'y a pas de difficultés pour contrôler la quantité et la distribution de l'air dans l'eau à traiter suivant les nécessités et les désirs.
La dispersion d'air introduite dans l'eau à traiter s'avère être un agent de flottation idéal. La quantité de la dispersion par rapport à. la quantité d'eau à traiter est très faible, sa production est peu coûteuse et elle ne détruit pas les flocons contenus dans l'eau, elle ne change pas la nature de la pâte ou substance séparée par la flottation et, ce qui est très important, elle ne laisse pas de traces dans l'eau épurée, contrairement à la mousse produite, par exemple à partir de colle de résine.
Dans le premier cas, ce fait dépend de la grosseur colloïdale ou presque colloïdale des bulles d'air, ce qui leur permet d'adhérer aux très petites particules contenues dans l'eau. Pendant la durée de flottation, les bulles n'atteignent pas une grosseur telle que cela entraîne une séparation des bulles des particules ou flocons.
En règle générale, l'agent de dispersion est de l'eau, mais, à la place, il peut être un autre liquide. Dans l'utilisation d'eau, il sera ra- tionnel d'utiliser de l'eau pure. De préférence, de l'eau déjà épurée par la flottation est utilisée pour la préparation de la dispersion.
Deux formes de réalisation d'un appareil pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention sont représentées, à titre d'exemples, aux dessins annexés.
La fig. 1 montre l'un de ces appareils en coupe-élévation schéma- tique.
La fige 2 représente l'autre appareil suivant une vue analogue.
En se reportant à la fig. 1, le nouveau type de cuve de flotta- tion représenté est fermé, à l'exception du tube d'entrée central 2, des tubes de sortie périphériques 3 et du tuyau d'aspiration tournant 4 traver- sant le dessus de la cuve. Le conduit d'aspiration 4, muni de la buse 5 as- sure le maintien d'un niveau constant et une pression réduite constante cor- respondante dans la cuve 1, puis retire la pâte ou autre substance élevée à la surface de l'eau contenue dans la cuve. Le tuyau d'admission 2 plonge dans l'eau à traiter se trouvant dans un bassin 6, dans lequel elle entre par un canal 7. Le tube collecteur commun 53' pour les tubes de sortie 3 plonge dans un bac 8 servant de joint hydraulique, ce bac étantréglable à une hauteur appropriée.
Du bac 8 l'eau épurée s'écoule dans un réservoir col- lecteur 58 duquel elle est prélevée pour divers usages. L'eau en excès s'é- coule par dessus une paroi 9 dans un canal d'évacuation 59' .
Pour produire la dispersion d'air utilisée dans la flottation, on utilise un récipient fermé, par exemple du type d'un réservoir ordinaire, qui est rempli de liquide, usuellement de l'eau, jusqu'à une hauteur conve- nable, 'Un tuyau 11 est raccordé à la partie supérieure de ce récipient et de l'air sous une pression sensiblement constante es introduit par ce tuyau 11.
Dans les expériences qui ont été faites jusqu'à maintenant, on a utilisé une pression de 5 kg. au cm2. Un matelas d'air se forme dans le récipient et four- nit l'air nécessaire pour la saturation de l'eau. Pour obtenir une grande sur- face de contact entre l'air et l'eau, cette dernière est amenée à circuler par un conduit 21, dans lequel un éjecteur 13 est formé. Cet éjecteur aspire
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l'air dudit matelas formé dans le récipient et le mélange à l'eau qui cir- cule. Pour augmenter l'effet de mélange, des moyens de dispersion, par exemple des brosses 23 en une matière plastique telle que celle appelée nylon, sont disposés dans le conduit derrière l'éjecteur.
De l'eau entre par un tuyau 24 relié à la partie inférieure du récipient 10 et au tuyau 16 dans la pompe 18, qui produit la pression nécessaire à la circulation; cette eau passe ensuite par l'éjecteur 13 qui aspire de l'air dans la partie supé- rieure du récipient 10 par le tuyau 12 et mélange cet air à l'eau. Le tuyau
21, dans lequel les brosses 23 sont placées, ramène l'eau au récipient 10 par un tuyau perforé annulaire 22 placé légèrement au-dessus de l'ouverture de sortie 25. Lorsque l'eau a été saturée avec de l'air sous pression, elle est déchargée par un tuyau 26 se trouvant à la base du récipient 10.
Pour empêcher que des bulles d'air libre suivant l'eau dans la sortie 25, un col- lier 27 est disposé tout autour de cette sortie.Le tuyau 26 se termine dans un tuyau de branchement 28 sur lequel de petits robinets ou autres obtura- teurs 29 sont montés. Lorsque l'eau passe par ces robinets, à l'aide desquels la quantité d'eau déchargée est réglée, la pression cesse subitement et le liquide généralement de l'eau saturée d'air, est transformé en la dispersion d'air désirée.
Cette dispersion est recueillie par un récipient 30 d'où elle est conduite à l'endroit de consommation qui est, dans l'exemple représenté à la fig. l, l'espace se trouvant au-dessous du tuyau d'admission 2. Pour obtenir une bonne distribution de la dispersion dans l'eau qui s'élève, on laisse cette dispersion sortir par un système de tuyaux perforés 32. L'eau prise aux robinets 29 est remplacée par de l'eau arrivant de la pompe 15, qui refoule l'eau nécessaire dans le récipient 10 à travers l'obturateur 17 et le systè- me de circulation 16, 18, 20, 19, 13, 21 et 22.
Le moteur électrique relié à la pompe 15 est commandé par le ni- veau d'eau se trouvant dans le récipient 10 au moyen d'électrodes 33 placées dans la paroi du récipient; on peut ainsi faire varier ce niveau entre les deux électrodes. L'eau utilisée pour préparer la dispersion d'air est conve- nablement prélevée sur l'eau épurée se trouvant dans le bassin 58 par les obturateurs 14 et le conduit 64. L'installation fonctionne automatiquement et la dispersion d'air est prélevée en continu en la quantité désirée. Il est bien évident que le procédé de l'invention n'est pas limité à son utilisation conjointement avec le type d'appareil de flottation représenté à la fig. 1, mais que l'on peut utiliser tout type d'appareil pour l'exécution de ce pro- cédé.
La fig. 2 représente, à titre d'exemple, une seconde forme de réalisation de la disposition servant à préparer la dispersion d'air dans l'eau en liaison avec un appareil de flottation travaillant à la pression at- mosphérique. 1 désigne une cuve de flottation rectangulaire ouverte, à une extrémité de laquelle est reliée une seconde cuve 71. L'eau devant être trai- tée est distribuée par un conduit 7 à la cuve 71, dans laquelle la substance solide de l'eau est floculée par addition de produits chimiques pour former des éléments qui peuvent être entraînés par les bulles de la dispersion. Cet- te dispersion est introduite dans l'eau par un tuyau perforé 32 disposé par exemple au-dessus de la cloison formée entre les cuves 1 et 71.
La pâte ou substance amenée à flotter à la surface est poussée vers un plan incliné 37 à l'aide d'un dispositif racleur 34, 36 fonctionnant lentement et elle tom- be dans le canal 38. L'eau épurée est déchargée par des orifices 39 dans le fond de la cuve 1 et est conduite à la cuve de niveau 41 par le conduit 40.
De la cuve 41, l'eau s'écoule par dessus la paroi réglable 42 à la sortie 3.
La dispersion d'air utilisée pour la flottation est préparée au moyen d'un dispositif dont la construction principale est clairement repré- sentée au dessin. Comme dans la première forme de réalisation, 10 désigne un récipient fermé auquel est relié le conduit 11 pour l'air comprimé et le con- duit 64 pour l'eau. Un -éjecteur 13 est disposé entre le tuyau 64 et le réci- pient 10. Un tuyau 73, placé dans le récipient 10, est relié à l'éjecteur 13 et plonge dans le liquide contenu dans ce récipient. Le tuyau 13 est entouré
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d'une chemise 74. Pour décharger l'eau saturée d'air, un tuyau 26 est relié au fond du récipient et ce tuyau est relié au tuyau de distribution 32 au moyen d'un réducteur de pression réglable 29 et du conduit 31.
L'eau destinée à former la dispersion est prélevée sur un bas- sin 41, puis amenée par le conduit 64 à la pompe 15 par laquelle cette eau est refoulée par le conduit montant 64, l'éjecteur 13 et le tuyau 73 au ré- cipient 10, L'éjecteur prélève de l'air par le conduit 12 dans l'espace d'air au récipient 10. Cet air est mélangé intimement avec l'eau qui est sa- turée d'air de façon correspondant à la pression régnant dans le récipient.
La chemise 74 empêche que des bulles d'air libre suivent l'eau saturée d'air qui est déchargée. A la fig. 2, on a également indiqué que le niveau de l'eau dans le récipient 10 est réglé par des électrodes 33, qui sont disposées dans un petit récipient 75 communiquant avec le récipient 10, ces électrodes ac- tionnant, par un dispositif convenable, l'obturateur 17 placé dans le con- duite 64. Une soupape de retenue 76 est également disposée dans ce conduit 64.
Le mode de fonctionnement est sensiblement le même que celui dé- crit au sujet de la première forme de réalisation, de sorte qu'une descrip- tion plus détaillée est superflue.
Une addition de produits chimiques en quantité et nature conve- nables à l'eau ou liquide affecte la charge électrique et les autres proprié- tés de l'air de dispersion, les propriétés d'adhérence et de montée des bul- les peuvent ainsi être augmentées. Les produits chimiques sont fournis sous la forme de solutions par le tuyau 52.
REVENDICATIONS.
1. - Procédé pour introduire de l'air ou autre gaz finement dis- tribué dans de l'eau à traiter par flottation, qui est exécutée dans une cu- ve dans laquelle l'eau à traiter est introduite et dans laquelle les parti- cules solides contenues dans l'eau sont élevées par les bulles de gaz qui y sont distribuées, à la surface de l'eau, dans la cuve, d'où elles sont en- suite retirées, caractérisé par le fait que le gaz nécessaire pour la flot- tation est tout d'abord dissous sous pression dans un liquide, dont la quan- tité est petite par rapport à celle de l'eau à traiter, après quoi la dis- persion de gaz formée par le liquide saturé de gaz est introduite dans l'eau à traiter, lorsque la pression régnant sur cette dispersion est subitement réduite ou cesse.