ES2880714T3 - Dispositivo de flotación de aire disuelto - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo de flotación de aire disuelto, caracterizado porque comprende: un medio de suministro de agua sin tratar (2, 21) que ajusta a una velocidad de flujo de agua sin tratar suministrada; un tanque de separación (11) que tiene una sección transversal circular y que tiene una entrada de agua sin tratar (11a) que se abre en una dirección de tangente con respecto al cuerpo del tanque de separación (11) y al cual una tubería de entrada de agua sin tratar (12 ) está conectado, en donde un extremo de conexión de la tubería de entrada de agua sin tratar (12) está ubicado a una altura que es del 5 al 60% del nivel del agua en el tanque de separación (11) para que se pueda formar fácilmente un flujo ascendente en remolino, de manera que el agua sin tratar suministrada por los medios de suministro de agua sin tratar (2, 21) se arremolina y fluye en una dirección predeterminada dentro del tanque de separación (11) mientras que el agua sin tratar se introduce en el tanque de separación (11) a través de la tubería de entrada de agua sin tratar (12), una salida de agua tratada (11b) a la que se conecta una tubería de salida de agua tratada (13) que se extiende verticalmente y tiene una sección transversal circular, en la que se conecta un extremo superior de la tubería de salida de agua tratada (13) al que se suministra agua tratada introducida desde el tanque de separación (11) se coloca a una altura de 5 al 50% del nivel del agua en el tanque de separación (11), y una salida de descarga de sedimentos (11c) a través de la cual los sedimentos (113a) en un fondo del tanque de separación se descargan al exterior; el tanque de separación (11) comprende además una parte superior que tiene forma de cilindro, una parte media que tiene una forma cónica invertida ahusada en un lado inferior, y una parte inferior (11-1) que tiene una forma de cilindro más pequeña que la superior parte; y una tubería de descarga de sedimentos (15) está conectada a la salida de descarga de sedimentos (11c) en la porción inferior (11-1) del tanque de separación (11); y una tubería de salida de escoria (14) que tiene una sección transversal circular y se extiende verticalmente a través del tanque de separación (11) mientras pasa por un centro de la tubería de salida de agua tratada (13), en el que se forma un espacio que sirve como una ruta de salida del tubo de salida de agua tratada (13) y el tubo de salida de escoria (14); y el tubo de salida de agua tratada (13) y el tubo de salida de escoria (14) pasan a través del centro de la porción inferior (11-1) del tanque de separación (11); y un suministrador de burbujas (3) que suministra burbujas de aire al agua sin tratar que fluye a lo largo de la tubería de suministro de agua sin tratar (12), de tal manera que se introduce una mezcla de agua sin tratar y burbujas de aire en el tanque de separación (11), en donde el agua sin tratar y las burbujas de aire ascienden formando un flujo arremolinado alrededor de la pared del tanque de separación (11), en donde el dispositivo está configurado de tal manera que los contaminantes y las burbujas de aire que pueden flotar se acumulen en la superficie del agua y luego se eliminen después de flotar; el agua tratada forma un remolino descendente en una porción central del tanque de separación (11) y se descarga a través de la tubería de salida (13), en donde el tanque de separación (11), la tubería de salida de agua tratada (13) y la tubería de salida de escoria (14) todas están dispuestas concéntricamente con respecto a un centro del flujo arremolinado formado en el tanque de separación (11).
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo de flotación de aire disuelto
CAMPO TÉCNICO
La presente invención se refiere a un dispositivo de flotación de aire disuelto utilizado para la separación sólido-líquido en un proceso de tratamiento de agua y, más en particular, a un dispositivo de flotación de aire disuelto para el tratamiento de agua que es capaz de separar material suspendido o tensioactivos a partir de agua sin tratar en la cual están presentes los materiales suspendidos o tensioactivos en la forma de emulsión o suspensión.
ANTECEDENTES TÉCNICOS
En el tratamiento de agua, un dispositivo que usa uno o más métodos de separación de sedimentación, flotación y filtración se usa típicamente para separar el material suspendido del agua.
La separación por sedimentación es un método de separación para separar el material suspendido del agua sin tratar y así producir agua tratada usando una diferencia de densidad entre el material suspendido y el agua. Este método incluye los pasos de introducir agua sin tratar en un tanque de sedimentación, sedimentar material suspendido de gran tamaño que tiene una densidad más alta que el agua y obtener el sobrenadante en el tanque de sedimentación como agua tratada. En este método, la velocidad de asentamiento del material suspendido depende de la densidad o tamaño de partícula del material a separar. Normalmente, se suele utilizar la sedimentación por gravedad o la sedimentación por floculación.
La separación por sedimentación es desventajosa con respecto a otros métodos de separación debido a la baja velocidad de separación que es atribuible a un tiempo de sedimentación prolongado (es decir, aproximadamente de 3 a 6 horas). Por esta razón, se necesita un tanque de sedimentación grande. Para aumentar la velocidad de sedimentación, se utiliza un sedimentador de placas o un sedimentador de tubos. Sin embargo, el uso de un sedimentador de placas o un sedimentador de tubos agrega complejidad al equipo o las instalaciones de una planta de agua y no aumenta suficientemente la velocidad de sedimentación. Es decir, aunque se usa un sedimentador de placas o un sedimentador de tubos para aumentar la velocidad de asentado, todavía se requiere 1 hora de tiempo de retención. Por otro lado, cuando se aumenta el uso de floculantes para mejorar el tiempo de asentamiento, la cantidad total de sedimento aumenta correspondientemente. Es decir, aumenta la cantidad de suspensión residual a eliminar.
La separación por filtración es un método de separación para eliminar el material suspendido del agua haciendo que el agua pase a través de un recipiente lleno con un medio filtrante, un tamiz de malla cerrada, una tela filtrante o un producto cerámico poroso. Este método es útil para eliminar cierto material. Sin embargo, este método tiene las desventajas de un trabajo de regeneración complicado, como el lavado a contracorriente, y de un alto costo atribuible a la vida útil limitada de los medios filtrantes.
La separación por flotación es un método de separación para separar material suspendido con una densidad más baja que el agua flotando el material suspendido en la superficie del agua. Este método se utilizó por primera vez en la preparación de minerales para separar un metal de un mineral en la industria minera en la década de 1920. Luego, este método se usó para separar la pulpa en la fabricación de papel, se usó para el tratamiento de agua en la República de Sudáfrica en la década de 1960 y se usó más tarde en Escandinavia y otros países de Europa.
Desde entonces, la tecnología de un método de separación por flotación que utiliza aire disuelto se ha desarrollado continuamente en muchos aspectos. Como resultado, la llamada flotación por aire disuelto, que aumenta el contenido de aire disuelto en el agua al presurizar el aire, es ahora una tecnología representativa de separación de sólidos y líquidos. La flotación por aire disuelto puede hacer que material con una densidad más alta que el agua flote en la superficie del agua junto con microburbujas de aire, así como material con una densidad más baja que el agua. Además, normalmente solo se tarda entre 0.5 y 1 hora en separar y eliminar el material suspendido. Por lo tanto, este método es ventajoso sobre un dispositivo de separación por sedimentación en términos del tamaño de las instalaciones. Sin embargo, este método también tiene la desventaja de que una parte del material suspendido se vuelve a colocar en el fondo de un tanque de separación o se transfiere a un proceso siguiente.
Para resolver los problemas del método de flotación por aire disuelto, los dispositivos convencionales de flotación por aire disuelto que se utilizan actualmente están equipados con un raspador accionado por un motor en el fondo de un tanque de separación, recolectando así los materiales suspendidos sedimentados y descargando el lodos recogidos. Sin embargo, la adición de un raspador aumenta el costo total del equipo, hace que el funcionamiento del equipo sea más complicado y no
puede eliminar por completo la suspensión. Por lo tanto, no es eficaz eliminar el material suspendido que aún permanece en un tanque de separación después de la separación por flotación.
Un documento de patente (U.S.P. No. 8,349,177) describe una tecnología mediante la cual: el agua tratada se agita en un tanque de separación por flotación para aumentar la velocidad de separación del material suspendido; se proporcionan dos orificios de descarga en las porciones superior e inferior del tanque de separación de flotación para descargar la escoria (espuma) y los sedimentos (suspensión), respectivamente; y se instala una placa de cubierta en forma de paraguas entre una tubería de descarga de escoria y una tubería de descarga de agua tratada para evitar que se introduzca material suspendido flotante en una tubería de descarga de agua tratada, mejorando así el rendimiento de separación del material suspendido y aumentando la eficiencia de eliminación de sedimentos. El dispositivo descrito en el documento de patente tiene un problema de que una tubería de descarga de escoria, una placa de cubierta y una tubería de descarga de agua tratada inhiben la formación y el movimiento de un flujo arremolinado dentro de un tanque de separación cilíndrico. Es decir, el dispositivo forma flujos turbulentos en el tanque de separación, que impiden la flotación o sedimentación del material suspendido. Además, cuando el agua fluye dentro de un tanque de separación, evita los flujos cruzados en dirección vertical dentro del tanque de separación y permite solo un flujo descendente, lo que impide la velocidad de flotación del material suspendido y reduce las posibilidades de que aumente la actividad de las burbujas de aire en cuerpos de burbujas de aire de material suspendido en los que el material suspendido y las burbujas de aire se unen y separan repetidamente entre sí en un proceso de flotación por aire disuelto.
El documento WO 91/01276 A1 da a conocer un recipiente de flotación dividido por un tabique concéntrico en una cámara central y una cámara anular exterior. Las aguas residuales mezcladas con aire y agente floculante se bombean tangencialmente en el fondo de la cámara anular a través de un tubo de entrada y fluyen en espiral hacia arriba a través de la cámara anular y posteriormente sobre el borde superior del tabique hacia la cámara central. El precipitado floculado que flota en la superficie del agua pasa a una tubería de salida, que forma un vórtice en la superficie del agua, mientras que el agua que ha sido limpiada de precipitado (agua purificada) pasa por una salida ubicada más abajo.
El documento US 5510039 A describe una unidad de flotación por aire disuelto en la que tiene lugar un flujo en espiral dirigido hacia el centro como resultado de la disposición de las aberturas de entrada y salida.
El documento EP 2305386 A2 da a conocer una unidad de flotación por aire disuelto con un tubo de eliminación de residuos instalado concéntricamente con el tanque de tratamiento y con un tubo de salida de agua tratada.
La flotación por aire disuelto puede eliminar el material suspendido utilizando una característica de que el material suspendido, como detergentes sintéticos, agentes suavizantes o proteínas, se acumulan alrededor de la superficie de las burbujas de aire o aceite cuando el material suspendido existe en el agua. Dado que la adsorción y eliminación de material suspendido es posible de esta manera, se puede aumentar la eficiencia de eliminación de material suspendido.
DIVULGACIÓN
Problema técnico
En consecuencia, la presente invención se ha realizado teniendo en cuenta los problemas anteriores que ocurren en la técnica anterior, y un objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo de flotación por aire disuelto que sea capaz de aumentar la eficiencia de flotación de los contaminantes que pueden flotarse y de fácil remoción de sedimentos al remover contaminantes como material suspendido o tensioactivo.
SOLUCIÓN TÉCNICA
Para lograr los objetos anteriores, se proporciona un dispositivo de flotación por aire disuelto como se define en la reivindicación 1 adjunta.
El dispositivo de flotación por aire disuelto puede incluir, además: un medio de ajuste del flujo de salida de agua tratada que ajusta un caudal de agua tratada descargada del tanque de separación; y un medio de ajuste de descarga de sedimentos que ajusta un caudal de sedimentos descargados del tanque de separación, en donde un extremo superior de la tubería de salida de escoria está ubicado debajo de una superficie de agua dentro del tanque de separación.
La entrada de agua sin tratar se puede ubicar a una altura que sea del 10 al 60% de la altura total desde la salida de descarga de sedimentos hasta el extremo superior de la tubería de salida de escoria.
El dispositivo de flotación por aire disuelto puede incluir además un raspador giratorio que recoge la espuma que flota sobre el tubo de salida de la espuma.
El dispositivo de flotación por aire disuelto puede incluir además un medio de suministro químico de tratamiento de agua conectado a la entrada de agua sin tratar del tanque de separación.
Efecto ventajoso
El dispositivo de la presente invención puede separar y eliminar contaminantes en agua con una eficiencia mejorada mediante el uso de un método en el que: una mezcla de agua sin tratar y burbujas de aire introducidas en una separación asciende mientras se forma un flujo arremolinado alrededor de la pared del tanque de separación; los contaminantes y las burbujas de aire que pueden flotar se acumulan en la superficie del agua y luego se eliminan después de flotar; el agua tratada forma un remolino descendente en una porción central del tanque de separación y se descarga a través de una tubería de salida que está dispuesta concéntricamente con un eje de un flujo arremolinado; y el material de alta densidad que no puede flotar se deposita hacia el exterior de un eje central de un flujo de remolino ascendente y un flujo de remolino descendente y luego se descarga a través de una tubería de descarga de sedimentos.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La figura 1 es un diagrama de bloque que ilustra un dispositivo de flotación de aire disuelto de acuerdo con una primera realización de la presente invención.
La Figura 2 es una vista en perspectiva que ilustra un tanque de separación de la Figura 1.
La Figura 3 es una vista plana que ilustra el tanque de separación de la Figura 2.
La Figura 4 es una vista en perspectiva que ilustra una trayectoria de flujo de agua sin tratar introducida en el tanque de separación.
La Figura 5 es una vista frontal que ilustra comportamientos de la escoria y sedimentos en el tanque de separación de la Figura 2.
La figura 6 es un dispositivo de flotación de aire disuelto de acuerdo con una segunda realización de la presente invención. La figura 7 es una vista en perspectiva que ilustra el tanque de separación de la figura 2 que se equipa con un raspador de escoria.
Mejor modo
En lo sucesivo, las realizaciones preferidas de la presente invención se describirán con referencia a los dibujos adjuntos. Un dispositivo de flotación de aire disuelto de acuerdo con la presente invención es un aparato de purificación y tratamiento que remueve material suspendido del agua potable, agua de mar, agua de desperdicio o agua de procesamiento.
La figura 1 es un diagrama de bloque que ilustra un dispositivo de flotación de aire disuelto de acuerdo con una primera realización de la presente invención. Las figuras 2 y 3 son una vista en perspectiva y una vista plana, respectivamente, de un tanque de separación de la figura 1.
Como se ilustra en las Figuras 1 a 3, el dispositivo de flotación por aire disuelto de acuerdo con la primera realización de la presente invención incluye una bomba de agua sin tratar 21 que bombea agua (en lo sucesivo, agua sin tratar) almacenada en un tanque de agua sin tratar 2 y que incluye un medio de ajuste de entrada de agua sin tratar, un tanque de separación 11 en el que el material suspendido y el agua están separados entre sí, una tubería de suministro de agua sin tratar 12 que transporta el agua sin tratar bombeada por la bomba de agua sin tratar 21 al tanque de separación 11, un proveedor de burbujas 3 que suministra burbujas de aire al agua sin tratar que fluye a lo largo de la tubería de suministro de agua sin tratar 12, una tubería de salida de agua tratada 13 que descarga el agua tratada fuera del tanque de separación, una tubería de salida de agua tratada 13 y una placa de ajuste de salida de agua tratada 13-2 que descarga el agua tratada que queda después se eliminar el material en suspensión, una tubería de descarga de sedimentos 15 que descarga sedimentos (suspensiones) que se depositan en el fondo del tanque de separación, una placa de ajuste de descarga de sedimentos 15
1, un tanque de sedimentos 5, un tubo de salida de escoria 14 que guía y descarga la escoria flotante al exterior del tanque de separación 11, y un tanque de escoria 4.
La tubería de entrada de agua sin tratar 12 está conectada a una entrada del tanque de separación 11 de una manera que la entrada se abre en una dirección de tangente con respecto al cuerpo del tanque de separación 11 de tal manera que un flujo arremolinado de agua sin tratar se forma en el tanque de separación 11. Un extremo de conexión de la tubería de entrada de agua sin tratar 12 está ubicado a una altura que es del 5 al 60% del nivel del agua en el tanque de separación 11 de modo que se pueda formar fácilmente un flujo ascendente en forma de remolino. La tubería de descarga de sedimentos 15 está conectada a una porción de extremo inferior 11-1 del tanque de separación 11 y la tubería de salida de agua tratada 13 está instalada para extenderse en una dirección perpendicular al cuerpo del tanque de separación 11. Un extremo superior de la tubería de salida de agua tratada 13 al que se introduce agua tratada desde el tanque de separación 11 se coloca a una altura que es del 5 al 50% del nivel del agua en el tanque de separación 11 con el fin de formar fácilmente un flujo de remolino descendente de agua tratada y evitar el desbordamiento de sedimentos. El tubo de salida de escoria 14 se extiende verticalmente en el tanque de separación 11 y pasa a través del centro del tubo de salida de agua tratada 13. Es decir, la tubería de salida de agua tratada 13 y la tubería de salida de escoria están unificadas como una tubería doble. Se forma un espacio que sirve como camino de salida entre el tubo de salida de agua tratada 13 y el tubo de salida de escoria 14. El tanque de separación 11, el tubo de salida de agua tratada 13 y el tubo de salida de escoria 14 tienen todos una sección transversal circular y están dispuestos concéntricamente alrededor del mismo eje (véase la figura 3). Preferiblemente, la tubería de descarga de sedimentos 15 y un extremo posterior 13-1 de la tubería de salida de agua tratada están conectados a la tubería de salida de agua tratada 13 en una dirección tangente dentro del tanque de separación 11 para formar un flujo arremolinado en el tanque de separación 11. Cuando el nivel del agua en una fuente de agua sin tratar, como el tanque de agua sin tratar 2, es suficientemente más alto que el nivel del agua en el tanque de separación 11, la bomba de agua sin tratar 21 puede omitirse porque el agua sin tratar puede moverse hacia el tanque de separación 11 por flujo gravitacional. En este caso, solo se puede proporcionar un medio de ajuste de la entrada de agua sin tratar, tal como una válvula de ajuste.
En cuanto al tanque de separación 11, una porción superior del mismo tiene forma de cilindro, una porción media del mismo tiene una forma cónica invertida (ahusada a un lado inferior) y una parte inferior del mismo tiene una forma de cilindro más pequeña que la porción superior. Esta estructura facilita la formación de un flujo arremolinado en el tanque de separación 11 y es ventajosa en términos de eliminación de sedimentos (suspensión). El suministrador de burbujas 3 suministra preferiblemente burbujas de aire con un tamaño de 10 a 100 mm en una proporción del 5 al 40% con respecto a la cantidad de agua sin tratar utilizando agua a presión con aire que tiene una presión de 0.2 a 0.6 MPa. Cuando la concentración de material suspendido en el agua sin tratar aumenta al 1% o más con respecto a la cantidad de agua sin tratar, es necesario aumentar la proporción de agua presurizada con aire que se suministra al agua cruda. Además de aire, oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono u ozono que tienen una solubilidad relativamente baja con respecto al agua pueden usarse alternativamente para suministrar burbujas al agua sin tratar.
En la primera realización que tiene la estructura descrita anteriormente, cuando el agua sin tratar y el agua que contiene burbujas de aire se suministran simultánea y continuamente al tanque de separación 11 por la bomba de agua sin tratar 21 y el suministrador de burbujas 23, como se ilustra en la figura 4, el agua de alimentación forma un flujo arremolinado que se arremolina a lo largo de la pared interior del tanque de separación 11 (es decir, se arremolina en un lado relativamente exterior dentro del tanque de separación 11) debido a su energía cinética. Dado que el flujo arremolinado contiene burbujas de aire, tiene una densidad relativamente baja. Por lo tanto, forma un flujo ascendente que fluye a lo largo de una trayectoria 121 de flujo ascendente helicoidal de agua sin tratar a la vez que se arremolina. Durante este proceso, el material suspendido se adhiere a las burbujas de aire y por consiguiente flota de la superficie de agua junto con las burbujas de aire. Luego, el material suspendido flotante se mueve a lo largo de la trayectoria de flujo 144 de escoria flotante, que se reúne en el centro del flujo arremolinado. Después de eso, el material suspendido se desborda en el tubo de salida de escoria 14 y, por lo tanto, se elimina del agua sin tratar.
La escoria que asciende en el tanque de separación 11 flota de manera continua por burbujas de aire que se forman nueva y continuamente y flotan desde el fondo del tanque de separación 11. Por esta razón, la escoria que flota no se hunde en el tanque de separación 11. La densidad del agua tratada que perdió burbujas de aire aumenta, de modo que el agua tratada forma una vía de flujo descendente 131 en una porción central del tanque de separación 11 mientras fluye a lo largo de un lado exterior dentro del tubo de salida de escoria 14. Después de que el agua tratada se arremolina y desciende, se descarga al exterior a través de una salida de la tubería de salida de agua tratada 13. En este punto, como se ilustra en la figura 5, la escoria M1 adherida a las burbujas de aire recibe fuerza de gravedad y la flotabilidad atribuible a la fuerza centrífuga se forma con agua sin tratar, flotando así en el centro del tanque de separación 11 por la flotabilidad correspondiente a la suma vectorial del mismo. Por otro lado, las partículas de sedimento M que no están adheridas a las burbujas de aire no reciben flotabilidad atribuible al flujo de agua sin tratar, sino que reciben únicamente fuerza de gravedad y fuerza centrífuga, hundiéndose así hacia el fondo y la pared del tanque de separación 11. Por lo tanto, en comparación con los dispositivos de flotación por aire disuelto convencionales en los que solo se forma un flujo de agua lateral, la separación del material suspendido basada en la
flotación y la sedimentación progresa con relativa rapidez. La espuma y los sedimentos que se separan del agua sin tratar se recolectan en el tanque de escoria 4 y el tanque de sedimentos 5, respectivamente.
La concentración de los sedimentos descargados durante el funcionamiento del tanque de separación se puede ajustar ajustando una abertura, tal como una válvula de compuerta, de la placa de ajuste de la descarga de sedimentos 15-1. Por ejemplo, se puede utilizar un medio de ajuste de flujo de salida de agua tratada predeterminado que utiliza una tubería en forma de U. La concentración de la escoria a descargar se puede ajustar ajustando el nivel de agua en el tanque de separación 11 de manera que se cambie una abertura de la placa de ajuste del flujo de salida de agua tratada 13-2. Cuando el proceso de separación se opera en condiciones en las que la concentración de escoria que flota sobre la superficie del agua en el tanque de separación 11 es alta, la viscosidad de una capa de escoria 141 (escoria flotante) aumenta y la fluidez de la escoria se deteriora. Por lo tanto, es posible que la escoria no se mueva fácilmente hacia el tubo de salida de escoria 14. Por esta razón, como se ilustra en la figura 7, se instala un raspador de escoria giratoria 7 con cuchillas 71 en una porción del extremo superior del tanque de separación 11, de modo que la escoria se ve obligada a moverse hacia el tubo de salida de escoria 14. Alternativamente, aunque no se ilustra, se instala un sensor de nivel dentro del tanque de separación 11 y está conectado electrónicamente con la placa de ajuste de flujo de salida de agua tratada 13-2, ajustando así automáticamente el nivel de agua adecuado en el tanque de separación.
Preferiblemente, la primera realización puede usarse para eliminar material suspendido que es apto para adherirse a microburbujas de aire, por ejemplo, suspensión activada, aceite, tensioactivos, algas verdiazules, aceite de algas, proteínas, etc. En este caso, el tiempo de separación (es decir, el tiempo de retención en el tanque de separación 11) es normalmente de aproximadamente 5 a 10 minutos.
La figura 6 es un diagrama que ilustra un dispositivo de flotación de aire disuelto de acuerdo con una segunda realización de la presente invención.
Como se ilustra en la figura 6, el dispositivo de flotación por aire disuelto de acuerdo con la segunda realización es diferente de la primera realización solo en que incluye adicionalmente una bomba de suministro de productos químicos 61 que suministra productos químicos tales como floculantes en una cantidad predeterminada mientras que el agua sin tratar se transporta al tanque de separación 11 y a un tanque de productos químicos 6 que almacena productos químicos en el mismo. El dispositivo de acuerdo con la segunda realización es el mismo que el dispositivo de acuerdo con la primera realización en términos de la otra construcción y funcionamiento.
La bomba de suministro de productos químicos 61 y el tanque de productos químicos 6 pueden ser un medio que puede suministrar productos químicos que pueden aumentar las eficiencias de flotación y sedimentación mediante la floculación del material suspendido en agua sin tratar y la modificación de la superficie de las burbujas de aire. Por ejemplo, los productos químicos que se utilizan pueden incluir uno o más componentes seleccionados de productos químicos inorgánicos tales como cloruro de polialuminio, sulfato de aluminio o sosa cáustica; floculantes poliméricos tales como poliamida o poli DADMAC; y tensioactivos aniónicos, no iónicos o catiónicos tales como alquilsulfonato de sodio, polioxietilen oleileter y sulfato de ácido graso. Estos productos químicos pueden suministrarse utilizando las respectivas bombas de suministro de productos químicos 61 o pueden suministrarse en forma de una mezcla de productos químicos. Cuando la velocidad de las reacciones de floculación o adsorción causadas por estos productos químicos es baja, el agua sin tratar que se va a tratar y los productos químicos se mezclan primero y luego se puede introducir una mezcla de agua cruda y los productos químicos en un tanque de envejecimiento por reacción (tanque de floculación) antes de que se introduzca en el tanque de separación. De esta forma, se puede aumentar la eficacia de la separación.
La segunda realización puede usarse para eliminar material en suspensión que no es apto para adherirse a microburbujas de aire, por ejemplo, microalgas o micropartículas inorgánicas contenidas en agua fangosa o aguas residuales de pulido de piedras. Los tipos o métodos de uso de productos químicos se pueden determinar de acuerdo con las características del material que se eliminará.
Aunque una realización preferida de la presente invención se ha descrito con fines ilustrativos, los expertos en la materia apreciarán que son posibles diversas modificaciones, adiciones y sustituciones, sin apartarse del alcance de protección como se describe en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (5)
1. Un dispositivo de flotación de aire disuelto, caracterizado porque comprende:
un medio de suministro de agua sin tratar (2, 21) que ajusta a una velocidad de flujo de agua sin tratar suministrada;
un tanque de separación (11) que tiene una sección transversal circular y que tiene una entrada de agua sin tratar (11 a) que se abre en una dirección de tangente con respecto al cuerpo del tanque de separación (11) y al cual una tubería de entrada de agua sin tratar (12 ) está conectado, en donde un extremo de conexión de la tubería de entrada de agua sin tratar (12) está ubicado a una altura que es del 5 al 60% del nivel del agua en el tanque de separación (11) para que se pueda formar fácilmente un flujo ascendente en remolino, de manera que el agua sin tratar suministrada por los medios de suministro de agua sin tratar (2, 21) se arremolina y fluye en una dirección predeterminada dentro del tanque de separación (11) mientras que el agua sin tratar se introduce en el tanque de separación (11) a través de la tubería de entrada de agua sin tratar (12), una salida de agua tratada (11b) a la que se conecta una tubería de salida de agua tratada (13) que se extiende verticalmente y tiene una sección transversal circular, en la que se conecta un extremo superior de la tubería de salida de agua tratada (13) al que se suministra agua tratada introducida desde el tanque de separación (11) se coloca a una altura de 5 al 50% del nivel del agua en el tanque de separación (11), y una salida de descarga de sedimentos (11c) a través de la cual los sedimentos (113a) en un fondo del tanque de separación se descargan al exterior; el tanque de separación (11) comprende además una parte superior que tiene forma de cilindro, una parte media que tiene una forma cónica invertida ahusada en un lado inferior, y una parte inferior (11-1) que tiene una forma de cilindro más pequeña que la superior parte; y
una tubería de descarga de sedimentos (15) está conectada a la salida de descarga de sedimentos (11c) en la porción inferior (11-1) del tanque de separación (11); y
una tubería de salida de escoria (14) que tiene una sección transversal circular y se extiende verticalmente a través del tanque de separación (11) mientras pasa por un centro de la tubería de salida de agua tratada (13), en el que se forma un espacio que sirve como una ruta de salida del tubo de salida de agua tratada (13) y el tubo de salida de escoria (14); y el tubo de salida de agua tratada (13) y el tubo de salida de escoria (14) pasan a través del centro de la porción inferior (11-1) del tanque de separación (11); y
un suministrador de burbujas (3) que suministra burbujas de aire al agua sin tratar que fluye a lo largo de la tubería de suministro de agua sin tratar (12),
de tal manera que se introduce una mezcla de agua sin tratar y burbujas de aire en el tanque de separación (11), en donde el agua sin tratar y las burbujas de aire ascienden formando un flujo arremolinado alrededor de la pared del tanque de separación (11), en donde el dispositivo está configurado de tal manera que los contaminantes y las burbujas de aire que pueden flotar se acumulen en la superficie del agua y luego se eliminen después de flotar; el agua tratada forma un remolino descendente en una porción central del tanque de separación (11) y se descarga a través de la tubería de salida (13), en donde el tanque de separación (11), la tubería de salida de agua tratada (13) y la tubería de salida de escoria (14) todas están dispuestas concéntricamente con respecto a un centro del flujo arremolinado formado en el tanque de separación (11).
2. El dispositivo de flotación de aire disuelto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende:
un medio de ajuste de la salida de agua tratada (13-2) que ajusta una velocidad de agua tratada descargada del tanque de separación (11); y
un medio de ajuste de descarga de sedimentos (15-1) que ajusta una velocidad de flujo de sedimentos descargados del tanque de separación (11),
en donde un extremo superior del tubo de salida de escoria (14) está ubicado debajo de una superficie de agua dentro del tanque de separación (11).
3. El dispositivo de flotación de aire disuelto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la entrada de agua sin tratar (11a) se puede ubicar a una altura que es del 10 al 60% de la altura total desde la salida de descarga de sedimentos (11c) hasta el extremo superior de la tubería de salida de escoria (14).
4. El dispositivo de flotación por aire disuelto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende un raspador giratorio (7) que recolecta la escoria que flota sobre el tubo de salida de escoria (14).
5. El dispositivo de flotación de aire disuelto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un medio de suministro de productos químicos de tratamiento de agua (6, 61) conectado al tubo de flujo de entrada de agua sin tratar (12).
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