长方形浮选设备 本发明是关于按照权利要求1的气泡浮选装置。
气泡浮选方法是被应用于固体物质及液体物质的分离领域，特别是在水及污水的净化领域。此时，首先应用的是所谓的减压浮悬法。此方法中，在含固体物的及悬浮物的液体旁放一种在压力下达到气体饱和的液体并进行减压，以致通过减压形成气泡，气泡聚集在被分离出来的悬浮物上，并在浮选框中将悬浮物送到表面上。这样，可以从表面上将其撇除。已清除了悬浮物的净化液体将在浮选柜的底部区域流出。
以前的气泡浮选装置，主要是一种空气溶解装置，在该装置中，气体在高压下被溶解于液体介质之中，在一定的停留时间之后，这种气-液混合物被降压到较低的压力，此时，液体介质中出现一种气体过饱和状态，那些不再被溶解的气体以一种很小的微细气泡形式被释放出来。含固体物的液体，在进入浮选柜之前，最好是先加入一种沉淀剂或絮凝剂，以使被分离的物质转变成为絮状团块。
浮悬柜做成圆形或长方形，在长方形浮选柜中，一般是长方形的一边比另一边长很多，含浮悬物的液体，总是从端面沿长方形短边分布开来流入，沿长度方向流过浮悬柜。同时，净化水在与流入侧相对的第二个短边上流出。
在已经熟知的长方形地、沿长度方向流过的浮选柜中的流动速度是均匀的，且几乎是恒定的。为了通过较大的容积达到较低流速，浮选柜做得相当的深，这种熟知的系统的主要缺点是，设备比承载力较低但同时要满足比圆形浮选柜有较大容器的要求。这样，虽然浮选柜的结构可以通过装入斜置的薄片来提高长方形浮选柜的工作效率，但是，却有较大的易污染性。
在德国专利DE3634903A1中介绍了一种装有一种卧式圆筒形浮选筒的浮选装置，其中装有几个偏心的液体入口。
本发明的目的是，设计一种按照权利要求1的总构思的气泡浮选装置，该装置结构尺寸小，且同时达到高的净化效率。此外，本发明的装置应尽可能充分利用所提供的空间。
根据本发明，这个目的是通过权利要求1所规定的特征来实现，本发明构思的详细结构可从从属权利要求中表示出来。
本发明的主要优点是，通过角形的，特别是直角三角形的或正方形的浮选柜结构形式，能最大可能地充分利用所提供的空间。如果根据所提供的安装空间大多是正方形来考虑，与圆形浮选柜相比则增大了浮选柜的横截面积。通过含浮悬物的液体在转角区域的流入，将良性地持续降低流速，这样与原来的长方形浮选柜相比，浮选效果更好。就此而言，本发明将融合了过去两种方案，即一种是圆形浮选柜时从中心流入，而另一种是长方形浮选柜时沿端壁流入的两种方案的优点。
本发明特别适合于固相及液相的分离，尤其适合从液相中，例如从悬浮液中分离出固体及亲脂物质(lipophilen Stoffen)。
按照本发明的优越结构型式，浮选柜主要是做成正方形或菱形。其中，在两个相对角落上至少各设一个液体入口，此外，最好还设置撇除浮选柜中的漂浮物的撇除或清除装置，该清除装置设在未装液体入口的两只角所连成的对角线上。这种结构使得在尽可能好地利用所提供的空间的情况下，有效地进行浮选。尽管正方形的浮选柜在实际应用上是值得推荐的，但是在必要时也可以利用菱形结构形式。
按照本发明可选用的另一结构型式，具有等边三角形的或直角三角形截面，这种三角形结构能使含悬浮物的液体可从三角形的顶点处流入，同时在对面的侧壁方向上实现放慢的流动以在侧壁处可撇除漂浮物。这种结构型式具有另一优点，即可用两个或多个本发明的三角形浮选柜拼装起来，以达到有效地充分利用所提供的安装空间的目的。
在布置两个三角形浮选柜时，将两个液体进入口设在相对的位置上，则可以有利地配备共同的漂浮物及净化液体的排出设备。
最好是将清除装置做成为两个反向旋转的、互相平行的多浆清除器，在两个清除器之间布置一条排出槽。此外，在排出槽下面布置一根净化液体排出管是合适的。
根据本发明的另一种结构型式，是在撇除檀下面设置一道隔壁，该隔壁将浮选柜划分成两个三角形浮选柜。这样，只要增加少量的费用就构成两个分开来的浮选装置。这种装置适合于不同的液体浮选，或者适合于含有不同悬浮物重量组分或成分的液体进行浮选，漂浮物及无悬浮物的液体的排出，可根据需要通过分开的或共同的排出装置来完成。
本发明还有一种结构扩展型式，即在浮选柜底部至少设置一只沉渣刮除器，此时最好在浮选柜底部做成一条沉渣排出槽。这样，至少一只转动的沉渣刮除器将沉渣送入排出槽中。在每一液体入口处最好布置两只绕垂直轴转动的沉渣刮除器，它的旋转中心点是在这浮选柜的另外的角落区域之内，且它的摆动范围延伸至液体入口的附近。
在本发明中，最好是在浮选柜角上为含悬浮物的液体设置一只液体入口，并在它下面另设置一个单独的含气泡的液体入口。在此该气泡液体入口做成减压阀，通过这种处于压力下的、气体饱和的、直接进入浮选柜的液体的直接减压，可以有效防止所产生的气泡附聚在一起，因为已经证明，气泡越小时，这浮选效果越好，所以由此达到了尽可能好地利用气泡的目的。
通过在液体入口上面进一步布置一只水平摆动的导流板，将会在各个方向上均匀引导流体的流动。
接下去将借助于所附之附图，对本发明作进一步的说明，附图包括：
图1，本发明的浮选装置的俯视图；
图2，通过浮选柜对角线的垂直剖面示意图；
图3，沿着图1中“III-III”剖切线的示意图；
图4，液体入口的两个说明图，
图5，浮选装置可供选择的结构型式的截面图；以及
图6，按图5，几个浮选柜的拼装可能性。
下面将根据图1-图5对浮选过程的基本流程加以说明，在此是关于本发明在污水处理中的最佳应用，然而本发明并不限于这种应用，它适合于液相、非液和非气相，例如悬浮物、亲脂物质或者固体物质等的分离的所有应用，特别是本发明可应用于啤酒工业领域。
图1所示的浮选装置主要由一只正方形的浮选柜1a组成，这个柜的两个对置的角落各有一个液体入口2a及2b，这些入口分别通过进入管3流入含悬浮物的液体。
在另外两只角落范围内布置有两根托梁5a及5b，撇除装置6a及6b支撑在托梁上，该装置为两只浆叶撇除器，它们平行并列地跨越在浮选柜1a的对角线上。这两只浆叶撇除器6a及6b分别由一些在纵轴范围之上分布的、约沿径向伸出的传送叶片组成，这些传送叶片沉浸在浮选柜表面形成的漂浮层10之中，将漂浮物撇除到布置在浆叶撇除器6a与6b之间的漂浮物排出槽7之中。浆叶撇除器6a与6b分别由驱动马达8a与8b驱动旋转。
如图2所示，用于漂浮物的漂浮物排出槽7具有两块下凹的弧形导板9a及9b，它们沉浸在漂浮层10之中，漂浮物就是通过这种导板被浆叶撇除器6a、6b送入到本来的排出槽7之中。
在图3上可以看出，漂浮物排出槽7的底部是向下倾斜的，以保证粘滞性漂浮物11能流出去，漂浮物排出槽7还与漂浮物排出管子27相连接。
如图2，图3所示，在漂浮物排出槽7的下面有一根净化水排出管12，该管沿在浮选柜中的延伸方向设有许多的通孔13，通过通孔可将净化水流出浮选柜1a。
根据本发明的结构设计，浮选柜1a可通过图3所示之对角线上的隔壁14而分成两个单独的小柜。该隔壁14从漂浮物排出槽7的底部下伸到浮选柜的底部，此时，可在每只小柜中设置两根分开的净化水排出管，或如图2所示也可共用一根净化水排出管12。
在本发明的优选结构型式中，含悬浮物的水是通过在柜角落上的液体入口2a和2b而进入浮选柜之中，特别如图4a及4b所示，可在用于气体饱和的、有压力的液体的入口16之上另设一只悬浮物液体入口15。在此入口16包括有一只减压元件17，或者入口本身就做成减压阀门，水流是通过适当的导板18及19导引，以使水流在水平方向上尽可能有利地分配，并使两种液体进行混合。在含悬浮物液体入口15的上方最好布置一只可摆动的流入挡板20，从而能按流量、污染程度或其他参数的变化优化调整流动过程。
在优选的结构型式中，在浮选柜1a的底部设有几只沉渣刮除器21，它们安装在未装液体入口2a、2b的另外的柜角落区域中，并可绕垂直轴摆动，例如在图3中所示的驱动装置22，它将通过轴23摆动相应的沉渣刮除器21，其摆动范围如图1中标号24所示。沉渣刮除器用于在柜底上将沉积的沉渣推入到沉渣槽25之中，该沉渣槽25是在净化水排出管12的下面嵌装于浮选柜的底部。如图3所示，沉渣槽25的截面形状最好做成“V”字形，并汇流入沉渣排出管26中。如果在浮选柜1a中装有隔壁14(图3)，则该隔壁最好是延伸到沉渣槽25之中，此时能从隔壁14两侧由沉渣刮除器推入沉渣。
图5所示为本发明的可选择的另一结构型式，这种型式与图1-图4中所示的型式的主要部分相类似，因此无需详细说明。相同的标号等同于在其他图中所示的相同的部分。这种结构型式与前面的结构型式的主要差别是，浮选柜1b的底平面呈三角形，并只安装一只浆叶撇除器6。
由图6可见，图5所示的浮选柜1b的结构型式能对几只浮选柜进行多种多样的组合，由此能在受到限制的安装表面上有效匹配，得到最大可能的浮选柜表面。
下面将详细地说明应用本发明的浮选装置进行浮选的过程。
应分离出固体物质的原水由一台未画出的泵泵入到浮选柜1a或1b中，在柜中将固相及液相进行分离，这样就产生两个分流相，即一个液态的、几近于无固体物的净化相30和一个固相。固相也可称之为漂浮物，并包含了大部分的固体物质。漂浮物重新聚集在漂浮层10之中。同时在进入浮选柜之前(1a或1b)，可以添加适当的沉淀剂及/或絮凝剂，其作用是使溶解的、部分溶解的、含胶体的、自由的固体物质转变成为絮状团块。
为了产生气泡，应将适当的气体例如空气在压力下溶解于未画出的装置之中。该压力最好是明显高于环境压力。带有溶解气体的液相在保持高压力下通过入口15进入浮选柜1a之中，或者先进入进入管中减压，由此产生出很小的微型气泡。
气泡混合液体的减压以及流动的导向是这样来形成的，即能在浮选柜1a和1b中最好产生一种水平的双层流。该双层流由在柜中下面区域的气泡流与在上面区域的带有絮凝状固体物质的原水流所组成。另外的选择方案是也可在进入浮选柜之前将两个分流混合起来，所产生的气泡31会粘附在被分离的固体絮凝块上，这样，通过絮凝状固体混合物的上浮或漂浮而促使分离。在图1的浮选柜1a中，液体的流入是分别从两只相对的角落流向中心。在此，入口是这样设计的，即在浮选柜1a或1b的下部区域内能实现一种流向中心的水平进流。
在主进流管子的上面设有一只活动支承的进流挡板20，该挡板20的设计能使均匀的进流转折一个90。角度，因为水流是从正方形底平面的角落处进入，因此流速马上剧降，这样就为浮选过程创造了理想的条件，由于在流速低的条件下气泡能粘附到絮凝状固体混合物上，并携带它往上浮起。
在两只相对的进流口的中间，在正方形的对角线上不仅布置有用于几乎无固体物质的净化相的净水排出管12，而且还有用于所产生的漂浮渣的撇除装置6。流向中心的漂浮/渣相将借助于两只反向旋转的浆叶撇除器6a、6b而被抓住，通过这两只浆叶撇除器6a、6b的转动，漂浮层10将沿着对角线被送入到向一侧倾斜的或向两侧倾斜的漂浮物排出槽7之中，从该槽可将淤积渣向外流出并通过漂浮物排出管27排出。
净化相的排出是通过水平的、沿对角线布置在浮选柜1a，1b下部区域1/3高度上的、带有通孔13的净化相排出管1 2实现，在此，通孔13的开口截面最好是不一样的，从而使在整个长度上能够均匀地排出。
不浮起的重型污物及沉积物聚集在浮选柜底部。为了将这些沉积物从浮选柜1a及1b中清除出去，应借助沉渣刮涂器21将其推入到也是沿对角线布置的、装在底部的沉渣槽25之中。正方形的、沿对角线分开来的浮选柜1a的每一半各装有两个绕垂直轴转动的沉渣刮除器21。该垂直轴是布置在未装液流入口的正方形另两个角落附近的柜子外壁上。另外，旋转轴23的轴承是固定在浮选柜外壁上。沉渣刮除器21本身在它的一端固定在刮除器垂直轴上。刮除器的结构设计是，通过它的橡皮唇将聚集在底板上的沉积物推入到沉渣槽25之中，刮除过程与使用要求相对应间歇进行。刮除器轴的传动是采用驱动马达22，刮除过程如此进行，即当沉渣刮除器21到达沉渣槽25之后直接返回到原来位置。
在半个浮选柜中的相对置的沉渣刮除器21交替间歇地进行工作，从而使两个刮除器21不会碰撞。
根据需要，液流进入浮选装置可以这样来完成，即原水与含气泡的液流分开来进入浮选柜1a或1b之中。汽泡液流的输入一般应在原水流的下面，流入速度可以相同或者前者更高一些，高压力的、气体饱和的液气混合物的减压可以在进入浮选柜1a或1b之前进行，也可以在柜中自己进行。