Устройство для аэрации жидкости

 

1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРМЩИ ЖИДКОСТИ, ссщержащее направлякяогю трубу, установленный по ее оси в верхней части трубы вертикальный вал с Лопастным винтом, распределитель воздуха и отражательный конус, о тличающеесл тем, что, с цель повьявення эффективности работы устройства за счет увеличения подачи воздуха и снижения энергозатрат , распределитель воздуха выполнен из эластичных мелкопористых трубок, размещенных вокруг направляющей трубы в ее нижней части. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что распределитель воздуха вьтолнен в форме цилиндра с высотой.не более высоты отражательного конуса, и радиусом, не менее диаметра направляющей трубы. 1980, сточных вод

СОЮЗ COBETCHHX (ЛИ °

РЕСПУ6ЛИК

0Ю 01) (51) С 02 F 3/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ФиЕ. /! (21) 3551364/23-26 (22) 16. 12.82 (46) 30.03.84. Бюл. Ф 12 (72) Б.Г.Ииюуков, Е.N.Ïðîòàñîâñêèé и В.В.Миллер (71) Ленинградский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Крас-: ного Знамени инженерно-строительный институт (53) 628.356 (088.8) (56) 1. Прдтасовский Е.М. Исследова- ние работы аэротенка с механическим пропеллерным аэратором. — Межвуз.сб. трудов ЛИСИ "Новые методы и сооружения для водоотведения и очистки сточных вод", 1979, с. 99-103.

2. Мишуков В.Г. и, цр. Исследова-. ние работы пневмомеханического пропеллерного аэратора. — Neasys. сб. трудов ЛИСИ "Новые методы и сооружения для водоотведения и очистки сточных вод". 1980, с. 16 20 (54)(57)1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ аЭРАЦИИ

ЖИДКОСТИ, содержащее направляющую трубу, установленный по ее оси в верхней части трубы вертикальный вал с лопастным винтом, распределитель воздуха и отражательный конус, о 1л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повывения эффективности работы устройства за счет увеличения подачи воздуха и снижения энергозатрат, распределитель воздуха выполнен из эластичных мелкопористых трубок, размещенных вокруг направляющей трубы в ее нижней части.

2. Устройство по п. 1, о т л нч а ю щ е е с я . тем, что распре" делитель воздуха выполнен в форме цилиндра с высотой не более высоты отражательного конуса, и радиусом, не менее диаметра направляющей трубы.

1 1082

Изобретение относится к технике аэрации жидкости и может быть использовано при очистке высококонцентриро-ванных по органическим загрязнениям сточных вод, например сточных вод мясокомбинатов, навозсодержащих стоков, для стабилизации активного ила, для аэрации стоков с повышенным содержанием растворенных солей.

Известен механический аэратор, 10 состоящий из лопастного винта, насаженного на вертикальный вал и размещенного s верхней части центральной трубы. Подача воздуха осуществляется за счет пониженного давления 15 в надлопастном пространстве через воздухоподводящие трубы (1) .

Невысокая окислительная способность данной конструкции аэратора не позволяет применять его при 20 очистке высококонцентрированных стоков.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является пневмомеханический аэратор АПН-24, пред- 2 ставляющий собой лопастной винт, насаженный на вертикальный вал и расположенный в верхней части центральной трубы. Подача воздуха осуществляется компрессором через распределитель, расположенный под винтом и выполненный из перфорированных труб (=).

Недостатком данной конструкции является низкая надежность распределителя воздуха, так как перфориро" 35 ванные трубы со временем зарастают растворенными в воде совами, что выводит аэратор из строя.

Нарушение. нормальной работы аэра-.4О тора происходит и при расходе воздуха выше критический величины, составляющей 20Х от насосной произво— . дительности азратора. Это связано с тем, что при определенной подаче . 45 воздуха возле воздухоподающего уст- . ройства образуется воздушная подушка, которая sa счет Архимедовой сипы поднимается по центральной трубе вверх, выдавливая столб жидкости и нарушая тем самым нормальный режим работы аэратора. Ограниченность вводимого объема воздуха, т.е. ограниченность производительности по кислороду, не позволяет использовать H аэратор для перемешивания больших объемов жидкости. В противном случае нормальный ход биологической

775 2 очистки будет лнмитироваться массообменными показателями.

При максимальной возможной подаче воздуха, что является необходимым условием эффективного использования любого пневмомеханического аэратора, на 50-60Х снижается насосная производительность аэратора, т.е. секундный расход жидкости, проходящей через центральную трубу.

Снижение насосного эффекта сопряжено с пропорциональным уменьшением донных скоростей и окислитель- . ной способности, что значительно (в 1,5-1 ° 6 раз) снижает эффективность использования аэратора.

Кроме того, введение воздуха в центральную трубу и связанная с этим необходимость преодоления Архимедовой силы, действующей на пузырьки воздуха, вызывает .увеличение полезной мощности аэратора на 15-20Х.

Это также отрицательно сказывается на эффективности работы аэратора.

Цель изобретения †. повышение эффективности работы устройства за счет увеличения подачи воздуха н снижения энергозатрат.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем вертикальный вал с лопастным винтом, расположенные в направляющей трубе по ее оси в верхней части, распределитель воздуха и отражательный конус, распределитель воздуха выполнен иэ эластичных мелкопористых трубок, раз мещенных вокруг направляющей трубы в нижней ее части.

Для лучшего диспергирования воздуха и распределения его в аэрируемой жидкости распределитель воздуха выполнен в форме цилиндра, не превышающего по высоте отражательный конус,,и радиусом, не менее диаметра направ-. ляющей трубы.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, вид в плане.

Устройство имеет вертикальный вал 1 в нижней части которого крепится лопастной винт 2, расположенный в верхней части направляющей трубы 3. Подача воздуха осуществляется по трубопроводам 4 к распределителю 5, состоящему из мелкопористых эластичных трубок 6, из солекислото-щелочно-.маслобензостойкой резины. Для плавного изменения на!

3 10827

75 4

Радиус диффузора подобран экспериментально и объясняется тем, что при его уменьшении срываемые с мелкопористых трубок пузырьки воздуха увлекаются в начале ко дну аэротенка, где поток от лопастного винта имеет минимальное сечение и изменяет свое направление. Вследствие этого плотность пузырьков возрастает происходит их укрупнение и уменьшение коэффициента использования воздуха. Экспериментальные исследования устройства показывают, что коэффициент использования воздуха при его подаче через распределитель радиусом 0,7, 0,9, 1,0 составляет

8,9, 10,0, 10,8 г/м соответственно.

Выполнение распределителя из перфорированных эластичных трубок разрешает проблему зарастания отверстий солями, так как при отсутствии подачи воздуха они плотно сжимаются, предотвращая проникновение иловых частиц во внутрь трубок, а при пода" че воздуха расширяются. В то же время указанный распределитель обеспечивает очень тонкое диспергирование воздуха. Диаметр пузырьков составляет 1-1,5 мм (данные получены в результате эксп..риментальных исследований), что в 3-3,5 раза меньше диаметра пузырьков воздуха, образующихся при использовании диффузора из дырчатых труб (4-8 мм). Это позволяет в несколько раз уменьшить расход потребного воздуха, что существенно отражается на эксплуатационных расходах.

Предлагаемая конструкция аэрационного устройства позволяет вводить

1 в аэротенк любой заданный объем воздуха, т.е. получать любую производи,тельность по кислороду, что дает возможность использовать устройство для аэрации больших объемов жидкости.

Прн этом не происходит нарушения нормальной работы устройства. правления потока жидкости при выходе из центральной трубы в нижней части служит. отражательный конус 7.

В предлагаемой конструкции устройства распределитель выполнен в форме цилиндра, не превышающего по высоте отражательный конус, и радиусом, не менее диаметра центральной трубы.

Указанная форма диффузора обеспе.чивает наиболее эффективное иснользо 10 вание диспергируемого воздуха, поскольку пузырьки воздуха рассредота-.

I чиваются равномерно по всему сечению потока жидкости, создаваемого лопастным винтом. При уменьшении высоты 1 рас",ределителя воздух будет распространяться лишь частью потока, при этом оставшаяся неаэрируемая часть лотока будет перемещаться по аэротен». ку непроизводительно, а выходящий щ,Отношение высоты распределителя к высоте отражательного конуса

Коэффициент ис-, пользования 4$ воздуха, г/м воздух будет образовывать зоны с большой насыщенностью пузырьками, что сопровождается интенсивным их укрупнением и, соответственно, снижением эффективности аэрации. Увеличение высоты распределителя сопро" вожжается нерациональным использованием воздуха, так как часть его неомывается скоростным потоком от лопастного винта, вследствие чего щ пузырек воздуха, выходящий иэ отверстия мелкопористых трубок, очень крупный (по экспериментальным данным 3-4 мм) и движется к поверх. ности по вертикальной линии, уменьшая общую продолжительность контакта воздуха с жидкостью.и коэффици- . ент использования воздуха.

Зависимость коэффициента использования воздуха от высоты распределения представлена в таблице. 50

0,5

0 ° 7

7,3

1,0

10,8

9,4

1,2

Подача любого заданного количества воздуха не сопровождается снижением насосного эффекта, от которого в прямой зависимости находятся данные скорости и массообменные показатели работы устройства. Так, например, при расходе воздуха 2,4 и

8 м /мин насосный эффект составляет 25,25 и 25 м /мин соответственно, в то время как расположение распределителя в центральной трубе

1082775 6 щей трубы позволяет сэкономить 20/ электроэнергии, необходимой для преодоления подъемных сил пузырьков воздуха при их подаче в трубу

5 и увеличения на соответствующую величину эффективности аэрации ..

Составитель Л.Суханова

Редактор Ю.Ковач Техред А.Бабинец Корректор А.Зимокосов

Заказ 1665/22 Тираж 867 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 дает насосный эффект при этих же значениях расхода воздуха 24 и

19 м /мин, а при подаче воздуха

8 м /мин работа устройства нарушается. Увеличение эффективности аэра ции лишь за счет повышения насосного эффекта составляет 14-163.

Кроме того, значительное повышение данных скоростей позволяет увеличить объем зоны аэрации, что положительно сказывается, на капитальных и эксплуатационных затратах.

Размещение воздухоподашщего устройства с внешней стороны направляюТаким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить эффективность аэрации жидкости в 2,5 - 2,8 раза (по дан. ным сравнительных исследований) .