Устройство для насыщения жидкости газом

 

Использование: насыщение жидкости газовой смесью, например, при биологической очистке сточных вод. Сущность изобретения: устройство позволяет эффективно производить насыщение жидкости легкопроникающим через стенки мембран компонентом газовой смеси. В качестве диспергирующего элемента используют мембранную упаковку полых волокон, эпоксидированную с двух концов и срезанную перпендикулярно оси. Оба торца, содержащие открытые концы полых волокон, входят в коллекторы для подачи и отвода газа. 1 ил.

Изобретение относится к пневматическим аэраторам и предназначено для насыщения жидкости отделяемыми компонентами газовой смеси, может быть использовано при биологической очистке сточных вод. Известен трубчатый аэратор, состоящий из пористых керамических фильтросных труб.

Цель изобретения обеспечение большой межфазной поверхности контакта аэрирующих элементов с жидкостью в единице об ема аэратора и разделение газовой смеси на компоненты с использованием половолоконной мембранной технологии.

Поставленная задача решается следующим образом. Половолоконный мембранный элемент помещен в сетчатый кожух в форме трубы. Выходной торец мембранного элемента содержит открытые концы волокон, заключенные в коллектор для отвода газа. Патрубок последнего может быть снабжен навинчивающейся заглушкой с уплотнением, предназначенный для изменения режима аэрации жидкости.

Предлагаемый аэратор позволяет высокоэффективно производить насыщение жидкости легкопроникающим через стенки мембран компонентом газовой смеси. Одновременно, ввиду использования свойств половолоконных мембран, насыщение жидкости сопровождается созданием мелкопузырьковой газожидкостной среды.

Работа мембранного половолоконного аэратора может производиться в двух режимах: микропузырьковое насыщение жидкости отделяемыми компонентами газовой смеси с одновременным отводом газовой смеси, обедненной легкопроникающими компонентами (режим 1); микропузырьковое насыщение жидкости газовой смесью без ее разделения (режим 2).

На чертеже аэратор, содержит мембранный элемент 1, эпоксидированный с обоих концов и срезанный перпендикулярно оси, входной торец которого закреплен с помощью уплотнительных колец 2 в полости коллектора для подачи газовой смеси 3, а выходной торец аналогично закреплен в коллекторе для отвода газа 4 Каждый коллектор снабжен патрубком. На патрубок 7 выходного коллектора 4 может навинчиваться заглушка 5 с уплотнительным кольцом 6. Сетчатый металлический кожух 8, служащий элементом жесткости, закреплен посредством муфт 9 на корпусах коллекторов. Мембранный половолоконный элемент представляет собой пучок полых волокон, уложенных параллельно оси устройства. Один конец каждого волокна входит в коллектор проводимого газа 3, другой в коллектор 4.

Аэратор работает следующим образом. Аппарат помещается в жидкость, подлежащую насыщению. В зависимости от режима снимается или навинчивается заглушка 5. При снятой заглушке к патрубку 7 подсоединяется шланг отвода газа.

В режиме 1 (заглушка снята, подача газа под давлением через патрубок 10), газ поступает в коллектор 3 и через эпоксидированный открытый торец мембранного блока входит внутрь волокон элемента 1. В полых волокнах происходит газоразделение, легкопроникающая газовая компонента проходит сквозь стенки волокон в жидкость, насыщая ее. Газовая смесь, обедненная отделившимся компонентом, пройдя вдоль полого волокна, попадает в коллектор 4 и выходит через патрубок 7. Упаковка волокон используется как разделительный элемент, обеспечивающий насыщение жидкости легкопроникающим компонентом газовой смеси и характеризующийся высокой площадью межфазной границы "волокна-жидкость".

В режиме 2 насыщение жидкости газовой смесью происходит без разделения последней, но с большей производительностью, так как весь поступающий в аэратор газ используется для насыщения жидкости. Возможен вариант включения аэратора в режим 2, при котором газ подается в оба патрубка входной и выходной.

Формула изобретения

Устройство для насыщения жидкости газом, содержащее кожух, внутри которого размещен диспергирующий элемент, коллекторы подачи и отвода газовой смеси, патрубок отвода газовой смеси с заглушкой, отличающееся тем, что диспергирующий элемент выполнен мембранным и половолоконным с уплотнительными кольцами, заглушка на патрубке отвода газовой смеси съемной, а кожух - сетчатым.

РИСУНКИ

Рисунок 1