Устройство для аэрации воды

Изобретение относится к биологической очистке бытовых и производственных сточных вод в искусственно созданных условиях и может быть использовано для аэрации сточных вод. Устройство содержит водоподводящую трубу с коническим соплом и коаксиально расположенным конфузором, воздухоподводящую трубу, смесительную камеру и диффузор. Водоподводящая труба связана с трубопроводом подачи воды через цилиндрическое распределительное устройство, расположенное коаксиально снаружи воздухоподводящей трубы, являющейся одновременно конфузором. Распределительное устройство подачи воды в сопло снабжено не менее чем тремя патрубками, оси которых расположены под острым углом к оси водоподводящей трубы. Площадь сечения воздухоподводящей трубы больше площади сечения водоподводящей трубы в 1,5 раза. Площадь сечения распределительного устройства больше площади воздухоподводящей трубы не менее чем в 1,25 раза. Суммарная площадь сечения всех патрубков равна площади сечения распределительного устройства. Технический результат: существенное увеличение степени аэрации воды, уменьшение себестоимости очистки воды и уменьшение необходимого количества устройств для очистки воды. 2 ил.

 

Изобретение относится к биологической очистке бытовых и производственных сточных вод в искусственно созданных условиях и может быть использовано для аэрации сточных вод.

Известно устройство для аэрации воды, содержащее водоподводящую трубу с коническим соплом и коаксиально расположенные конфузоры, кольцевой зазор между которыми является воздухоподводящей трубой [см. патент ГДР №105999, кл. 12е 4/01, 1974 г.]. Данное устройство не обеспечивает необходимой степени аэрации воды.

Известно устройство для аэрации воды, содержащее водоподводящую трубу с коническим соплом, конфузор с цилиндрической направляющей камерой, воздухоподводящую трубу с конической насадкой и смесительной камерой и диффузор [см. а.с. СССР №865847, С 02 F 3/20, опубл. 23.09.81]. При этом конфузор установлен коаксиально к насадке и прикреплен к водоподводящей трубе и насадке.

Данная конструкция проста, позволяет дополнительно обогатить воду воздухом, подсасываемым через кольцевой зазор между конфузором и насадкой, однако степень аэрации сточной воды остается недостаточной, т.к. воздух засасывается из зоны, прилегающей к воде и обедненной кислородом.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для аэрации воды, содержащее водоподводящую трубу с коническим соплом и коаксиально расположенным конфузором, воздухоподводящую трубу, смесительную камеру и диффузор [см. Справочник по очистке природных и сточных вод. М.: Высшая школа. 1994, с. 211-213], при этом воздухоподводящая труба расположена под углом 90° к цилиндрической части, переходящей в конфузор водопроводящей трубы.

Недостатком данного технического решения является неудовлетворительная степень обогащения кислородом воздуха сточной воды с большим количеством загрязнений вследствие больших аэро- и гидродинамических потерь при подсасываний воздуха.

Задачей создания и техническим результатом предлагаемого технического решения является получение устройства, обеспечивающего существенное увеличение степени аэрации воды и, как следствие, уменьшение необходимого количества таких устройств при очистке воды и, как следствие этого общее уменьшение себестоимости очистки воды.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для аэрации воды, содержащем водоподводящую трубу с коническим соплом и коаксиально расположенным конфузором, воздухоподводящую трубу, смесительную камеру и диффузор, имеются отличия, а именно, водоподводящая труба связана с трубопроводом подачи воды через цилиндрическое распределительное устройство, расположенное коаксиально снаружи воздухоподводящей трубы, являющейся одновременно конфузором, при этом распределительное устройство снабжено не менее чем тремя патрубками, оси которых расположены под острым углом к оси водоподводящей трубы, при этом площадь сечения воздухоподводящей трубы больше площади сечения водоподводящей трубы в 1,5 раза, а площадь сечения распределительного устройства больше площади воздухоподводящей трубы не менее чем в 1,25 раза, а суммарная площадь сечения патрубков равна площади сечения распределительного устройства.

На фиг.1 показано продольное сечение устройства для аэрации воды.

На фиг.2 показан разрез А-А на фиг.1.

Устройство (см. фиг.1, 2) для аэрации воды содержит водоподводящую трубу 1 с коническим соплом 2, воздухоподводящую трубу 3 с коническим оконечником, являющуюся конфузором, коаксиально расположенными к водоподводящей трубе 3, смесительную камеру 4, диффузор 5.

Водоподводящая труба 1 связана с трубопроводом подачи воды 6 через цилиндрическое распределительное устройство 7, установленное снаружи и коаксионально относительно воздухоподводящей трубы 3. Распределительное устройство 7 снабжено патрубками 8, сечения которых могут быть выполнены круглыми, овальными или другой формы, а оси патрубков 8 расположены по острыми углами к оси водоподводящей трубы 3.

На фиг.1 и 2 показано устройство для аэрации воды, распределительное устройство 7 которого имеет 4 патрубка 8, оси которых расположены под острым углом к оси водоподводящей трубы 1 по ходу движения жидкости в трубе. Количество патрубков 8 рассчитывается исходя из условия протекания воды с равной скоростью через трубопровод подачи, патрубки 8 распределительного устройства и водоподводящую трубу.

Площадь сечения воздухоподводящей трубы 3 больше сечения водоподводящей трубы 1 в 1,5 раза, а площадь сечения распределительного устройства 7 больше площади воздухоподводящей трубы 3 не менее чем в 1,25 раза.

Суммарная площадь сечения всех патрубков 8 равна площади сечения распределительного устройства 7. Соблюдение данных геометрических параметров позволяет подавать воду в смесительную камеру равноускоренно и тангенциально, что уменьшает гидродинамические сопротивление в системе, противодействует образованию противовихрей.

Устройство работает следующим образом:

Подаваемая по трубопроводу 6 сточная вода поступает в распределительное устройство 7, откуда она через патрубки 8 подается в водоподводящую трубу 1 с соплом 2 тангенциально, создавая вращательное движение воды в водоподводящей трубе 1. В коническом сопле 2 поток воды ускоряется и создает разрежение в смесительной камере 4 конфузора, которым является воздухоподводящая труба 3. За счет этого происходит засос воздуха из атмосферы. Так как воздухоподводящая труба 3 не имеет изгибов, связана с атмосферой прямоточно, потери давления при подсосе воздуха минимальны, вследствие чего степень аэрации воды увеличивается. На выходе из устройства в диффузоре 5 происходит смешивание водовоздушной смеси с обрабатываемой сточной водой.

Предлагаемое устройство позволяет увеличить степень аэрации воды по сравнению с прототипом в три-четыре раза, что позволяет проводить более глубокую очистку воды.

Устройство для аэрации воды, содержащее водоподводящую трубу с коническим соплом и коаксиально расположенным конфузором, воздухоподводящую трубу, смесительную камеру и диффузор, отличающееся тем, что водоподводящая труба связана с трубопроводом подачи воды через цилиндрическое распределительное устройство, расположенное коаксиально снаружи воздухоподводящей трубы, являющейся одновременно конфузором, при этом распределительное устройство подачи воды в сопло снабжено не менее чем тремя патрубками, оси которых расположены под острым углом к оси водоподводящей трубы, при этом площадь сечения воздухоподводящей трубы больше площади сечения водоподводящей трубы в 1,5 раза, а площадь сечения распределительного устройства больше площади воздухоподводящей трубы не менее чем в 1,25 раза, а суммарная площадь сечения всех патрубков равна площади сечения распределительного устройства.