RU2176991C2

RU2176991C2 - Tubular aerator

Info

Publication number: RU2176991C2
Application number: RU99109387/12A
Authority: RU
Inventors: Л.А. Смирнов; С.И. Мыльников
Original assignee: Смирнов Леонид Андреевич; Мыльников Станислав Иванович
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 1999-04-27
Publication date: 2001-12-20

Abstract

FIELD: equipment for sewage water treatment; applicable in biological treatment of sewage waters in aeration tanks with activated sludge. SUBSTANCE: tubular aerator has air-permeable frame made of two coaxially arranged layers of reticular material. Reticular material is formed of fiberglass cord impregnated with fast-hardening resin. Located between layers of reticular material is dispersing material. External layer of reticular material is at least 1 mm thick and internal layer is at least 5 mm thick. EFFECT: reduced hydraulic resistance of tubular aerator and increased service life. 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике очистки сточных вод и может быть использовано при биологической очистке сточных вод в аэротенках с активным илом. The invention relates to techniques for wastewater treatment and can be used for biological wastewater treatment in aeration tanks with activated sludge.

Известен трубчатый аэратор, содержащий опорную трубу с продольными ребрами на наружной ее поверхности и радиальными отверстиями, двухслойное диспергирующее покрытие с пористостью и средним размером пор наружного слоя больше, чем пористость и средний размер пор внутреннего слоя [1]. Known tubular aerator containing a support pipe with longitudinal ribs on its outer surface and radial holes, a two-layer dispersant coating with porosity and an average pore size of the outer layer is greater than the porosity and average pore size of the inner layer [1].

Недостатком известного аэратора является значительное гидравлическое сопротивление обусловленное многоступенчатой схемой диспергации воздушного потока. A disadvantage of the known aerator is the significant hydraulic resistance due to the multi-stage dispersion pattern of the air flow.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является трубчатый аэратор, содержащий опорную трубу с радиальными отверстиями, являющуюся каркасом аэратора, и двухслойным диспергирующим покрытием с различной пористостью. При этом пористость и средний размер наружного слоя меньше, чем внутреннего слоя, а толщина наружного слоя составляет не более 0,2 толщины всего диспергирующего покрытия [2]. The closest to the claimed technical essence and the achieved result is a tubular aerator containing a support pipe with radial holes, which is the frame of the aerator, and a two-layer dispersive coating with different porosity. In this case, the porosity and average size of the outer layer is less than that of the inner layer, and the thickness of the outer layer is not more than 0.2 of the thickness of the entire dispersant coating [2].

Этот трубчатый аэратор обладает большей эффективностью, так как пористость и средний размер пор внутреннего слоя обеспечивают более равномерное распределение сжатого воздуха с минимальными потерями его давления перед поступлением в наружный слой. Мелкие размеры пор и пористость наружного слоя обеспечивают образование большого количества более мелких пузырьков воздуха, входящего в аэрируемую жидкость, что значительно повышает эффективность аэрации жидкости. This tubular aerator is more efficient because the porosity and average pore size of the inner layer provide a more uniform distribution of compressed air with minimal pressure loss before entering the outer layer. The small pore sizes and porosity of the outer layer provide the formation of a large number of smaller air bubbles entering the aerated liquid, which significantly increases the efficiency of aeration of the liquid.

Недостатком этого аэратора является повышенное гидравлическое сопротивление, возникающее в результате наличия фиксированных мест дробления воздушного потока на струи, обусловленного отверстиями в каркасе, неоднократного изменения направления струй с одновременным их дроблением при прохождении через продольные каналы и слои с различной пористостью. The disadvantage of this aerator is the increased hydraulic resistance resulting from the presence of fixed places of crushing of the air flow into the jets caused by holes in the frame, repeated changes in the direction of the jets with their simultaneous crushing when passing through longitudinal channels and layers with different porosities.

В общем случае суммарное гидравлическое сопротивление известного аэратора выражается формулой:
ΣH=h_тр+h_вх+h_вых+h₉₀+h_гор+ h₉₀+h¹ _дисп+h² _дисп (1),
где h_тр - гидравлическое сопротивление трению о стенки при прохождении воздушного потока по длине внутри аэратора;
h_вх - то же сужению потока при входе в отверстие трубы;
h_вых - то же расширению потока при выходе из отверстия трубы;
h₉₀ - то же повороту струи на 90^o;
h_гор - то же прохождению струи по внутреннему горизонтальному каналу;
h₉₀ - то же повторному повороту струи на 90^o;
h¹ _дисп - то же проходу через первый диспергирующий слой;
h² _дисп - то же проходу через второй диспергирующий слой.In the General case, the total hydraulic resistance of the known aerator is expressed by the formula:
ΣH = h _mp + h _in + h _out + h ₉₀ + h _mountains + h ₉₀ + h ¹ _disp + h ² _disp (1),
where h _Tr - hydraulic resistance to friction against the walls during the passage of air flow along the length inside the aerator;
h _I - the same narrowing of the flow at the entrance to the hole in the pipe;
h _o - the same expansion of the flow when exiting the hole in the pipe;
h ₉₀ - the same rotation of the jet by 90 ^o ;
h _mountains - the same passage of the jet along the internal horizontal channel;
h ₉₀ - the same repeated rotation of the jet by 90 ^o ;
h ¹ _dispers - the same passage through the first dispersing layer;
h ² _dispers - the same passage through the second dispersing layer.

Сумма этих сопротивлений составляет значительную величину. The sum of these resistances is a significant amount.

Кроме того, при работе аэратора происходит заиливание верхнего тонкодисперсного слоя изнутри и данная конструкция вследствие высокого гидравлического сопротивления наружного тонкодисперсного слоя не позволяет регенерировать его путем обратной промывки, что также ведет к сокращению срока службы трубчатого аэратора. In addition, during operation of the aerator, siltation of the upper finely dispersed layer occurs from the inside and this design, due to the high hydraulic resistance of the outer finely dispersed layer, does not allow it to be regenerated by backwashing, which also reduces the life of the tubular aerator.

В основу изобретения положена задача снижения гидравлического сопротивления трубчатого аэратора и увеличение срока его службы. The basis of the invention is the task of reducing the hydraulic resistance of a tubular aerator and increasing its service life.

Поставленная задача решается тем, что в трубчатом аэраторе, содержащем воздухопроницаемый каркас и соприкасающийся с ним диспергирующий слой материала, воздухопроницаемый каркас выполнен из двух коаксиально расположенных слоев сетчатого материала, выполненного из стекловолокнистого шнура, пропитанного быстротвердеющей смолой, при этом толщина наружного слоя сетчатого материала составляет не менее 1 мм, а толщина внутреннего слоя - не менее 5 мм. The problem is solved in that in a tubular aerator containing an air-permeable frame and a dispersing layer of material in contact with it, the air-permeable frame is made of two coaxially arranged layers of mesh material made of a fiberglass cord impregnated with quick-curing resin, while the thickness of the outer layer of the mesh material is not less than 1 mm, and the thickness of the inner layer is not less than 5 mm.

Выполнение толщины внутреннего слоя не менее 5 мм обусловлено необходимостью обеспечения его механической прочности и твердости при длине, превышающей 3-5 п. м. При этом должен сохраняться минимальный прогиб аэратора под действием собственного веса. The implementation of the thickness of the inner layer of at least 5 mm is due to the need to ensure its mechanical strength and hardness with a length exceeding 3-5 p.m. At the same time, the minimum deflection of the aerator under the influence of its own weight should be maintained.

Толщина наружного слоя должна быть не менее 1 мм, чтобы обеспечить механическую прочность фиксации диспергирующего слоя, но при этом не допустить процесса укрупнения пузырьков воздуха. The thickness of the outer layer must be at least 1 mm to ensure the mechanical strength of the fixation of the dispersing layer, but at the same time to prevent the process of enlargement of air bubbles.

Наличие воздухопроницаемого каркаса из двух коаксиальных слоев сетчатого материала, каждый из которых выполнен из стекловолокнистого шнура, пропитанного быстротвердеющей смолой с указанными толщинами наружного и внутреннего слоев, позволило уменьшить гидравлическое сопротивление трубчатого аэратора за счет осуществления равномерной диспергации по всей боковой поверхности, за счет равномерной воздухопроницаемости этой поверхности. The presence of an air-permeable skeleton of two coaxial layers of mesh material, each of which is made of a fiberglass cord impregnated with a quick-hardening resin with the indicated thicknesses of the outer and inner layers, made it possible to reduce the hydraulic resistance of the tubular aerator due to the uniform dispersion over the entire lateral surface due to the uniform air permeability of this surface.

При этом из формулы 1, определяющей суммарное гидравлическое сопротивление аэратора, исключаются следующие составные слагаемые: h_вх; h_вых; h₉₀; h_гoр; h₉₀; h¹ _дисп, после чего она примет вид:
ΣH=h_тр+h² _дисп (2)
Кроме того, такое выполнение трубчатого аэратора позволяет осуществлять эффективную обратную промывку забитого илом аэратора, что также снижает его гидравлическое сопротивление и увеличивает срок его службы.Moreover, from the formula 1, which determines the total hydraulic resistance of the aerator, the following components are excluded: h _in ; h _o ; h ₉₀ ; h _mountain ; h ₉₀ ; h ¹ _disp , after which it will take the form:
ΣH = h _mp + h ² _disp (2)
In addition, this embodiment of the tubular aerator allows for effective backwashing of the clogged aerator, which also reduces its hydraulic resistance and increases its service life.

Используя предлагаемую конструкцию, можно создавать системы аэрации с переменным гидравлическим сопротивлением, что является существенным фактором снижения энергозатрат на аэрацию. Using the proposed design, it is possible to create aeration systems with variable hydraulic resistance, which is a significant factor in reducing energy consumption for aeration.

На фиг. 1 изображен трубчатый аэратор в продольном разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a tubular aerator in longitudinal section; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.

Трубчатый аэратор состоит из воздухопроницаемого каркаса 1, образованного двумя (наружным 1 и внутренним 2) слоями сетчатого материала, пропитанного быстротвердеющей смолой. Между слоями расположен диспергирующий материал 3. На одном из торцов каркаса 3 установлена глухая заглушка 4, а на другом - заглушка с патрубком для подачи воздуха (не показана). The tubular aerator consists of a breathable frame 1, formed by two (outer 1 and inner 2) layers of mesh material impregnated with quick-hardening resin. Dispersing material 3 is located between the layers. A blind plug 4 is installed on one of the ends of the frame 3, and a plug with an air supply pipe (not shown) is installed on the other.

Трубчатый аэратор работает следующим образом. Воздух, подаваемый во внутренний слой 2 воздухопроницаемого каркаса 1, равномерно распределяется по сетчатой структуре слоя и поступает в диспергирующий материал 3, где осуществляется диспергация струек и образование пузырьков. Далее, проходя через сетчатую структуру наружного слоя 1, воздух поступает в аэрируемую жидкость. В результате чего снижается гидравлическое сопротивление трубчатого аэратора. Tubular aerator operates as follows. The air supplied to the inner layer 2 of the breathable frame 1 is evenly distributed over the mesh structure of the layer and enters the dispersing material 3, where the dispersion of the jets and the formation of bubbles. Further, passing through the mesh structure of the outer layer 1, air enters the aerated liquid. As a result, the hydraulic resistance of the tubular aerator is reduced.

Источники информации
1. Патент РФ N 1803391, кл. C 02 F 3/20, 1993.Sources of information
1. RF patent N 1803391, cl. C 02 F 3/20, 1993.

2. Патент РФ N 2079449, кл. С 02 F 3/20, 1997. 2. RF patent N 2079449, cl. C 02 F 3/20, 1997.

Claims

A tubular aerator containing a breathable frame and a dispersing material in contact with it, characterized in that the breathable frame is made of two coaxially arranged layers of mesh material from a fiberglass cord impregnated with high-speed resin, the thickness of the outer layer of the mesh material being at least 1 mm, and the thickness the inner layer is not less than 5 mm, and the dispersing material is located between these layers.