RU2194016C2 - Method of aeration of liquids and device for cleaning sewage - Google Patents

Method of aeration of liquids and device for cleaning sewage Download PDF

Info

Publication number
RU2194016C2
RU2194016C2 RU2000107288/12A RU2000107288A RU2194016C2 RU 2194016 C2 RU2194016 C2 RU 2194016C2 RU 2000107288/12 A RU2000107288/12 A RU 2000107288/12A RU 2000107288 A RU2000107288 A RU 2000107288A RU 2194016 C2 RU2194016 C2 RU 2194016C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
ejector
confuser
chamber
diffuser
Prior art date
Application number
RU2000107288/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000107288A (en
Inventor
К.И. Сопленков (RU)
К.И. Сопленков
Вадим Григорьевич Селиванов (UA)
Вадим Григорьевич Селиванов
М.В. Грачев (RU)
М.В. Грачев
Original Assignee
Сопленков Константин Иванович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сопленков Константин Иванович filed Critical Сопленков Константин Иванович
Priority to RU2000107288/12A priority Critical patent/RU2194016C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2194016C2 publication Critical patent/RU2194016C2/en
Publication of RU2000107288A publication Critical patent/RU2000107288A/en

Links

Images

Landscapes

  • Physical Water Treatments (AREA)

Abstract

FIELD: devices and methods for aeration of liquids in cleaning natural and industrial water. SUBSTANCE: method is, mainly, used for floatation and oxidizing processes; method is performed by means of ejector connected with pressure technological pipe line; ejector is provided with confuser, intake chamber, gaseous medium supply branch pipe, mixing chamber and diffuser; flow rate of liquid through confuser is maintained at constant level and flow rate of gaseous medium is stabilized by maintaining the critical or supercritical pressure differential. Pressure jump is generated within diffuser due to change in backpressure after ejector. Maximum crushing of gas bubbles is achieved due to change in backpressure after ejector. Atmospheric air supply branch pipe of sewage cleaning plant is made in form of narrowing unit and pressure technological pipe line is provided with at least one confuser nozzle; narrowing unit is made in form of orifice. Confuser nozzle comb is located in near-bottom portion of floatation chamber; one nozzle has adjustable section. EFFECT: possibility of obtaining finely-dispersed gas-and-liquid medium; facilitated procedure; intensification of floatation-and-aeration treatment. 6 cl, 2 dwg

Description

Изобретения относятся к устройствам и методам для аэрации жидкостей при очистке природных и сточных вод, а также могут найти применение в химической и других отраслях промышленности при проведении технологических процессов, требующих образования тонкодиспергированных пузырьков газа в жидкости. The invention relates to devices and methods for aeration of liquids in the treatment of natural and waste water, and can also be used in chemical and other industries when carrying out technological processes requiring the formation of finely dispersed gas bubbles in a liquid.

Известны способы аэрации жидкостей с помощью струйных аппаратов (авт. свид. СССР 1381079, МПК С 02 F 3/20, от 1986 г.), в которых за счет увеличения поверхности контакта газа и жидкости обеспечивается интенсификация процесса массообмена. Однако достигаемое здесь двух-трехкратное увеличение контакта жидкости и газа не исчерпывает полностью всех возможностей струйных аппаратов. Known methods of aeration of liquids using inkjet devices (ed. Certificate. USSR 1381079, IPC C 02 F 3/20, from 1986), in which due to the increase in the contact surface of gas and liquid, the process of mass transfer is intensified. However, the two-threefold increase in the contact of liquid and gas achieved here does not completely exhaust all the possibilities of jet devices.

Известны струйные аппараты, реализующие способ смешения сред в сверхзвуковом газожидкостном потоке (авт. свид. СССР 966326, МПК F 04 F 5/14, от 1980 г. ). Однако и в этом случае не используются полностью все возможности струйной техники. Известное устройство реализует способ, который имеет наибольшее количество общих признаков с предлагаемым способом, что дает основания для выбора его в качестве прототипа. Known inkjet apparatuses that implement a method of mixing media in a supersonic gas-liquid flow (ed. Certificate. USSR 966326, IPC F 04 F 5/14, from 1980). However, even in this case, all the possibilities of inkjet technology are not fully used. The known device implements a method that has the most common features with the proposed method, which gives reason to choose it as a prototype.

Известна также очистная установка, в которой образование мелких пузырьков воздуха во флотационной камере, необходимое для эффективной очистки, осуществляется с помощью водовоздушных эжекторов (авт. свид. 1286526, МПК С 02 F 1/24, от 1985 г.). Обогащенный в эжекторе воздухом поток воды подается в придонную область флотационной камеры под распределительную сетку, через ячейки которой поступает в объем флотационной камеры. Недостатком такой установки является невозможность получения мелких, до 10-50 мкм, пузырьков воздуха, так как отрывающиеся от сетки пузырьки намного превышают размер ячеек сетки, кроме того, велика вероятность засорения ячеек сетки и затруднено удаление осадка из нижней части камеры. A treatment plant is also known, in which the formation of small air bubbles in the flotation chamber, necessary for effective cleaning, is carried out using water-air ejectors (ed. Certificate. 1286526, IPC C 02 F 1/24, 1985). The water stream enriched in the ejector with air is supplied to the bottom region of the flotation chamber under a distribution grid, through which cells it enters the volume of the flotation chamber. The disadvantage of this setup is the impossibility of producing small, up to 10-50 μm, air bubbles, since the bubbles coming off the grid are much larger than the mesh cell size, in addition, there is a high probability of clogging of the mesh cells and it is difficult to remove sediment from the bottom of the chamber.

Известно также устройство для очистки сточных вод, содержащее насос, всасывающий и напорный трубопроводы, водовоздушный эжектор, состоящий из приемной камеры с патрубками подачи воды и подсоса атмосферного воздуха, камеры смешения, диффузора, и флотационную камеру (авт. свид. 1321691, МПК С 02 F 1/24, от 1985 г.). There is also known a device for wastewater treatment, containing a pump, suction and pressure pipes, a water-air ejector, consisting of a receiving chamber with water supply pipes and air intake, a mixing chamber, a diffuser, and a flotation chamber (ed. Certificate. 1321691, IPC C 02 F 1/24, 1985).

Данное устройство позволяет получать более мелкие пузырьки воздуха во флотационной камере, а придонная часть ее не имеет вспомогательных конструкций, усложняющих ее эксплуатацию. Однако возможности данного устройства не использованы полностью, поскольку не оптимизирован процесс течения газожидкостной смеси в струйном аппарате, а также и ее поступление во флотационную камеру. Указанное устройство для очистки сточных вод имеет наибольшее количество общих существенных признаков, совпадающих с признаками предлагаемого устройства, и по этой причине выбрано в качестве прототипа. This device allows you to get smaller air bubbles in the flotation chamber, and the bottom part of it does not have auxiliary structures that complicate its operation. However, the capabilities of this device have not been fully utilized, since the process of flowing a gas-liquid mixture in a jet apparatus has not been optimized, as well as its entry into the flotation chamber. The specified device for wastewater treatment has the largest number of common essential features that match the features of the proposed device, and for this reason is selected as a prototype.

В основу первого изобретения (способа) положена задача получения минимально возможных размеров пузырьков воздуха с целью получения мелкодисперсной газожидкостной среды и предельного упрощения аппаратурной реализации способа. The basis of the first invention (method) is the task of obtaining the smallest possible size of air bubbles in order to obtain a finely dispersed gas-liquid medium and the utmost simplification of the hardware implementation of the method.

В основу второго изобретения (устройства) положена задача интенсификации флотационно-аэрационной обработки загрязненной воды при устойчивой работе устройства, простоте эксплуатации и минимизации эксплуатационных расходов. The second invention (device) is based on the task of intensifying the flotation-aeration treatment of contaminated water with the stable operation of the device, ease of operation and minimization of operating costs.

Указанная задача в первом случае решается благодаря тому, что в способе аэрации жидкостей, преимущественно для флотационных или окислительных процессов, при помощи соединенного с напорным технологическим трубопроводом эжектора, содержащего конфузор, приемную камеру, патрубок подачи газообразной среды, камеру смешения и диффузор, путем ускорения жидкости в конфузоре при ее поступлении в приемную камеру, понижения давления в приемной камере, подсоса в нее через патрубок подачи газообразной среды, образования в камере смешения сверхзвукового газожидкостного потока и последующего его торможения с образованием скачка давления расход жидкости через конфузор поддерживают постоянным, а расход газообразной среды через патрубок подачи стабилизируют благодаря поддержанию на нем критического или сверхкритического отношения давлений, причем за счет изменения противодавления за эжектором генерируют в пределах его диффузора скачок давления. This problem is solved in the first case due to the fact that in the method of aeration of liquids, mainly for flotation or oxidation processes, by means of an ejector connected to a pressure technological pipeline containing a confuser, a receiving chamber, a gaseous medium supply pipe, a mixing chamber and a diffuser, by accelerating the liquid in the confuser when it enters the receiving chamber, lowering the pressure in the receiving chamber, suctioning into it through the pipe supplying a gaseous medium, the formation of supersonic sound in the mixing chamber the new gas-liquid flow and its subsequent inhibition with the formation of a pressure jump, the fluid flow through the confuser is kept constant, and the gaseous medium flow through the supply pipe is stabilized by maintaining a critical or supercritical pressure ratio on it, and due to a change in back pressure behind the ejector, a pressure jump is generated within its diffuser .

Целесообразно для расширения функциональных возможностей и упрощения аппаратурной реализации в качестве газообразной среды использовать атмосферный воздух, а критическое или сверхкритическое отношение давлений на патрубке подачи газообразной среды поддерживать за счет понижения давления в приемной камере эжектора. It is advisable to use atmospheric air to expand the functionality and simplify the hardware implementation as a gaseous medium, and maintain the critical or supercritical pressure ratio at the gaseous medium supply pipe by lowering the pressure in the receiving chamber of the ejector.

Целесообразно для повышения интенсивности скачка давления и достижения максимально возможной степени дробления газовых пузырьков, за счет изменения противодавления за эжектором, скачок давления генерировать на входе в его диффузор. It is advisable to increase the intensity of the pressure jump and achieve the maximum possible degree of fragmentation of gas bubbles, by changing the back pressure behind the ejector, generate a pressure jump at the inlet to its diffuser.

Указанная задача во втором изобретении решатся благодаря тому, что в установке для очистки сточных вод, содержащей насос, всасывающий и напорный технологический трубопроводы, эжектор, состоящий из конфузорного патрубка подвода сточных вод, приемной камеры, патрубка подачи атмосферного воздуха, камеры смешения, диффузора, и флотационную камеру, патрубок подачи атмосферного воздуха выполнен в виде сужающего устройства, а напорный технологический трубопровод снабжен по крайней мере одним конфузорным соплом, размещенным за диффузором эжектора в придонной части флотационной камеры. This problem in the second invention will be solved due to the fact that in the installation for wastewater treatment, containing a pump, suction and pressure technological pipelines, an ejector consisting of a confuser nozzle for supplying wastewater, a receiving chamber, a pipe for supplying atmospheric air, a mixing chamber, a diffuser, and the flotation chamber, the atmospheric air supply pipe are made in the form of a constricting device, and the pressure process pipe is equipped with at least one confuser nozzle located behind the diffuser ctor in the bottom of the flotation chamber.

Целесообразно для упрощения конструкции сужающее устройство выполнить в виде диафрагмы. It is advisable to simplify the construction of the constricting device to perform in the form of a diaphragm.

Целесообразно для повышения эффективности работы флотационной камеры за счет равномерного распределения газовых пузырьков по ее объему снабдить напорный технологический трубопровод горизонтальной гребенкой из конфузорных сопел, которые размещены в придонной части флотационной камеры. It is advisable to increase the efficiency of the flotation chamber due to the uniform distribution of gas bubbles in its volume to equip the pressure pipe with a horizontal comb of confuser nozzles, which are located in the bottom part of the flotation chamber.

Целесообразно для упрощения эксплуатации и простоты настройки по крайней мере одно из конфузорных сопел напорного технологического трубопровода выполнить с регулируемым проходным сечением. It is advisable to simplify the operation and ease of adjustment of at least one of the confuser nozzles of the pressure process pipe with an adjustable flow area.

Особенностью предложенного способа является то, что расход жидкости через конфузор поддерживают постоянным, а расход газообразной среды через патрубок подачи стабилизируют благодаря поддержанию на нем критического или сверхкритического отношения давлении, причем за счет изменения противодавления за эжектором генерируют в пределах его диффузора скачок давления. A feature of the proposed method is that the fluid flow through the confuser is kept constant, and the flow rate of the gaseous medium through the supply pipe is stabilized by maintaining a critical or supercritical pressure ratio on it, and due to a change in back pressure behind the ejector, a pressure jump is generated within its diffuser.

Особенностью предложенного способа является также то, что в качестве газообразной среды используют атмосферный воздух, а критическое или сверхкритическое отношение давлений на патрубке подачи газообразной среды поддерживают за счет понижения давления в приемной камере эжектора. A feature of the proposed method is that atmospheric air is used as the gaseous medium, and the critical or supercritical pressure ratio at the gaseous medium supply pipe is maintained by lowering the pressure in the ejector intake chamber.

Особенностью предложенного способа является также то, что за счет противодавления на выходе за эжектором скачок давления генерируют на входе в его диффузор. A feature of the proposed method is also that due to the back pressure at the outlet of the ejector, a pressure jump is generated at the inlet of its diffuser.

Особенностью предложенной установки является то, что патрубок подачи атмосферного воздуха выполнен в виде сужающего устройства, а напорный технологический трубопровод снабжен по крайней мере одним конфузорным соплом, размещенным за диффузором эжектора в придонной части флотационной камеры. A feature of the proposed installation is that the atmospheric air supply pipe is made in the form of a constricting device, and the pressure process pipe is equipped with at least one confuser nozzle located behind the ejector diffuser in the bottom part of the flotation chamber.

Особенностью предложенной установки является также то, что сужающее устройство выполнено в виде диафрагмы. A feature of the proposed installation is also that the narrowing device is made in the form of a diaphragm.

Особенностью предложенной установки является также то, что напорный технологический трубопровод снабжен горизонтальной гребенкой из конфузорных сопел, которые размещены за диффузором эжектора в придонной части флотационной камеры. A feature of the proposed installation is also that the pressure process pipe is equipped with a horizontal comb of confuser nozzles, which are located behind the ejector diffuser in the bottom part of the flotation chamber.

Особенностью предложенной установки является также то, что по крайней мере одно из конфузорных сопел напорного технологического трубопровода выполнено с регулируемым проходным сечением. A feature of the proposed installation is also that at least one of the confuser nozzles of the pressure process pipe is made with an adjustable flow area.

На фиг. 1 схематически изображена установка для очистки сточных вод, имеющая флотационную камеру с регулируемым соплом. На фиг.2 схематически изображена установка для очистки сточных вод с несколькими соплами во флотационной камере. In FIG. 1 schematically shows a wastewater treatment plant having a flotation chamber with an adjustable nozzle. Figure 2 schematically shows an installation for wastewater treatment with several nozzles in a flotation chamber.

Обозначение позиций на чертежах:
1 - насос;
2 - жидкость, вода (сточные воды, загрязненная вода);
3 - накопительная емкость;
4 - всасывающий трубопровод;
5 - напорный технологический трубопровод;
6 - эжектор;
7 - приемная камера;
8 - конфузор;
9 - патрубок подачи газообразной среды, (воздух);
10 - камера смешения;
11 - диффузор;
12 - конфузорное сопло;
13 - флотационноя камера;
14 - пеносборник;
15 - трубопровод отвода чистой воды;
16 - регулировочная игла конфузорного сопла;
17 - механизм перемещения регулировочной иглы;
18 - гребенка из конфузорных сопел.
Designation of positions in the drawings:
1 - pump;
2 - liquid, water (wastewater, contaminated water);
3 - storage capacity;
4 - suction pipe;
5 - pressure technological pipeline;
6 - ejector;
7 - receiving chamber;
8 - confuser;
9 - pipe supplying a gaseous medium, (air);
10 - mixing chamber;
11 - diffuser;
12 - confuser nozzle;
13 - flotation chamber;
14 - foam collector;
15 - pipeline drain clean water;
16 - an adjusting needle of a confuser nozzle;
17 - mechanism for moving the adjustment needle;
18 - comb of confuser nozzles.

Установка, реализующая предложенный способ, содержит (см. фиг.1) насос 1 подачи жидкости, (загрязненной воды) 2 из накопительной емкости 3, всасывающий 4 и напорный 5 технологический трубопроводы, эжектор 6, состоящий из приемной камеры 7, конфузора 8 подачи жидкости 2 (сточные воды, загрязненная вода), патрубка подачи 9 газообразной среды (воздух), который выполнен в виде сужающего устройства, камеры смешения 10 и диффузора 11. Напорный технологический трубопровод 5 снабжен конфузорным соплом 12, создающим противодавление (гидравлическое сопротивление), установленным на выходе напорного трубопровода 5 и размещенным в придонной части флотационной камеры 13, которая оборудована пеносборником 14 и трубопроводом 15 отвода чистой жидкости (воды). Конфузорное сопло 12 может быть выполнено с регулировочной иглой 16, которая имеет механизм перемещения 17. The installation that implements the proposed method contains (see Fig. 1) a pump 1 for supplying liquid, (contaminated water) 2 from a storage tank 3, a suction 4 and a pressure 5 process pipelines, an ejector 6, consisting of a receiving chamber 7, a confuser 8 of the liquid supply 2 (wastewater, contaminated water), a supply pipe 9 of a gaseous medium (air), which is made in the form of a constricting device, a mixing chamber 10 and a diffuser 11. The pressure process pipe 5 is equipped with a confuser nozzle 12 that creates a back pressure (hydraulic resistance ii) installed at the outlet of the pressure pipe 5 and located in the bottom part of the flotation chamber 13, which is equipped with a foam collector 14 and a pipe 15 for draining clean liquid (water). The confuser nozzle 12 can be made with an adjusting needle 16, which has a movement mechanism 17.

Установка для очистки сточных вод с гребенкой 18 из нескольких конфузорных сопел 12, которые размещены в придонной части флотационной камеры 13, имеющей по крайней мере одно из сопел с регулировочной иглой 16 и механизмом перемещения 17 иглы, изображена на фиг.2. Installation for wastewater treatment with a comb 18 of several confuser nozzles 12, which are located in the bottom part of the flotation chamber 13, which has at least one of the nozzles with an adjusting needle 16 and a needle moving mechanism 17, is shown in FIG. 2.

Предложенный способ может быть реализован при использовании в качестве газообразной среды хлора, кислорода, воздуха и других газов, которые подаются через патрубок 9 подачи газообразной среды (сужающее устройство) в приемную камеру 7 эжектора 6 при давлении, превышающем атмосферное, так и с давлением, равным или меньшим атмосферного. В качестве жидкости в предложенном способе может использоваться загрязненная вода 2, статическое давление в потоке которой создает разрежение в приемной камере 7 эжектора 6 порядка 0,2-0,5 атмосферы, чем и обеспечивается критическое или сверхкритическое отношение давлений на патрубке 9 подачи газообразной среды (воздуха). Потоки жидкости (воды) и газообразной среды (воздуха) смешиваются в приемной камере 7 эжектора, образуя в камере смешения 10 сверхзвуковой пузырьковый двухфазный поток. Благодаря критическому или сверхкритическому отношению давлений на патрубке 9 (сужающем устройстве), через него в камеру смешения 10 эжектора 6 поступает постоянный расход газообразной среды (воздуха), зависящий только от площади выходного отверстия патрубка 9 (сужающего устройства), что в сочетании с постоянным расходом жидкости (воды) и определенным противодавлением за эжектором 6 обеспечивает условия для образования в его диффузоре 11 скачка давления, переводящего с резким возрастанием давления сверхзвуковой пузырьковый двухфазный поток в дозвуковой. Большие осевые градиенты давлений в скачке давления и разности скоростей фаз в зоне диффузора 11 обеспечивают вторичное дробление пузырьков, образовавшихся в камере смешения 10, при этом их минимальные размеры составляют 10-50 мкм, что повышает площадь их межфазной поверхности во флотационной камере и увеличивает интенсивность протекания флотационно-аэрационных процессов. The proposed method can be implemented using chlorine, oxygen, air and other gases as a gaseous medium, which are fed through a gaseous medium supply pipe 9 (narrowing device) into the receiving chamber 7 of the ejector 6 at a pressure exceeding atmospheric pressure, and with a pressure equal to or less atmospheric. As the liquid in the proposed method, contaminated water 2 can be used, the static pressure in the flow of which creates a vacuum in the receiving chamber 7 of the ejector 6 of the order of 0.2-0.5 atmospheres, which ensures a critical or supercritical pressure ratio on the pipe 9 for supplying a gaseous medium ( air). The flows of liquid (water) and gaseous medium (air) are mixed in the receiving chamber 7 of the ejector, forming in the mixing chamber 10 a supersonic bubble two-phase flow. Due to the critical or supercritical pressure ratio on the nozzle 9 (narrowing device), a constant flow rate of gaseous medium (air) enters through the mixing chamber 10 of the ejector 6, which depends only on the area of the outlet opening of the nozzle 9 (narrowing device), which in combination with a constant flow rate liquid (water) and a certain back pressure behind the ejector 6 provides the conditions for the formation of a pressure jump in its diffuser 11, which translates with a sharp increase in pressure a supersonic bubble two-phase sweat to in Subsonic. Large axial pressure gradients in the pressure jump and the phase velocity difference in the zone of the diffuser 11 provide secondary crushing of the bubbles formed in the mixing chamber 10, while their minimum size is 10-50 microns, which increases the area of their interface in the flotation chamber and increases the flow rate flotation-aeration processes.

В итоге существенно повышается качество очистки воды (см. "Вопросы газотермодинамики энергоустановок", Харьков, 1975 г. , вып. 2, стр. 53-59, "Расчет течения газожидкостного пузырькового потока в диффузоре заданной геометрии", К.И. Сопленков и др.)
Предложенная установка работает следующим образом. Загрязненная, сточная вода 2 из накопительной емкости 3 по всасывающему трубопроводу 4, при постоянном расходе, подается насосом 1 в конфузорный патрубок 8 эжектора 6, ускоряется в нем с уменьшением статического давления в потоке, которое и создает разрежение в приемной камере 7 эжектора 6. Одновременно через патрубок 9 подачи газообразной среды (воздуха), в виде сужающего устройства, в приемную камеру 7 эжектора 6 подсасывается и атмосферный воздух. Так как перепад давлений на патрубке 9 поддерживается критическим или сверхкритическим, то величина расхода поступающего через патрубок 9 атмосферного воздуха остается постоянной и определяется только площадью выходного сечения патрубка 9 и не зависит от случайных изменений давления в приемной камере 7. Далее, в камере смешения 10 потоки воды и воздуха смешиваются и образуют сверхзвуковой пузырьковый двухфазный поток. Из-за противодавления за эжектором 6, вызванного гидравлическим сопротивлением напорного технологического трубопровода 5 и перепадом давления на конфузорном сопле 12, в диффузоре 11 эжектора 6 возникает скачок давления, переводящий поток в дозвуковой с резким возрастанием статического давления в потоке. Далее поток из эжектора 6 по напорному технологическому трубопроводу 5 через конфузорное сопло 12 поступает во флотационную камеру 13, снабженную пеносборником 14 и трубопроводом 15 отвода чистой воды. Большие осевые градиенты давления в скачке давления и разности скоростей фаз обеспечивают вторичное дробление пузырьков, образовавшихся в камере смешения 10, и получение их минимальных размеров, что существенно повышает площадь межфазной поверхности во флотационной камере 13, интенсивность протекания флотационно-аэрационных процессов, а следовательно, улучшает и качество очистки воды.
As a result, the quality of water treatment is significantly improved (see "Issues of Gas Thermodynamics of Power Plants", Kharkov, 1975, issue 2, pp. 53-59, "Calculation of the Flow of a Gas-Liquid Bubble Flow in a Diffuser of a Given Geometry", KI Soplenkov and other)
The proposed installation works as follows. Contaminated waste water 2 from the storage tank 3 through the suction pipe 4, at a constant flow rate, is pumped 1 to the confuser pipe 8 of the ejector 6, accelerated in it with a decrease in static pressure in the stream, which creates a vacuum in the receiving chamber 7 of the ejector 6. At the same time through the pipe 9 for supplying a gaseous medium (air), in the form of a constricting device, atmospheric air is also sucked into the receiving chamber 7 of the ejector 6. Since the pressure drop across the nozzle 9 is maintained critical or supercritical, the flow rate of atmospheric air entering through the nozzle 9 remains constant and is determined only by the area of the outlet section of the nozzle 9 and does not depend on random pressure changes in the receiving chamber 7. Further, there are 10 flows in the mixing chamber water and air mix and form a supersonic bubble two-phase flow. Due to the back pressure behind the ejector 6, caused by the hydraulic resistance of the pressure process pipe 5 and the pressure drop across the confuser nozzle 12, a pressure jump occurs in the diffuser 11 of the ejector 6, which transfers the subsonic stream with a sharp increase in static pressure in the stream. Next, the flow from the ejector 6 through the pressure process pipe 5 through the confuser nozzle 12 enters the flotation chamber 13, equipped with a foam collector 14 and a clean water discharge pipe 15. Large axial pressure gradients in the pressure jump and the phase velocity difference provide secondary crushing of the bubbles formed in the mixing chamber 10 and obtaining their minimum sizes, which significantly increases the interfacial surface area in the flotation chamber 13, the intensity of the flow of flotation-aeration processes, and therefore improves and the quality of water treatment.

Эксплуатация установки не требует каких-либо дополнительных средств регулирования параметров, так как после запуска путем включения насоса 1 устойчиво поддерживается оптимальный режим ее работы. The operation of the installation does not require any additional means of regulating the parameters, since after starting by turning on the pump 1 the optimal mode of its operation is steadily maintained.

Определение геометрических размеров проточной части эжектора 6, потребных напоров для реализации сверхзвукового режима работы в камере смешения осуществляется по известным методикам расчетов водовоздушных эжекторов и их элементов (см. , например, "Лопаточные машины и струйные аппараты", вып. 5, Москва, Машиностроение, 1971 г., стр. 175-261, Ю.Н. Васильев "Теория двухфазного газожидкостного эжектора с цилиндрической камерой смешения."). Что же касается определения необходимой площади поперечного сечения конфузорного сопла 12, размещенного во флотационной камере 13, то ее можно получить путем последовательного подбора сопел разного диаметра и измерения давления перед диффузором 11 до появления максимально достижимого давления во фронте скачка давления. Такая работа выполняется при пусконаладочных работах. Чтобы упростить такие работы, конфузорное сопло 12 может быть выполнено с регулировочной иглой 16, которая имеет механизм перемещения 17 вдоль оси конфузора. Determination of the geometric dimensions of the flow part of the ejector 6, the required pressure for the implementation of the supersonic mode of operation in the mixing chamber is carried out according to well-known methods of calculating water-air ejectors and their elements (see, for example, "Shovels and inkjet devices", issue 5, Moscow, Engineering, 1971, pp. 175-261, Yu.N. Vasiliev "The theory of a two-phase gas-liquid ejector with a cylindrical mixing chamber."). As for determining the necessary cross-sectional area of the confuser nozzle 12 located in the flotation chamber 13, it can be obtained by sequentially selecting nozzles of different diameters and measuring the pressure in front of the diffuser 11 until the maximum achievable pressure in the front of the pressure surge appears. Such work is carried out during commissioning. To simplify such work, the confuser nozzle 12 can be made with an adjusting needle 16, which has a movement mechanism 17 along the axis of the confuser.

Улучшить пусконаладочные работы и оптимизировать протекание процесса очистки можно путем использования гребенки 18 из нескольких конфузорных сопел 12, которые размещены в придонной части флотационной камеры 13 (см. фиг.2). Сопла гребенки обеспечивают более равномерное насыщение воды во флотационной камере 13 мелкодисперсными пузырьками воздуха. Именно эти мелкодисперсные пузырьки, равномерно распределенные по объему флотационной камеры 13, благодаря расположению конфузорных сопел 12 совершают восходящее круговое движение, которое выносит в пеносборник 14 примеси, взвешенные в воде, а очищенную воду направляют в трубопровод 15, причем по крайней мере одно из этих сопел может быть выполнено с регулировочной иглой 16, что расширяет возможности процесса пусконаладочных работ. To improve commissioning and to optimize the course of the cleaning process, you can use the comb 18 of several confuser nozzles 12, which are located in the bottom part of the flotation chamber 13 (see figure 2). The nozzles of the comb provide a more uniform saturation of the water in the flotation chamber 13 with fine air bubbles. It is these finely dispersed bubbles that are uniformly distributed throughout the volume of the flotation chamber 13, due to the location of the confuser nozzles 12, make an upward circular motion, which carries out impurities suspended in the water into the foam collector 14, and the purified water is sent to the pipeline 15, at least one of these nozzles can be performed with the adjusting needle 16, which expands the capabilities of the commissioning process.

Claims (7)

1. Способ аэрации жидкостей преимущественно для флотационных или окислительных процессов при помощи соединенного с напорным технологическим трубопроводом эжектора, содержащего конфузор, приемную камеру, патрубок подачи газообразной среды, камеру смешения и диффузор, путем ускорения жидкости в конфузоре при ее поступлении в приемную камеру, понижения давления в приемной камере, подсоса в нее через патрубок подачи газообразной среды, образования в камере смешения сверхзвукового газожидкостного потока и последующего его торможения с образованием скачка давления, отличающийся тем, что расход жидкости через конфузор поддерживают постоянным, а расход газообразной среды через патрубок подачи стабилизируют благодаря поддержанию на нем критического или сверхкритического перепада давлений, причем за счет изменения противодавления за эжектором генерируют в пределах его диффузора скачок давления. 1. The method of aeration of liquids mainly for flotation or oxidation processes using an ejector connected to a pressure process pipe containing a confuser, a receiving chamber, a gaseous medium supply pipe, a mixing chamber and a diffuser, by accelerating the liquid in the confuser when it enters the receiving chamber, lowering the pressure in the receiving chamber, suction into it through the nozzle for supplying a gaseous medium, the formation of a supersonic gas-liquid flow in the mixing chamber and its subsequent braking with the development of a pressure jump, characterized in that the fluid flow through the confuser is kept constant, and the flow of the gaseous medium through the supply pipe is stabilized by maintaining a critical or supercritical pressure drop on it, and due to a change in back pressure behind the ejector, a pressure jump is generated within its diffuser. 2. Способ аэрации жидкостей по п. 1, отличающийся тем, что в качестве газообразной среды используют атмосферный воздух, а критический или сверхкритический перепад давлений на патрубке подачи газообразной среды поддерживают за счет понижения давления в приемной камере эжектора. 2. The method of aeration of liquids according to claim 1, characterized in that atmospheric air is used as the gaseous medium, and the critical or supercritical pressure differential across the supply pipe of the gaseous medium is maintained by lowering the pressure in the receiving chamber of the ejector. 3. Способ аэрации жидкостей по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что за счет изменения противодавления за эжектором скачок давления генерируют на входе в его диффузор. 3. The method of aeration of liquids according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that due to the change in back pressure behind the ejector, a pressure jump is generated at the inlet to its diffuser. 4. Установка для очистки сточных вод, содержащая насос, всасывающий и напорный технологический трубопроводы, эжектор, состоящий из конфузорного патрубка подвода сточных вод, приемной камеры, патрубка подачи атмосферного воздуха, камеры смешения, диффузора, и флотационную камеру, отличающаяся тем, что патрубок подачи атмосферного воздуха выполнен в виде сужающего устройства, а напорный технологический трубопровод снабжен по крайней мере одним конфузорным соплом, размещенным за диффузором эжектора в придонной части флотационной камеры. 4. Installation for wastewater treatment, comprising a pump, a suction and pressure technological pipelines, an ejector, consisting of a confuser nozzle for supplying wastewater, a receiving chamber, a nozzle for supplying atmospheric air, a mixing chamber, a diffuser, and a flotation chamber, characterized in that the supply nozzle atmospheric air is made in the form of a constricting device, and the pressure process pipe is equipped with at least one confuser nozzle located behind the ejector diffuser in the bottom part of the flotation chamber. 5. Установка для очистки сточных вод по п. 4, отличающаяся тем, что сужающее устройство выполнено в виде диафрагмы. 5. Installation for wastewater treatment according to claim 4, characterized in that the constricting device is made in the form of a diaphragm. 6. Установка для очистки сточных вод по пп. 4 и 5, отличающаяся тем, что напорный технологический трубопровод снабжен горизонтальной гребенкой из конфузорных сопел, которые размещены за диффузором эжектора в придонной части флотационной камеры. 6. Installation for wastewater treatment according to paragraphs. 4 and 5, characterized in that the pressure process pipe is equipped with a horizontal comb of confuser nozzles, which are placed behind the ejector diffuser in the bottom part of the flotation chamber. 7. Установка для очистки сточных вод по пп. 4-6, отличающаяся тем, что по крайней мере одно из конфузорных сопел напорного технологического трубопровода выполнено с регулируемым проходным сечением. 7. Installation for wastewater treatment according to paragraphs. 4-6, characterized in that at least one of the confuser nozzles of the pressure process pipe is made with an adjustable flow area.
RU2000107288/12A 2000-03-27 2000-03-27 Method of aeration of liquids and device for cleaning sewage RU2194016C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000107288/12A RU2194016C2 (en) 2000-03-27 2000-03-27 Method of aeration of liquids and device for cleaning sewage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000107288/12A RU2194016C2 (en) 2000-03-27 2000-03-27 Method of aeration of liquids and device for cleaning sewage

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2194016C2 true RU2194016C2 (en) 2002-12-10
RU2000107288A RU2000107288A (en) 2003-01-10

Family

ID=20232308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000107288/12A RU2194016C2 (en) 2000-03-27 2000-03-27 Method of aeration of liquids and device for cleaning sewage

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2194016C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2594916C2 (en) * 2011-06-07 2016-08-20 Прайметалз Текнолоджиз Джермани Гмбх Method of producing metal-containing valuable substances from metal-containing valuable substances of suspension mass flow

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2594916C2 (en) * 2011-06-07 2016-08-20 Прайметалз Текнолоджиз Джермани Гмбх Method of producing metal-containing valuable substances from metal-containing valuable substances of suspension mass flow

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2529020C (en) Device and method for generating microbubbles in a liquid using hydrodynamic cavitation
US4117048A (en) Apparatus for introducing gas into a liquid
EP0546033A1 (en) Aeration of liquids
US4193950A (en) Apparatus for introducing gas into a liquid
CA2928247C (en) Microbubble generating device and contaminated water purifying system provided with microbubble generating device
FI96388B (en) Gas solution and method
KR100274386B1 (en) Reactor
US4230570A (en) Aerator
RU2194016C2 (en) Method of aeration of liquids and device for cleaning sewage
JPH1066962A (en) Sewage treating device
RU2737273C1 (en) Volkov's cavitation aerator
RU2576056C2 (en) Mass-transfer apparatus
SU1321691A1 (en) Arrangement for treating waste water
JP4133045B2 (en) Gas dissolver and water treatment apparatus equipped with them
RU2367622C2 (en) Multistage device for floatation water decontamination
KR20200142964A (en) Micro bubble nozzle and micro bubble generator comprising same
RU2229926C1 (en) Double chamber jet-type aerator
RU2209350C1 (en) Ejector and method of its operation
RU2194024C2 (en) Aerator
RU217322U1 (en) Liquid aeration device
RU2798481C1 (en) Device and method for processing liquid medium
NZ270453A (en) Venturi type mixing of gas into liquid via annular gap formed between converging slotted first duct extending into divergent second duct
RU2179157C1 (en) Sewage treatment apparatus
RU2036853C1 (en) Liquid aeration method
RU2599585C2 (en) Device for fluid dispersion with high kinematic viscosity

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040328

NF4A Reinstatement of patent
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070328

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20080710

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180328