RU2351550C2

RU2351550C2 - Aerator with pulsator and method (version) of liquid aeration

Info

Publication number: RU2351550C2
Application number: RU2007107247/15A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Станиславович Бушев (RU); Дмитрий Станиславович Бушев; Олег Владимирович Дремов (RU); Олег Владимирович Дремов; Владимир Сергеевич Казанцев (RU); Владимир Сергеевич Казанцев
Original assignee: Дмитрий Станиславович Бушев; Олег Владимирович Дремов
Priority date: 2007-02-27
Filing date: 2007-02-27
Publication date: 2009-04-10
Also published as: RU2007107247A

Abstract

FIELD: sewage treatment facilities.

SUBSTANCE: invention may be used for biological treatment of household sewage drains of separately standing houses and cottages. Aerator comprises distributor 1b and facility for creation of air pressure pulsations arranged in the form of pulsator 7a, comprising body provided with inlet 8b and outlet 10 channels for air. In body cavity rotary shaft 13 is installed with impeller 12 and channels 14 for pulsed air supply into outlet channels 10. Body is connected by one or several gas flues 11 to one or several injection chambers 2b, arranged in the form of gas permeable frames with fixed elastic porous partitions 4 in the form of cylindrical gas permeable shells from elastic material. Air is injected through porous partition 4 of distributor 1b, actuating it in direction that is perpendicular to its surface, due to pulses of air pressure created by pulsator 7a. Amplitude of partition 4 oscillations are maintained in the range that exceeds diameter of its pores 2-30 times. It is possible to inject air in pulsed manner and serially in chambers of multi-chamber structural distributor.

EFFECT: mass exchange is intensified without increase of power inputs.

7 cl, 9 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к конструктивным элементам установок очистки канализационных стоков (УБО), в частности к системам аэрации УБО, предназначенных для биологической очистки бытовых канализационных стоков отдельно стоящих домов и коттеджей.The invention relates to structural elements of sewage treatment plants (UBO), in particular to aeration systems UBO, designed for biological treatment of domestic sewage effluents of detached houses and cottages.

Из предшествующего уровня техники известен гидродинамический пульсатор давления в виде клапанной пары "тарель-седло" с возможностью регулирования хода тарели, см. RU №2140333, В05В 1/08, 1997.From the prior art, a hydrodynamic pressure pulsator is known in the form of a plate-seat valve pair with the ability to control the stroke of the plate, see RU No. 2140333, B05B 1/08, 1997.

Этот пульсатор мало пригоден для использования в системах аэрации УБО.This pulsator is not very suitable for use in UBO aeration systems.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип заявленных устройств и способов, является способ насыщения жидкости газом и устройство для его осуществления согласно SU №1454511, В05В 3/16, 1987.The closest analogue adopted for the prototype of the claimed devices and methods is a method of saturating a liquid with gas and a device for its implementation according to SU No. 1454511, B05B 3/16, 1987.

В известном способе насыщения жидкости газом инжекция воздуха в воду осуществляется через пористую перегородку, которой сообщают колебательные движения в собственной плоскости с амплитудой, в 2-30 раз превышающей диаметр пор перегородки. Это позволяет снизить размер пузырьков и увеличить их количество с соответствующим повышением площади контактирующих фаз.In the known method of saturating a liquid with gas, air is injected into the water through a porous septum, which is oscillated in its own plane with an amplitude 2-30 times the diameter of the pores of the septum. This allows us to reduce the size of the bubbles and increase their number with a corresponding increase in the area of the contacting phases.

Устройство для осуществления способа содержит инжекционную камеру с пористой перегородкой и автоколебательный пневматический механизм для сообщения инжекционной камере с перегородкой колебательного движения.A device for implementing the method comprises an injection chamber with a porous septum and a self-oscillating pneumatic mechanism for communicating the injection chamber with a septum of oscillatory motion.

Недостатком прототипа является чрезмерная сложность конструкции устройства, реализующей известный способ, и необходимость в специальных компрессорах, что не позволяет использовать этот способ в УБО.The disadvantage of the prototype is the excessive complexity of the design of the device that implements the known method, and the need for special compressors, which does not allow the use of this method in UBO.

В части аэратора, из уровня техники известны аэраторы, содержащие выполненный из антикоррозионного материала корпус в виде перфорированной каркасной трубы и расположенную на наружной поверхности корпуса трубчатую оболочку из мелкопористого упругого материала, см., например, SU №1174385, М. кл. C02F 3/02, 1984; RU №2220112, М. кл. C02F 3/02, 2003; RU №39328, C02F 3/06, 2004.In the part of the aerator, aerators are known from the prior art, comprising a body made of an anticorrosive material in the form of a perforated frame pipe and a tubular shell made of finely porous elastic material located on the outer surface of the body, see, for example, SU No. 1174385, M. cl. C02F 3/02, 1984; RU No. 2220112, M. cl. C02F 3/02, 2003; RU No. 39328, C02F 3/06, 2004.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является аэратор, содержащий распределитель в виде перфорированного трубчатого корпуса с диспергирующим упругим покрытием, закрепленный на несущем элементе, см. RU №54585, М. кл. C02F 3/06, 2006.The closest analogue adopted for the prototype is an aerator containing a distributor in the form of a perforated tubular body with a dispersive elastic coating, mounted on a supporting element, see RU No. 54585, M. cl. C02F 3/06, 2006.

Однако этот аэратор сравнительно малоэффективен и не может быть дополнительно использован для перемешивания жидкости.However, this aerator is relatively ineffective and cannot be additionally used to mix the liquid.

Технической задачей, решаемой изобретением, является интенсификация процесса массообмена без увеличения энергетических затрат.The technical problem solved by the invention is the intensification of the mass transfer process without increasing energy costs.

Решение указанной задачи обеспечено тем, что аэратор, содержащий распределитель в виде инжекционной камеры и средство для создания пульсаций давления воздуха, согласно изобретению средство для создания пульсаций давления воздуха выполнено в виде пульсатора, содержащего корпус, снабженный впускными и выпускными каналами для воздуха, в полости которого расположен поворотный вал, снабженный крыльчаткой и каналами для импульсной подачи воздуха в выпускные каналы корпуса пульсатора, который, в свою очередь, подключен одним или несколькими газопроводами к одной или нескольким инжекционным камерам, выполненным в виде газопроницаемых каркасов, а пористые перегородки выполнены в виде эластичных цилиндрических газопроницаемых оболочек из упругого материала и закреплены на упомянутых каркасах с возможностью радиальных колебаний стенок этих оболочек от импульсов давления инжектируемого воздуха. В варианте выполнения выпускные каналы корпуса пульсатора давлений выполнены с возможностью поочередного подключения к каналам для подачи воздуха в поворотном валу; распределитель снабжен дополнительными инжекционными камерами, каждая из которых соединена с одним из выпускных каналов корпуса пульсатора.The solution to this problem is provided by the fact that the aerator containing the distributor in the form of an injection chamber and means for creating air pressure pulsations, according to the invention, the tool for creating air pressure pulsations is made in the form of a pulsator containing a housing equipped with air inlet and outlet channels, in the cavity of which a rotary shaft is located, equipped with an impeller and channels for pulsed air supply to the exhaust channels of the pulsator housing, which, in turn, is connected to one or more gas lines to one or more injection chambers, designed as a gas permeable scaffolds and porous walls are formed as elastic cylindrical gas permeable membranes of a resilient material and fixed to said chassis with the possibility of radial vibrations of the walls of the shells by the injection of pulses of air pressure. In an embodiment, the outlet channels of the pressure pulsator housing are configured to alternately connect to the air supply channels in the rotary shaft; the distributor is equipped with additional injection chambers, each of which is connected to one of the outlet channels of the pulsator housing.

Решение указанной задачи обеспечено также тем, что, пульсатор импульсов давления воздуха содержит корпус, снабженный впускными и выпускными каналами и установленной внутри корпуса крыльчаткой, закрепленной на поворотном валу, снабженном сквозными каналами.The solution to this problem is also provided by the fact that the pulsator of pulses of air pressure comprises a housing provided with inlet and outlet channels and an impeller mounted inside the housing, mounted on a rotary shaft provided with through channels.

Кроме того, решение указанной задачи обеспечено тем, что в способе аэрации жидкости инжекцию воздуха осуществляют через пористую перегородку распределителя, выполненную из эластичного упругого материала, которую приводят в колебательное движение в направлении, перпендикулярном ее поверхности, за счет импульсов давления воздуха, предпочтительно, чтобы амплитуда колебаний пористой перегородки поддерживалась в диапазоне, в 2-30 раз превышающем диаметр ее пор.In addition, the solution of this problem is ensured by the fact that in the method of aeration of a liquid, air is injected through a porous partition of a distributor made of elastic elastic material, which is vibrated in a direction perpendicular to its surface due to air pressure pulses, preferably, the amplitude the oscillations of the porous septum was maintained in the range 2-30 times the diameter of its pores.

Решение указанной задачи обеспечено также тем, что способ аэрации жидкости характеризуется тем, что осуществляют импульсное и последовательное инжектирование воздуха в камеры многокамерного фасонного распределителя.The solution to this problem is also provided by the fact that the method of aeration of the liquid is characterized by the fact that they carry out pulsed and sequential injection of air into the chambers of a multi-chamber shaped distributor.

Использование предложенного изобретения обеспечивает интенсификацию процесса насыщения кислородом обрабатываемой жидкости за счет улучшения массообмена без увеличения энергетических затрат на аэрацию.Using the proposed invention provides the intensification of the process of saturation with oxygen of the treated fluid by improving mass transfer without increasing energy costs for aeration.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

На фиг.1 показан продольный разрез пульсатора (общий вид) и схема его подключения к многокамерному распределителю; на фиг.2 - то же с вариантом выполнения пульсатора и схемой его подключения к однокамерным распределителям; на фиг.3 - продольный разрез (общий вид) однокамерного распределителя; на фиг.4 - продольный разрез (общий вид) многокамерного распределителя; на фиг.5 - сечение А-А фиг.2; на фиг.6 - фрагмент общего вида варианта выполнения аэратора; на фиг.7, 8, 9 - варианты выполнения аэраторов.Figure 1 shows a longitudinal section of a pulsator (general view) and a diagram of its connection to a multi-chamber distributor; figure 2 is the same with the embodiment of the pulsator and the circuit of its connection to single-chamber distributors; figure 3 is a longitudinal section (General view) of a single chamber distributor; figure 4 is a longitudinal section (General view) of a multi-chamber distributor; figure 5 is a section aa of figure 2; figure 6 is a fragment of a General view of a variant of implementation of the aerator; 7, 8, 9 - embodiments of aerators.

Примеры осуществления заявленных способов поясняются ниже, при описании работы предложенных устройств.Examples of the implementation of the claimed methods are explained below, when describing the operation of the proposed devices.

Распределитель 1а аэратора содержит инжекционную камеру 2а с трубчатым перфорированным (газопроницаемым) каркасом 3, выполненный, например, из пластмассы. На каркасе 3 размещена цилиндрическая эластичная пористая (газопроницаемая) перегородка 4, выполненная в виде цилиндрической оболочки из упругого материала. Кроме того, каркас 3 снабжен штуцером 5а с каналом 5б для ввода сжатого воздуха. Трубчатый перфорированный каркас 3 многокамерного распределителя 1б аэратора разделен перегородками 6 на несколько инжекционных камер 2б, каждая из которых снабжена пористыми перегородками 4, штуцерами 5а с каналами 5б для ввода сжатого воздуха в каждую камеру. Для сообщения пористым перегородкам 4 радиальных колебаний аэраторы 1а и 1б подключены к пульсатору давления 7а или 7б. Пульсатор 7а или 7б содержит корпус с впускным газовым каналом 8, подключенным к газопроводу 9 подачи инжектируемого воздуха, и выпускными газовыми каналами 10, соединенными с газопроводами 11 для подачи воздуха в инжекционные камеры 2а или 2б. Пневматический механизм содержит установленную в полости «Б» корпуса крыльчатку 12, закрепленную на валу 13, снабженном сквозными газовыми каналами 14, расположенными в плоскости, перпендикулярной оси вала 13. Выпускные газовые каналы 10 корпуса расположены с примыканием к сквозным каналам газовым 14 вала 13. Пульсатор 7а (см. фиг.1) снабжен несколькими впускными газовыми каналами 8б, сообщенными с впускным каналом 8. На фиг.2 показан вариант выполнения пульсатора, в валу 13 которого выполнен продольный газовый канал 15, сообщенный с поперечным входным газовым каналом 16. По сравнению с первым вариантом второй вариант проще в изготовлении, однако (при тех же габаритах, что и первый вариант) имеет большее гидравлическое сопротивление, причем для обеспечения работоспособности этого варианта пульсатора необходимо, чтобы какой-либо из каналов 10 всегда был сообщен с каналом 15. Оба варианта пульсаторов 7а и 7б могут быть выполнены из пластмассы. На фиг.7-9 показаны аэраторы с монтажным элементом 17, который может быть выполнен, например, в виде фасонной стойки с неравными по длине, взаимно перпендикулярными длинным а и коротким б плечами, на длинном и коротком плечах которой закреплены (посредством крепежных элементов 18) соответственно гибкий газопровод 9, пульсатор 7а или 7б и распределитель 1а или 1б.The aerator distributor 1a comprises an injection chamber 2a with a tubular perforated (gas-permeable) frame 3 made, for example, of plastic. On the frame 3 there is a cylindrical elastic porous (gas-permeable) partition 4 made in the form of a cylindrical shell of elastic material. In addition, the frame 3 is equipped with a fitting 5a with a channel 5b for introducing compressed air. The tubular perforated frame 3 of the multi-chamber aerator distributor 1b is divided by partitions 6 into several injection chambers 2b, each of which is equipped with porous partitions 4, fittings 5a with channels 5b for introducing compressed air into each chamber. To communicate to the porous baffles 4 of radial vibrations, the aerators 1a and 1b are connected to a pressure pulsator 7a or 7b. The pulsator 7a or 7b contains a housing with an inlet gas channel 8 connected to the gas supply pipe 9 of the injected air, and exhaust gas channels 10 connected to the gas pipes 11 for supplying air to the injection chambers 2a or 2b. The pneumatic mechanism comprises an impeller 12 installed in the cavity “B” of the housing, mounted on a shaft 13, equipped with through gas channels 14 located in a plane perpendicular to the axis of the shaft 13. The exhaust gas channels 10 of the housing are adjacent to the through channels of the gas 14 of the shaft 13. Pulsator 7a (see FIG. 1) is provided with several gas inlet channels 8b in communication with the inlet channel 8. FIG. 2 shows an embodiment of a pulsator, in the shaft 13 of which a longitudinal gas channel 15 is connected, connected with the transverse inlet gas channel 16. Compared with the first option, the second option is easier to manufacture, however (with the same dimensions as the first option) it has greater hydraulic resistance, and to ensure the operability of this pulsator variant, it is necessary that any of the channels 10 always was communicated with channel 15. Both versions of the pulsators 7a and 7b can be made of plastic. 7-9 shows aerators with a mounting element 17, which can be made, for example, in the form of a shaped stand with unequal lengths, mutually perpendicular to long a and short b shoulders, on the long and short shoulders of which are fixed (by means of fasteners 18 ) respectively, a flexible gas pipeline 9, a pulsator 7a or 7b and a distributor 1a or 1b.

Предложенные устройства работают следующим образом.The proposed device operates as follows.

В процессе аэрации жидкости сжатый воздух подается через пульсаторы 7а и/или 7б в распределители 1а и/или 1б. В пульсаторе 7а сжатый воздух из канала 8, направляясь к каналу 10, примыкающему к полости корпуса с крыльчаткой 12, вращает последнюю вместе с валом 13. В пульсаторе 7б сжатый воздух из канала 8 поступает через канал 16 в канал 15, который всегда сообщен с одним из каналов 10, при этом крыльчатка 12 с валом 13 приводится во вращение. При вращении вала 13 один из его каналов 14 совмещается с одним из каналов 10 и воздух поступает в инжекционную камеру 2 распределителя 1а или в инжекционные камеры 2 многокамерного распределителя 1б. При дальнейшем вращении вала 13 за счет крыльчатки 12 канал 14 перестает совпадать с каналом 10 и поток воздуха оказывается перекрытым валом 13. Таким образом, при вращении вала 13 происходит периодическое перекрытие потока воздуха с генерированием импульсов давления в инжекционных камерах 2а или 2б, под действием которых пористые перегородки этих камер совершают колебательные движения перпендикулярно к поверхности пористых перегородок, при этом воздух проходит сквозь колеблющиеся пористые перегородки 2а, 2б с образованием в аэрируемой жидкости множество отстоящих друг от друга по высоте пространственных фронтов воздушных пузырьков, в которых воздушные пузырьки колеблются (сжимаются-разжимаются) под действием волн, распространяющихся в аэрируемой воде от колебаний пористых перегородок. Следует отметить, что при инжекции воздуха в жидкость через пористую перегородку, находящуюся в статическом состоянии, что реализовано в известных аэраторах, воздушные пузырьки образуются под действием только гидростатической силы всплытия и их диаметр в этом случае зависит от диаметра поры и силы поверхностного натяжения, действующей по периметру поры. При диаметре поры 0,1 мм диаметр отрывающихся пузырьков составляет 3,6-5,0 мм, т.е. в 35-56 раз больше диаметра поры. Вследствие того, что крупные пузырьки всплывают быстрее чем мелкие, крупные пузырьки менее эффективны для насыщения жидкости кислородом, чем мелкие. В предложенном способе насыщение жидкости кислородом осуществляется через колеблющуюся стенку оболочки пористой перегородки, причем колебательные движения стенки оболочки совершаются в направлении, перпендикулярном к ее цилиндрической поверхности с амплитудой колебаний, превышающей диаметр пор в 2-30 раз. При таких колебаниях пористой перегородки отрыв от нее пузырьков воздуха происходит под действием равнодействующей суммы сил гидростатического всплытия и радиальной силы, возникающей из-за радиальных по направлению колебательных движениях стенки пористой перегородки. Это приводит к тому, что каждый пузырек воздуха отрывается от перегородки, не успев вырасти до размеров, при которых происходит всплытие под действием только гидростатических сил, при этом размеры воздушных пузырьков уменьшаются приблизительно в 1,7 раза, а их количество увеличивается до 3,0 раз. Это увеличивает как время контакта фаз воздух-жидкость, так и площадь их контакта, что интенсифицирует процесс массообмена.During liquid aeration, compressed air is supplied through pulsators 7a and / or 7b to the distributors 1a and / or 1b. In the pulsator 7a, the compressed air from the channel 8, heading to the channel 10 adjacent to the cavity of the housing with the impeller 12, rotates the latter together with the shaft 13. In the pulsator 7b, the compressed air from the channel 8 enters through the channel 16 into the channel 15, which is always in communication with one from channels 10, while the impeller 12 with the shaft 13 is driven into rotation. When the shaft 13 rotates, one of its channels 14 is combined with one of the channels 10 and air enters the injection chamber 2 of the distributor 1a or the injection chambers 2 of the multi-chamber distributor 1b. With a further rotation of the shaft 13 due to the impeller 12, the channel 14 ceases to coincide with the channel 10 and the air flow turns out to be blocked by the shaft 13. Thus, when the shaft 13 rotates, the air flow periodically shuts off with the generation of pressure pulses in the injection chambers 2a or 2b, under which the porous partitions of these chambers oscillate perpendicular to the surface of the porous partitions, while the air passes through the oscillating porous partitions 2a, 2b with the formation in the aerated liquid There are many spatial fronts of air bubbles spaced apart from each other in height, in which air bubbles oscillate (compress-expand) under the action of waves propagating in aerated water from vibrations of porous partitions. It should be noted that when air is injected into a liquid through a porous partition in a static state, which is realized in known aerators, air bubbles are formed under the action of only hydrostatic ascent forces and their diameter in this case depends on the diameter of the pore and the surface tension acting on the perimeter of the pores. With a pore diameter of 0.1 mm, the diameter of the detached bubbles is 3.6-5.0 mm, i.e. 35-56 times the pore diameter. Due to the fact that large bubbles float faster than small ones, large bubbles are less effective for saturating a liquid with oxygen than small ones. In the proposed method, the saturation of the liquid with oxygen is carried out through the oscillating wall of the shell of the porous septum, and the oscillatory motion of the wall of the shell is made in the direction perpendicular to its cylindrical surface with an amplitude of oscillation exceeding the pore diameter by 2-30 times. With such oscillations of the porous septum, the separation of air bubbles from it occurs under the action of the resultant sum of hydrostatic ascent forces and the radial force arising due to the radial directional oscillations of the porous septum wall. This leads to the fact that each air bubble detaches from the septum, before it has time to grow to the size at which the ascent occurs under the influence of only hydrostatic forces, while the size of the air bubbles decreases by about 1.7 times, and their number increases to 3.0 time. This increases both the contact time of the air-liquid phases and the area of their contact, which intensifies the mass transfer process.

Пример. Проводилось исследование насыщения сточной воды с температурой 19°С кислородом воздуха через инжекционную камеру с неподвижной пористой перегородкой. Распределитель погружали на глубину 180 мм. Длина распределителя (с одной камерой составила 50 мм, наружный диаметр 14 мм, внутренний 10 мм. Диаметр пор 0,02 мм. Перегородке посредством пульсатора придавались радиальные колебательные движения с частотой до 50 Гц. Давление в подводящем канале (напорном газопроводе) поддерживали постоянным, на уровне 240 мм вод. ст. Амплитуда колебаний пористой перегородки составила до 0,6 мм. Местное давление измерялось лабораторным дифманометром с ценой деления 1 мм; расход воздуха ротаметром; диаметр пузырьков воздуха по масштабной фотографии с помощью лабораторного микроскопа; содержание кислорода в воде термооксиметром; количество пузырьков воздуха рассчитывалось по измеренным расходу воздуха и размеру его пузырьков. В результате исследований было установлено, что в сравнении с неподвижной пористой перегородкой при прочих равных условиях колебания стенки пористой перегородки с амплитудой, превышающей размер ее пор в 2-30 раз, приводят к повышению концентрации пузырьков до 2,1 раза с соответствующим уменьшением их диаметра до 2 раз.Example. A study was made of the saturation of wastewater with a temperature of 19 ° C with atmospheric oxygen through an injection chamber with a fixed porous partition. The distributor was immersed to a depth of 180 mm. The length of the distributor (with one chamber was 50 mm, the outer diameter was 14 mm, the inner 10 mm. The pore diameter was 0.02 mm. Radial oscillating movements with a frequency of up to 50 Hz were imparted to the septum by means of a pulser. The pressure in the supply channel (pressure gas pipeline) was kept constant, at the level of 240 mm of water.Art. The amplitude of oscillations of the porous septum was up to 0.6 mm.Local pressure was measured with a laboratory differential pressure gauge with a division value of 1 mm; air flow with a rotameter; diameter of air bubbles according to a scale photograph using labs x-ray microscope; oxygen content in water with a thermo-oximeter; the number of air bubbles was calculated from the measured air flow rate and the size of its bubbles.As a result of studies, it was found that, in comparison with a stationary porous partition, ceteris paribus vibrations of the wall of the porous partition with an amplitude exceeding its pore size 2-30 times, lead to an increase in the concentration of bubbles up to 2.1 times with a corresponding decrease in their diameter up to 2 times.

Из многокамерного распределителя 1б (см. фиг.7, 9) или нескольких однокамерных распределителей 1а (см. фиг.8) могут быть сформированы контуры различных плоских фигур, в т.ч. отрезок прямой линии, окружность и т.д. При использовании аэраторов с фигурным расположением камер распределителя (или распределителей) и последовательным подключением их камер к пульсатору в аэрируемой воде формируется множество пространственных фронтов пузырьков, подобных по форме контуру фигуры, сформированной из соответствующих распределителей. Условно такие фронты волн показаны пунктирными изогнутыми линиями на фиг.7-8. Пузырьковые фронты образуются в аэрируемой воде в соответствии с частотой колебаний стенок оболочек пористых перегородок. При распространении в аэрируемой жидкости пространственных пузырьковых фронтов в ней формируются вторичные течения с развитием циркуляции, что приводит к перемешиванию аэрируемого объема жидкости и постоянному поступлению в область аэрации свежих порций воды, что повышает степень усвоения аэрируемой водой кислорода воздуха. В экспериментах было установлено, что при использовании многокамерных распределителей с прямолинейным расположением камер (см. фиг.7), вторичные течения приводят к циркуляции жидкости в аэрируемом объеме, преимущественно вдоль распределителя. С помощью однокамерных распределителей, расположенных звездообразно (см. фиг.8), или многокамерных распределителей в виде кольца (см. фиг.9) формируются вторичные течения с преимущественной циркуляцией, в плане, вдоль контуров этих фигур.From multi-chamber distributor 1b (see Fig. 7, 9) or several single-chamber distributors 1a (see Fig. 8), contours of various planar figures can be formed, including straight line segment, circle, etc. When using aerators with the figured arrangement of the chambers of the distributor (or distributors) and sequentially connecting their chambers to the pulsator in aerated water, many spatial fronts of bubbles are formed, similar in shape to the shape of the figure formed from the corresponding distributors. Such wave fronts are conventionally shown by dashed curved lines in Figs. 7-8. Bubble fronts are formed in aerated water in accordance with the frequency of vibrations of the walls of the shells of porous partitions. During the propagation of spatial bubble fronts in the aerated liquid, secondary flows are formed in it with the development of circulation, which leads to mixing of the aerated liquid volume and the constant flow of fresh portions of water into the aeration region, which increases the degree of assimilation of air oxygen by the aerated water. In experiments, it was found that when using multi-chamber valves with a rectilinear arrangement of chambers (see Fig. 7), secondary flows lead to fluid circulation in the aerated volume, mainly along the distributor. With the help of single-chamber distributors located star-shaped (see Fig. 8) or multi-chamber distributors in the form of a ring (see Fig. 9) secondary flows are formed with predominant circulation in the plan along the contours of these figures.

Таким образом, при использовании предложенного изобретения обеспечивается интенсификация процесса массообмена без увеличения энергетических затрат.Thus, when using the proposed invention provides the intensification of the process of mass transfer without increasing energy costs.

Claims

1. An aerator containing a distributor in the form of an injection chamber and means for creating pulsations of air pressure, characterized in that the means for creating pulsations of air pressure is made in the form of a pulsator containing a housing equipped with inlet and outlet channels for air, in the cavity of which a rotary shaft is located equipped with an impeller and channels for pulsed air supply to the outlet channels of the pulsator case, which, in turn, is connected by one or more gas pipelines to one or more insulating chambers, formed in a gas-permeable scaffolds and porous walls are formed as elastic cylindrical gas permeable membranes of a resilient material and fixed to said chassis with the possibility of radial vibrations of the walls of the shells by the injection of pulses of air pressure.

2. The aerator according to claim 1, characterized in that the outlet channels of the pressure pulsator housing are configured to alternately connect to the air supply channels in the rotary shaft.

3. The aerator according to claim 1, characterized in that the distributor is equipped with additional injection chambers, each of which is connected to one of the outlet channels of the pulsator housing.

4. An air pressure pulse pulser comprising a housing provided with inlet and outlet channels and an impeller mounted inside the housing, mounted on a rotary shaft provided with through channels.

5. The method of aeration of a liquid by means of an aerator according to claims 1 to 3, characterized in that the air is injected through a porous partition of the distributor made of elastic elastic material, which is oscillated in the direction perpendicular to its surface due to pulses of air pressure.

6. The method according to claim 5, characterized in that the oscillation amplitude of the specified septum is maintained in the range of 2-30 times its pore diameter.

7. The method of aeration of a liquid using an aerator according to claims 1 to 3, characterized in that the pulse and sequential injection of air into the chambers of the multi-chamber shaped distributor is carried out.