RU2478583C1 - Способ аэрации водоемов и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ аэрации водоемов и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2478583C1 RU2478583C1 RU2011139275/05A RU2011139275A RU2478583C1 RU 2478583 C1 RU2478583 C1 RU 2478583C1 RU 2011139275/05 A RU2011139275/05 A RU 2011139275/05A RU 2011139275 A RU2011139275 A RU 2011139275A RU 2478583 C1 RU2478583 C1 RU 2478583C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- air
- reservoir
- atmosphere
- aeration
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Abstract
Изобретение относится к обеспечению охраны водной среды и может быть использовано при обогащении кислородом воздуха естественных и искусственных водоемов, и, в частности, застойных зон при очистке бытовых и производственных сточных вод в биологических прудах. Способ аэрации воды включает забор воды из водоема, забор воздуха из атмосферы, смешивание потоков воды и воздуха и сброс водовоздушной смеси в водоем. Забор воды производят из глубинных придонных слоев водоема водоподъемной трубой 1, закрепленной на поплавке 8 и выходящей в открытую атмосферу. Аэрацию воды производят в верхней части водоподъемной трубы 1 нагнетанием воздуха в воду действием скоростного напора атмосферного ветра. Аэрированную воду поднимают выше уровня свободной поверхности воды в водоеме и сбрасывают в водоем путем выноса ее при вакуумировании верхнего торца водоподъемной трубы 1 скоростным потоком атмосферного ветра. Нагнетатель воздуха в воду верхней части водоподъемной трубы выполнен в виде конфузоров 2, размещенных по периметру вокруг водоподъемной трубы 1. Средство для выдачи аэрированной воды в водоем выполнено в виде двух криволинейных в зеркальном отображении зонтообразных поверхностей 5 и 6, образующих сужающийся канал над торцом водоподъемной трубы 1. Изобретение позволяет обеспечить аэрацию воды без ориентации устройств навстречу ветру, без преобразования энергии ветра в другие виды энергии и аэрировать в первую очередь глубинные придонные слои водоема. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к обеспечению охраны водной среды и может быть использовано при обогащении кислородом воздуха естественных и искусственных водоемов, и, в частности, застойных зон при очистке бытовых и производственных сточных вод в биологических прудах.
Известны аэраторы для сточных вод, в которых смешивание воды и воздуха производится с применением механических устройств с приводом от промышленных источников энергии (Б.М.Худенко. Аэраторы для очистки сточных вод. Стройиздат, 1973 г. - 112 стр.). Недостаток известных механических аэраторов заключается в их большой энергоемкости и металлоемкости, так как используется энергия от промышленных источников и проводятся ее многократные преобразования прежде, чем совершается полезное действие.
Известен передвижной плавающий аэратор (RU 2082683, опубл. 27.06.1997 г.), в котором используется энергия ветра. Способ аэрации водоема по этому патенту включает операции: забор воды из водоема, забор воздуха из атмосферы, смешивание воды и воздуха, сброс водовоздушной смеси в водоем. Но для совершения полезного действия в этом аэраторе энергию ветра преобразовывают в механическую энергию дополнительных устройств. Это снижает кпд и делает аэраторы металлоемкими. Эти аэраторы насыщены контрольной и измерительной аппаратурой, что требует использования высококвалифицированного персонала для их обслуживания. Все это удорожает процесс аэрации. Кроме того, их недостатками является необходимость ориентации навстречу ветру и ограничены возможности этих устройств аэрацией только поверхностных слоев водоемов.
Задача изобретения - обеспечить аэрацию воды без ориентации устройств навстречу ветра, без преобразований энергии ветра в другие виды энергии и аэрировать, в первую очередь, глубинные придонные слои водоема.
Технический результат достигается тем, что в способе аэрации, включающем забор воды из водоема, забор воздуха из атмосферы, смешивание воды и воздуха, сброс водовоздушной смеси в водоем, согласно изобретению, воду забирают из глубинных придонных слоев водоема, поднимают выше уровня свободной поверхности воды в водоеме в открытую атмосферу, насыщают воздухом с помощью конфузоров скоростным напором атмосферного ветра через радиальную перфорацию в водоподъемной трубе. Для формирования потока воды и аэрации ее используют водоподъемную трубу, смонтированную на поплавке. Над верхним торцом водоподъемной трубы, открытым в атмосферу, вакуумируют перемещением скоростного потока атмосферного ветра. Причем гидравлические сопротивления движению воды через приемное отверстие водоподъемной трубы выполняют больше величины гидравлических сопротивлений перфорации в водоподъемной трубе при освобождении воздушной трубы от воды в момент запуска устройства, предпочтительно, на порядок.
Пример аэрации водоема
Способ аэрации воды реализуется с помощью устройства для аэрации. В водоем опускают и фиксируют якорем поплавок с водоподъемной трубой и размещенными по ее периметру конфузорами, предназначенными для направления атмосферного ветра в водоподъемную трубу через радиальную перфорацию ниже свободной поверхности воды в водоеме. На этом подготовка устройства к работе заканчивается.
При появлении в приземном слое воздуха перемещений воздушных масс через конфузоры скорости движения воздуха усиливаются и за счет скоростного давления воздуха формируется сила, выталкивающая воду из воздушной трубы в водоподъемную трубу через радиальную перфорацию. Одновременно над верхним торцом водоподъемной трубы вакуумируют потоком движущихся воздушных масс. Поэтому создается ситуация, когда в воздушной трубе формируется давление выше атмосферного, а над торцом водоподъемной трубы формируется давление ниже атмосферного. Под действием указанной разности давлений формируется поток жидкости из воздушной трубы в водоподъемную. Поскольку гидравлическое сопротивление движению воды через приемное отверстие в нижнем торце подъемной трубы больше, чем гидравлическое сопротивление движению воды через боковую перфорацию, то в первую очередь, движется жидкость из воздушных труб. Воздушные трубы конфузоров быстро освобождаются от воды и этим обеспечивается свободный приток воздуха из атмосферы в водоподъемную трубу. Образующаяся в водоподъемной трубе водовоздушная смесь облегчает вес столба жидкости в водоподъемной трубе. Поэтому гидростатическое давление в придонном слое воды поднимает вверх столб жидкости в водоподъемной трубе. Это гарантирует устойчивый непрерывный процесс движения жидкости из придонных слоев водоема и ее аэрацию при наличии атмосферного ветра.
Таким образом, вода из придонного слоя водоема поднимается вверх, смешивается с воздухом на уровне радиальной перфорации и через верхний торец водоподъемной трубы в виде водовоздушной смеси атмосферным воздушным потоком сбрасывается в водоем.
Устройство для аэрации водоема
Известны механические аэраторы (Б.М.Худенко. Аэраторы для очистки сточных вод. Стройиздат, 1973 г. - 112 стр.). Недостаток известных механических аэраторов заключается в их большой энергоемкости и металлоемкости, так как используется энергия от промышленных источников и проводятся ее многократные преобразования прежде, чем совершается полезное действие.
Известен передвижной плавающий аэратор (RU 2082683, опубл. 27.06.1997 г.), в котором используется энергия ветра. Аэратор содержит плавающее средство в виде понтона, водозаборную трубу, воздухозаборник, диспергатор. Аэратор оснащен контрольно-измерительной аппаратурой, требующей высококвалифицированного обслуживания. Для совершения полезного действия энергию ветра преобразовывают в механическую энергию дополнительных устройств. Это делает аэратор металлоемким и энергоемким. К тому же аэратор нужно ориентировать навстречу ветру. Он аэрирует только поверхностные слои водоема.
Задача изобретения - обеспечить аэрацию воды глубинных слоев водоема в автоматическом режиме только за счет энергии ветра без обязательной ориентации устройства на встречу ветра и без преобразований энергии ветра в другие виды энергии.
Технический результат достигается тем, что аэратор, содержащий плавающее средство, водозаборную трубу, воздухозаборник, диспергатор, согласно изобретению, плавающее средство выполнено в виде поплавка, водозаборная труба заглублена до придонных слоев водоема и, выполняя роль водоподъемной трубы, открытым верхним торцом выходит в атмосферу, по периметру верхнего торца ее размещены конфузоры, соединяющие воздушными трубами атмосферу с радиальной перфорацией водоподъемной трубы ниже уровня свободной поверхности воды в водоеме, а верхний торец водоподъемной трубы снабжен двумя криволинейными выпуклыми элементами в виде ограниченных поверхностей зонтообразной формы, зеркально расположенных друг к другу и образующих на подходе к продольной оси открытой в атмосферу водоподъемной трубы сужающийся канал с любого направления.
Устройство для аэрации воды в водоеме изображено на прилагаемом к описанию чертеже.
Устройство смонтировано на заякоренном поплавке 8 и содержит водоподъемную трубу 1, конфузоры 2, воздушные трубы 3 конфузоров 2, радиальную перфорацию 4 водоподъемной трубы 1. Верхний торец водоподъемной трубы, открытый в атмосферу, снабжен зонтообразными выпуклыми навстречу друг другу зеркально расположенными ограниченными поверхностями 5 и 6, образующими сужающийся канал, в виде конфузора А, в направлении из атмосферы к продольной оси водоподъемной трубы 1. При этом нижняя выпуклая поверхность 5 размещена на уровне верхнего торца водоподъемной трубы 1 и ограничена стенками водоподъемной трубы. Она закреплена на воздушных трубах 3 и поплавке 8. А верхняя выпуклая ограниченная поверхность 6 смонтирована на воздушных трубах 3 и конфузорах 2.
Устройство для аэрации воды в водоеме работает следующим образом. Поплавок 8 со смонтированным на нем устройством для аэрации выводят в акваторию водоема и заякоривают в нужном месте. На этом подготовка устройства для аэрации воды заканчивается.
Запуск и работа аэратора производится в автоматическом режиме. С какой бы стороны ни перемещался поток атмосферного воздуха, он в обязательном порядке улавливается одним из конфузоров 2 и конфузором А над торцом водоподъемной трубы 1, образованным ограниченными поверхностями 5 и 6. В конфузорах скорость движения воздуха усиливается, и одновременно над торцом водоподъемной трубы 1 формируется вакуум с остаточным атмосферным давлением, а в каналах 3 избыточное давление, под действием которого вода и воздух выталкиваются в трубу 1 через перфорацию 4 в направлении дневной поверхности. Вакуум (величина понижения атмосферного давления) в конфузоре А и избыточное давление в конфузоре 2 складываются и формируют силу, которая поднимает воду по трубе 1 с аэрацией и сбрасывает ее в водоем через верхний торец водоподъемной трубы 1.
Для повышения надежности запуска и работы аэратора площадь поперечного сечения отверстия в приемном сопле 7 принимают на порядок меньше суммарной площади поперечного сечения радиальной перфорации 4 в каждой из отдельно взятых воздушных труб нагнетательных конфузоров. Это гарантирует при запуске первоочередное опорожнение от воды воздушных труб, последующую аэрацию воды и вынос ее.
Таким образом, происходит аэрация воды в водоеме в автоматическом режиме за счет энергии окружающей среды, а именно, за счет одновременного нагнетания воздуха в воду, находящуюся в водоподъемной трубе, и вакуумирования торца водоподъемной трубы за счет энергии движущихся атмосферных воздушных масс.
Claims (2)
1. Способ аэрации воды в открытом водоеме, включающий забор воды из водоема, формирование потока воды, забор воздуха из атмосферы, смешивание потоков воды и воздуха, сброс водовоздушной смеси в водоем, отличающийся тем, что забор воды производят из глубинных придонных слоев водоема водоподъемной трубой, закрепленной на поплавке и выходящей в открытую атмосферу, аэрацию воды производят в верхней части водоподъемной трубы нагнетанием воздуха в воду действием скоростного напора атмосферного ветра, поднимают аэрированную воду выше уровня свободной поверхности воды в водоеме в открытую атмосферу и сбрасывают аэрированную воду в водоем путем выноса ее при вакуумировании верхнего торца водоподъемной трубы скоростным потоком атмосферного ветра.
2. Устройство для аэрации водоемов, содержащее водоподъемную трубу, средства аэрации воды и средство выдачи аэрированной воды в водоем, отличающееся тем, что водоподъемная труба соединяет придонные слои водоема с атмосферой, нагнетатель воздуха в воду верхней части водоподъемной трубы выполнен в виде конфузоров, улавливающих атмосферный ветер и размещенных по периметру вокруг водоподъемной трубы, а средство для выдачи аэрированной воды в водоем выполнено в виде двух криволинейных в зеркальном отображении зонтообразных поверхностей, образующих сужающийся канал для прохода атмосферного ветра с любого направления над выходящим в атмосферу торцом водоподъемной трубы.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011139275/05A RU2478583C1 (ru) | 2011-09-26 | 2011-09-26 | Способ аэрации водоемов и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011139275/05A RU2478583C1 (ru) | 2011-09-26 | 2011-09-26 | Способ аэрации водоемов и устройство для его осуществления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2478583C1 true RU2478583C1 (ru) | 2013-04-10 |
Family
ID=49152271
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011139275/05A RU2478583C1 (ru) | 2011-09-26 | 2011-09-26 | Способ аэрации водоемов и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2478583C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105417893A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-03-23 | 上海华励振环保科技有限公司 | 多相循环一体化污水处理设备 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2050337C1 (ru) * | 1991-07-08 | 1995-12-20 | Украинский государственный проектно-изыскательский и конструкторский институт "Укргидропроект" | Устройство для перемешивания и насыщения кислородом воды в водоеме |
RU2074837C1 (ru) * | 1992-09-22 | 1997-03-10 | Акционерное общество закрытого типа "Экоэн" | Способ аэрации глубинных вод водоемов и устройство для его осуществления |
RU2082683C1 (ru) * | 1991-07-30 | 1997-06-27 | Николаевский Кораблестроительный Институт Им.Адм.С.О.Макарова | Установка для аэрации водоемов |
-
2011
- 2011-09-26 RU RU2011139275/05A patent/RU2478583C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2050337C1 (ru) * | 1991-07-08 | 1995-12-20 | Украинский государственный проектно-изыскательский и конструкторский институт "Укргидропроект" | Устройство для перемешивания и насыщения кислородом воды в водоеме |
RU2082683C1 (ru) * | 1991-07-30 | 1997-06-27 | Николаевский Кораблестроительный Институт Им.Адм.С.О.Макарова | Установка для аэрации водоемов |
RU2074837C1 (ru) * | 1992-09-22 | 1997-03-10 | Акционерное общество закрытого типа "Экоэн" | Способ аэрации глубинных вод водоемов и устройство для его осуществления |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105417893A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-03-23 | 上海华励振环保科技有限公司 | 多相循环一体化污水处理设备 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8292271B2 (en) | Aeration unit, aeration apparatus equipped therewith and method of aeration | |
US2825541A (en) | Means for aerating water | |
US8800969B2 (en) | Device and method for dissolving gas into a liquid | |
CA2698493A1 (en) | A method and device for converting horizontal tanks into gas flotation separators | |
CN101767887A (zh) | 一种多功能高效曝气器及其使用方法 | |
WO2013038748A1 (ja) | 水力発電装置を配設した散気方法及び散気装置 | |
WO2007140583A1 (en) | Self-propelled energy generator for clean and renewable energy | |
US8740194B1 (en) | Buoyant aerator array with remote air supply | |
CN203530035U (zh) | 一种射流曝气器 | |
CN104828964A (zh) | 消泡曝气池 | |
RU2478583C1 (ru) | Способ аэрации водоемов и устройство для его осуществления | |
RU2471724C1 (ru) | Способ аэрации воды и устройство для его осуществления | |
US8622370B1 (en) | Aerator air distribution manifold | |
WO2016035079A1 (en) | Airlift oxygenating system | |
IT201900014634A1 (it) | Airlift azionato da una pompa ad aspirazione mossa dall’energia del vento ovvero da quella delle onde marine | |
KR101026725B1 (ko) | 이동용 수질정화장치 | |
CN204185344U (zh) | 一体化污水处理设备 | |
RU2489367C2 (ru) | Способ аэрации водоема и устройство для его осуществления | |
CN204237618U (zh) | 水压能梯度利用射流曝气器 | |
RU2507162C1 (ru) | Способ аэрации воды и устройство для его осуществления | |
US9205353B2 (en) | Scum removal system for liquids | |
CN204022576U (zh) | 一种自由移动的水上曝气推进装置 | |
WO2012031461A1 (zh) | 供气装置及具有该供气装置的气液泵和水产养殖水处理系统 | |
CN201686557U (zh) | 用于污水处理的曝气喷嘴 | |
CN202272770U (zh) | 一种沉入式多管射流曝气器 |