RU2489367C2 - Method of pond aeration and device to this end - Google Patents

Method of pond aeration and device to this end Download PDF

Info

Publication number
RU2489367C2
RU2489367C2 RU2011139099/05A RU2011139099A RU2489367C2 RU 2489367 C2 RU2489367 C2 RU 2489367C2 RU 2011139099/05 A RU2011139099/05 A RU 2011139099/05A RU 2011139099 A RU2011139099 A RU 2011139099A RU 2489367 C2 RU2489367 C2 RU 2489367C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
water
wind
pipe
mixing
Prior art date
Application number
RU2011139099/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011139099A (en
Inventor
Павел Анатольевич Таран
Original Assignee
Таран Анатолий Петрович
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 Таран Анатолий Петрович filed Critical Таран Анатолий Петрович
Priority to RU2011139099/05A priority Critical patent/RU2489367C2/en
Publication of RU2011139099A publication Critical patent/RU2011139099A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2489367C2 publication Critical patent/RU2489367C2/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to treatment of domestic and industrial effluents in biological ponds. Proposed method comprises forcing atmospheric air into water by ram air. Water is jet mixed with atmospheric air in tube 4 mounted in the pond. Produced air-water mix is forced by wind jet pump 5 at daylight. Pond aerator comprises confusers 2 arranged coroniform at float 1. Said confusers 4 direct airflow via tube 3 into mixing tube 4 located in the pond. Mixing tube 4 is directed upward to receive water inflow in direction aligned with airflow.
EFFECT: water aeration by ram air.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к обеспечению охраны водной среды и может быть использовано при обогащении кислородом воздуха естественных и искусственных водоемов, в частности, застойных зон при очистке бытовых и производственных сточных вод в биологических прудах.The invention relates to the protection of the aquatic environment and can be used in oxygen enrichment of natural and artificial reservoirs, in particular, stagnant zones in the treatment of domestic and industrial wastewater in biological ponds.

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 производятся ее многократные преобразования прежде чем совершается полезное действие.Aerators for wastewater are known in which water and air are mixed using mechanical devices driven by industrial energy sources (B. M. Khudenko. Aerators for wastewater treatment. Stroyizdat. 1973 - 112 pages). A disadvantage of the known mechanical aerators is their high energy and metal consumption, since energy is used from industrial sources and its multiple transformations are performed before a useful action is performed.

Известен передвижной плавающий аэратор (SU 2082683, опубл. 27.06.1997 г.), в котором используется энергия ветра. Но для совершения полезного действия в этом аэраторе энергию ветра преобразовывают в механическую энергию дополнительных устройств. Это снижает кпд и делает аэраторы металлоемкими. Кроме того недостатками является необходимость ориентации этих аэраторов навстречу ветру.Known mobile floating aerator (SU 2082683, publ. 06/27/1997), which uses wind power. But in order to perform a useful action in this aerator, wind energy is converted into mechanical energy of additional devices. This reduces the efficiency and makes aerators metal-intensive. In addition, the disadvantages are the need to orient these aerators towards the wind.

Задачей изобретения является обеспечение работы аэратора без специальных действий по ориентации навстречу ветру и без преобразования энергии ветра в другие виды энергии.The objective of the invention is to ensure the operation of the aerator without special actions for orientation towards the wind and without converting wind energy into other types of energy.

Технический результат достигается тем, что в способе аэрации, включающем забор воды из водоема, формирование потока воды, забор воздуха из атмосферы, перемешивание воды м воздуха, сброс насыщенной воздухом воды в водоем, согласно изобретению, поток атмосферного ветра улавливают конфузорами и направляют в смеситель, где воздух смешивается с водой, поступающей из глубины водоема, а водовоздушную смесь выдают из смесителя и сбрасывают в водоем ветряным струйным насосом.The technical result is achieved by the fact that in the aeration method, which includes taking water from a reservoir, forming a water stream, taking air from the atmosphere, mixing water and air, discharging air-saturated water into a body of water, according to the invention, the flow of atmospheric wind is captured by confusers and sent to the mixer, where air is mixed with water coming from the depths of the reservoir, and the air-water mixture is discharged from the mixer and dumped into the reservoir by a wind jet pump.

Пример аэрации водоемаPond aeration example

Аэрацию воды производят следующим образом. В водоеме размещают и фиксируют якорем поплавок с установленными на нем венцом конфузорами и соответствующими им смесительными трубами с ветряными струйными насосами. Каждый конфузор соединен со своей смесительной трубой, опущенной в воду и имеющей внизу входное отверстие с клапаном, например шариковым, а на верхнем выходе ветряной струйный насос. С помощью конфузора принимают атмосферный ветер и направляют поток воздуха через воздушную трубу в смесительную трубу.Aeration of water is as follows. In the pond, a float is placed and fixed with an anchor with confusers mounted on it with a crown and mixing pipes corresponding to them with wind jet pumps. Each confuser is connected to its own mixing pipe, lowered into the water and having an inlet at the bottom with a valve, such as a ball valve, and a wind jet pump at the upper outlet. With the help of a confuser, atmospheric wind is received and the air flow is directed through the air pipe into the mixing pipe.

Сначала посредством ветряного струйного насоса и скоростного напора, сформированного конфузорами, освобождают от воды воздушные трубы. Это обеспечивается за счет того, что гидравлическое сопротивление воздушных труб принимают меньше, чем гидравлическое сопротивление входа воды из водоема в смесительную трубу через клапан. При этом суммарный перепад давления на столб воды в воздушной трубе, включающий скоростной напор воздушого потока в конфузоре и вакуум ветряного струйного насоса, превышает высоту столба воды в воздушной трубе. Заполнение смесительной трубы воздухом резко снижает гидростатическое давление воды сверху на шарик клапана в смесителе и поэтому гидростатическое давление водоема открывает клапан, приподнимая шарик вверх. В дальнейшем устанавливается устойчивый процесс поступления воды и воздуха в смеситель.First, air pipes are freed from water by means of a wind-driven jet pump and a high-pressure head formed by confusers. This is due to the fact that the hydraulic resistance of the air pipes is less than the hydraulic resistance of the entrance of water from the reservoir into the mixing pipe through the valve. In this case, the total pressure drop across the water column in the air pipe, including the high-pressure air flow in the confuser and the vacuum of the wind jet pump, exceeds the height of the water column in the air pipe. Filling the mixing pipe with air dramatically reduces the hydrostatic pressure of the water from above on the ball of the valve in the mixer and therefore the hydrostatic pressure of the reservoir opens the valve, lifting the ball up. In the future, a stable process is established for the flow of water and air into the mixer.

Подачу воды регулируют диаметром приемного отверстия в клапане смесителя, а подачу воздуха в смеситель соотношением диаметров воздушной трубы и трубы смесителя. Такой режим движения обеспечивает интенсивное струйное перемешивание воды и воздуха и надежный вынос смеси на дневную поверхность.The water supply is regulated by the diameter of the inlet opening in the mixer valve, and the air supply to the mixer by the ratio of the diameters of the air pipe and the mixer pipe. This mode of movement provides intensive jet mixing of water and air and reliable removal of the mixture to the day surface.

При появлении атмосферного ветра поток воздуха устремляется в один или два конфузора независимо от направления движения ветра. При этом клапан на входном отверстии смесительной трубы закрыт, а ветряной струйный насос перемещает в водоем. воду из воздушной трубы конфузора. Когда заканчивают процесс опорожнения воздушной трубы и верхней части смесительной трубы от воды, гидростатическое давление водоема поднимает шарик над приемным отверстием клапана и этим открывает клапан. При этом вода из глубинных слоев водоема устремляется в смеситель. С помощью воздушной струи, истекающей в смесительную трубу, обеспечивают струйное перемешивание воды и воздуха, насыщая воду кислородом. Ветряным струйным насосом выдают водовоздушную смесь из смесительной трубы в атмосферу, а затем она стекает в водоем.When the atmospheric wind appears, the air stream rushes into one or two confusers, regardless of the direction of wind movement. In this case, the valve at the inlet of the mixing pipe is closed, and the wind jet pump moves into the pond. water from the air pipe of the confuser. When the process of emptying the air pipe and the upper part of the mixing pipe from the water is finished, the hydrostatic pressure of the reservoir raises the ball above the valve inlet and opens the valve. In this case, water from the deep layers of the reservoir rushes into the mixer. Using an air stream flowing into the mixing pipe, they provide jet mixing of water and air, saturating the water with oxygen. A wind-driven jet pump delivers a water-air mixture from the mixing pipe to the atmosphere, and then it flows into the pond.

Таким образом производят аэрацию воды за счет энергии атмосферного ветра без затрат энергии от промышленных источников.Thus, water is aerated due to atmospheric wind energy without the expense of energy from industrial sources.

Устройство для аэрации воды в водоемеDevice for aeration of water in a pond

Известны механичкские 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 ее многократные преобразования в другие виды энергий прежде чем совершается полезное действие.Known mechanical aerators (BM Khudenko. Aerators for wastewater treatment. Stroyizdat, 1973 - 112 pages). A disadvantage of the known mechanical aerators is their high energy and metal consumption, since energy from industrial sources and its multiple conversion to other types of energy are used before a useful action is performed.

Известен передвижной плавающий аэратор (SU 2082683, опубл. 27.061997 г.)., в котором используется энергия атмосферного ветра. Но для совершения полезного действия ее преобразовывают в механическую энергию дополнительных устройств. Это делает аэратор металлоемким и энергоемким. К тому же аэратор необходимо постоянно ориентировать навстречу атмосферном ветру.Known mobile floating aerator (SU 2082683, publ. 27.061997)., Which uses the energy of atmospheric wind. But to perform a useful action, it is converted into mechanical energy of additional devices. This makes the aerator metal-intensive and energy-intensive. In addition, the aerator must be constantly oriented towards the atmospheric wind.

Задача изобретения обеспечить аэрацию только за счет энергии ветра и без трудовых затрат на ориентацию навстречу ветру, без преобразования энергии ветра в другие виды энергии.The objective of the invention is to provide aeration only due to wind energy and without labor costs for orientation towards the wind, without converting wind energy into other types of energy.

Технический результат достигается тем, что нагнетатель воздуха выполнен в форме конфузоров, улавливающих атмосферный ветер и направляющих поток воздуха в смесительную трубу, размещенную в водоеме и ориентированную вверх с возможностью притока воды в нее из водоема в направлении, совпадающем с направлением движения воздуха в этой же трубе. Причем верхний торец этой смесительной трубы снабжен ветряным струйным насосом. Конфузоры для улавливания ветра устанавливаются венцом на поплавке. У каждого конфузора имеется своя труба для прохода воздуха в камеру смешения. Выход воздушной трубы размещен в трубе, выполняющей роль смесителя для струйного перемешивания воды и воздуха. В смесителе обеспечен свободный приток воды из глубины водоема. Выход из смесителя оснащен ветряным струйным насосомThe technical result is achieved by the fact that the air blower is made in the form of confusers, trapping atmospheric wind and directing the air flow into the mixing pipe located in the reservoir and oriented upward with the possibility of water inflow into it from the reservoir in the direction coinciding with the direction of air movement in the same pipe . Moreover, the upper end of this mixing pipe is equipped with a wind jet pump. Confusers for catching the wind are installed with a crown on the float. Each confuser has its own pipe for the passage of air into the mixing chamber. The outlet of the air pipe is placed in the pipe acting as a mixer for jet mixing of water and air. The mixer provides a free flow of water from the depths of the reservoir. The mixer exit is equipped with a wind jet pump

Устройство для аэрации воды в водоеме изображено на прилагаемом к описанию чертеже.A device for aerating water in a pond is shown in the drawing attached to the description.

Устройство смонтировано на заякоренном поплавке 1 и содержит конфузоры 2, установленные венцом по окружности на поплавке. Воздушная труба 3 конфузора 2 входит в трубу-смеситель 4. Выход воздушной трубы 3 размещен в трубе-смесителе 4 с возможностью поступления воды из глубины водоема в смеситель 4. Труба-смеситель 4 имеет крепеж на трубе 3. Труба 4 на нижнем конце имеет входное отверстие 6 с клапаном, например, шариковым 7. На верхнем конце трубы-смесителя 4 смонтирован ветряной струйный вакуумный насос 5, выполненный в виде конфузора с направляющей трубой, вмещающей выход из смесителя 4.The device is mounted on an anchored float 1 and contains confusers 2 mounted by a rim around the circumference of the float. The air pipe 3 of the confuser 2 enters the mixer pipe 4. The output of the air pipe 3 is placed in the mixer pipe 4 with the possibility of water from the depth of the reservoir into the mixer 4. The mixer pipe 4 has fasteners on the pipe 3. The pipe 4 at the lower end has an inlet a hole 6 with a valve, for example, a ball 7. A wind jet vacuum pump 5 is mounted on the upper end of the mixer pipe 4, made in the form of a confuser with a guide tube accommodating the outlet from the mixer 4.

Устройство для аэрации воды в водоеме работает следующим образом. Поплавок 1 со смонтированными на нем конфузорами 2 выводят в акваторию водоема, заякоривают в нужном месте. На этом подготовка устройства для аэрации воды заканчивается.A device for aeration of water in a pond works as follows. The float 1 with the confusers 2 mounted on it is discharged into the water area of the reservoir, anchor in the right place. This completes the preparation of the device for aeration of water.

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. В конфузорах 2 скорость движения воздуха усиливается. Одновременно ветряной струйный насос создает над выходом из смесителя вакуум. В воздушных трубах 3 формируется избыточное давление под действием скоростного напора атмосферного воздуха. Поэтому вода и воздух из воздушной трубы 3 выталкиваются в смеситель 4. В смесителе 4 из-за появления воздуха гидростатическое давление на шарик клапана становится меньше, чем гидростатическое давление на шарик клапана со стороны водоема. Поэтому клапан открывается и вода из водоема поступает в смеситель. Устанавливается устойчивый процесс смешения воды с воздухом и выдачи водовоздушной смеси на дневную поверхность ветряным насосом 5 в совокупности со скоростным напором, сформированным конфузорами..The start and operation of the aerator is automatic. Whichever side the flow of atmospheric air moves, it is necessarily caught by one of the confusers 2. In confusers 2, the air velocity increases. At the same time, the wind jet pump creates a vacuum above the outlet of the mixer. In the air pipes 3, excess pressure is formed under the action of the high-speed pressure of atmospheric air. Therefore, water and air from the air pipe 3 are pushed into the mixer 4. In the mixer 4, due to the appearance of air, the hydrostatic pressure on the valve ball becomes less than the hydrostatic pressure on the valve ball from the reservoir side. Therefore, the valve opens and water from the reservoir enters the mixer. A stable process is established of mixing water with air and dispensing a water-air mixture to the surface by a wind pump 5 in conjunction with a high-speed head formed by confusers ..

Таким образом, происходит аэрация воды в водоеме без использования промышленных источников энергии за счет энергии окружающей среды, а именно, за счет нагнетания атмосферного воздуха конфузорами в смесительную трубу, струйного перемешивания его с водой и работе ветряного струйного насоса по выдаче водовоздушной смеси из смесителя в водоем.Thus, water is aerated in a pond without the use of industrial energy sources due to environmental energy, namely, due to the injection of atmospheric air by confusers into the mixing pipe, its jet mixing with water and the work of a wind jet pump to deliver the air-water mixture from the mixer to the pond .

Claims (2)

1. Способ аэрации водоемов, включающий смешивание атмосферного
воздуха с водой, отличающийся тем, что в воду нагнетают атмосферный воздух за счет скоростного напора атмосферного ветра с организацией струйного перемешивания воды и воздуха в смесительной трубе, размещенной в водоеме, и выдают водовоздушную смесь на дневную поверхность посредством ветряного струйного насоса.
1. The method of aeration of water, including mixing atmospheric
air with water, characterized in that atmospheric air is pumped into the water due to the high-speed pressure of the atmospheric wind with the organization of jet mixing of water and air in a mixing pipe located in the reservoir, and the air-water mixture is released to the surface by means of a wind jet pump.
2. Устройство для аэрации водоемов, содержащее нагнетатель воздуха и смеситель воздуха с водой, отличающееся тем, что нагнетатель воздуха выполнен в форме конфузоров, принимающих атмосферный ветер, расположенных венцом на поплавке и направляющих поток воздуха через воздушную трубу в смесительную трубу, размещенную в водоеме, ориентированную вверх, с возможностью притока воды в нее в направлении, совпадающем с направлением движения воздуха в ней, и выдачи на дневную поверхность водовоздушной смеси ветряным струйным насосом. 2. A device for aeration of reservoirs containing an air blower and an air / water mixer, characterized in that the air blower is made in the form of confusers receiving atmospheric wind, located with a crown on the float and directing the air flow through the air pipe into the mixing pipe located in the reservoir, oriented upward, with the possibility of water inflow into it in the direction coinciding with the direction of air movement in it, and dispensing a water-air mixture to the day surface by a wind jet pump.
RU2011139099/05A 2011-09-23 2011-09-23 Method of pond aeration and device to this end RU2489367C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011139099/05A RU2489367C2 (en) 2011-09-23 2011-09-23 Method of pond aeration and device to this end

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011139099/05A RU2489367C2 (en) 2011-09-23 2011-09-23 Method of pond aeration and device to this end

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011139099A RU2011139099A (en) 2013-03-27
RU2489367C2 true RU2489367C2 (en) 2013-08-10

Family

ID=49124098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011139099/05A RU2489367C2 (en) 2011-09-23 2011-09-23 Method of pond aeration and device to this end

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2489367C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU993896A1 (en) * 1981-02-19 1983-02-07 Управление Местной Промышленности Исполнительного Комитета Челябинского Областного Совета Народных Депутатов Apparatus for aeration of water
SU1576497A1 (en) * 1988-06-20 1990-07-07 Л.В.Яшков и Г.Н.Гришанова Device for water aeration
SU1837606A1 (en) * 1990-10-25 1996-03-10 Украинское отделение Всесоюзного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института "Гидропроект" им.С.Я.Жука Device for saturation of water in a reservoir with oxygen
SU1835811A1 (en) * 1990-05-28 1996-03-20 Украинское отделение Всесоюзного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института "Гидропроект" им.С.Я.Жука Device for mixing water in water reservoir
RU2082683C1 (en) * 1991-07-30 1997-06-27 Николаевский Кораблестроительный Институт Им.Адм.С.О.Макарова Water basin aeration installation
DE29802424U1 (en) * 1998-02-16 1998-07-02 Ekelmann, Michael, 49393 Lohne Water aerator with an air intake pipe

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU993896A1 (en) * 1981-02-19 1983-02-07 Управление Местной Промышленности Исполнительного Комитета Челябинского Областного Совета Народных Депутатов Apparatus for aeration of water
SU1576497A1 (en) * 1988-06-20 1990-07-07 Л.В.Яшков и Г.Н.Гришанова Device for water aeration
SU1835811A1 (en) * 1990-05-28 1996-03-20 Украинское отделение Всесоюзного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института "Гидропроект" им.С.Я.Жука Device for mixing water in water reservoir
SU1837606A1 (en) * 1990-10-25 1996-03-10 Украинское отделение Всесоюзного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института "Гидропроект" им.С.Я.Жука Device for saturation of water in a reservoir with oxygen
RU2082683C1 (en) * 1991-07-30 1997-06-27 Николаевский Кораблестроительный Институт Им.Адм.С.О.Макарова Water basin aeration installation
DE29802424U1 (en) * 1998-02-16 1998-07-02 Ekelmann, Michael, 49393 Lohne Water aerator with an air intake pipe

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ХУДЕНКО Б.М., ШПИРТ Е.А. Аэраторы для очистки сточных вод. - М.: Стройиздат, 1973, с. 4-112. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011139099A (en) 2013-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20070257493A1 (en) Hydrocratic generator
CN102348497A (en) Device and method for dissolving gas into a liquid
KR101959780B1 (en) Apparatus for oxygen supply for water treatment
JP2013163177A (en) Air diffusing method provided with hydroelectric power generating device and air diffuser
CN108069524A (en) A kind of ecological running water equipment in situ
RU2593605C1 (en) Device for aeration of water
US9586184B2 (en) Air-powered water circulation systems for ponds, lakes, municipal water tanks, and other bodies of water
US8128070B1 (en) Venturi aeration circulation system
CN203530035U (en) Jet aerator
CA3213619C (en) Method and systems for oxygenation of water bodies
CN201817335U (en) Deep water quality in situ remediation device
RU2489367C2 (en) Method of pond aeration and device to this end
CN108128909B (en) Laminar flow exchange type micro-nano oxygenation water activating machine
US8622371B1 (en) Anchored aerator
CN207891135U (en) A kind of ecological running water equipment in situ
RU2471724C1 (en) Method of water aeration and device for its realisation
WO2021028761A1 (en) Airlift actuated by a suction pump driven by wind energy or by sea wave energy
CN207891136U (en) A kind of micro-nano oxygenation running water machine of laminar flow switch type
TWI641562B (en) Improved submersible pool heating aeration device
RU2478583C1 (en) Method of aerating water bodies and apparatus for realising said method
CN104961249A (en) Method and device for oxygenating water on basis of ultrasonic waves
CA2835851A1 (en) Water purification device that is concealed by water plant island
US9475716B2 (en) Methods for improving liquid quality in a reservoir
WO1999016713A1 (en) Water quality purification device
US11267735B1 (en) Circulation pump for vertically circulating water in bodies of water using consecutive expanding super air bubbles