RU2642562C2 - Многоступенчатая аэрационная установка - Google Patents

Многоступенчатая аэрационная установка Download PDF

Info

Publication number
RU2642562C2
RU2642562C2 RU2014135337A RU2014135337A RU2642562C2 RU 2642562 C2 RU2642562 C2 RU 2642562C2 RU 2014135337 A RU2014135337 A RU 2014135337A RU 2014135337 A RU2014135337 A RU 2014135337A RU 2642562 C2 RU2642562 C2 RU 2642562C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aeration
gas
liquid
head
fluid stream
Prior art date
Application number
RU2014135337A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014135337A (ru
Inventor
Кайл ГРИН
Тодд УЭББ
Original Assignee
Сиэйр Инк.
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 Сиэйр Инк. filed Critical Сиэйр Инк.
Publication of RU2014135337A publication Critical patent/RU2014135337A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2642562C2 publication Critical patent/RU2642562C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/232—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles
    • B01F23/2322—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles using columns, e.g. multi-staged columns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/2319—Methods of introducing gases into liquid media
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/232—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles
    • B01F23/2323—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles by circulating the flow in guiding constructions or conduits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/234—Surface aerating
    • B01F23/2341—Surface aerating by cascading, spraying or projecting a liquid into a gaseous atmosphere
    • B01F23/23412—Surface aerating by cascading, spraying or projecting a liquid into a gaseous atmosphere using liquid falling from orifices in a gaseous atmosphere, the orifices being exits from perforations, tubes or chimneys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/312—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/312—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
    • B01F25/3121—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof with additional mixing means other than injector mixers, e.g. screens, baffles or rotating elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/80—Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/81—Combinations of similar mixers, e.g. with rotary stirring devices in two or more receptacles
    • B01F33/811—Combinations of similar mixers, e.g. with rotary stirring devices in two or more receptacles in two or more consecutive, i.e. successive, mixing receptacles or being consecutively arranged
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/80—Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/82—Combinations of dissimilar mixers
    • B01F33/821—Combinations of dissimilar mixers with consecutive receptacles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/74—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/305—Treatment of water, waste water or sewage

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Accessories For Mixers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к аэрационной установке для обработки сточных вод. Многоступенчатая аэрационная установка включает по меньшей мере три вертикально ориентированных аэрационных блока, содержащих первый аэрационный блок, который принимает смесь жидкости и газа из источника газа и жидкости и два или более расположенных ниже аэрационных блоков. Каждый аэрационный блок образует вертикально удлиненную камеру аэрации, содержащую верхний впуск и нижний выпуск. Нижний выпуск каждого из аэрационных блоков подает поток текучей среды, содержащий жидкость и газ, в верхний впуск расположенного ниже одного из аэрационных блоков. Один или более расположенных ниже аэрационных блоков содержат впуск для дополнительного газа. Каждый аэрационный блок содержит аэрационную головку, соединенную с верхним впуском и расположенную в пространстве для головки расположенного ниже аэрационного блока так, что поток текучей среды, проходящий через верхний впуск в камеру аэрации, должен проходить через аэрационную головку. Аэрационная головка аэрирует жидкость с газом в потоке текучей среды в пространстве для головки расположенного ниже аэрационного блока. Технический результат: повышение эффективности системы, уменьшение площади основания систем обработки. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
[0002] Настоящее изобретение относится к аэрационной установке, которая содержит ряд зон введения газа и реакции.
Уровень техники
[0003] Аэрационные системы используются в множестве разных применений, включая обработку сточных вод. Использование аэрационных колонн, соединенных последовательно, неэффективно и занимает много пространства, к тому же трудно уравновешивать противодавление внутри системы. Если используют одну колонну и текучую среду подвергают рециркуляции через емкость, то обработанная текучая среда с микропузырьками, проходя через инжектор и насос, подвергается разложению, и образуются более крупные пузырьки. Это снижает эффективность системы.
Краткая сущность изобретения
[0004] Описана многоступенчатая аэрационная установка, содержащая по меньшей мере два вертикально ориентированных аэрационных блока, причем каждый аэрационный блок образует вертикально удлиненную камеру аэрации, содержащую верхний впуск и нижний выпуск, причем упомянутый нижний выпуск каждого из упомянутых аэрационных блоков подает поток текучей среды, содержащий жидкость и газ, в упомянутый верхний впуск, расположенный ниже одного из упомянутых аэрационных блоков. Каждый аэрационный блок содержит аэрационную головку, соединенную с упомянутым верхним впуском так, что поток текучей среды, проходящий через верхний впуск в камеру аэрации, должен проходить через упомянутую аэрационную головку, причем упомянутая аэрационная головка аэрирует жидкость с газом в потоке текучей среды.
[0005] В соответствии с одним аспектом, упомянутая аэрационная головка расположена в упомянутой камере аэрации. Аэрационная головка может представлять собой вертикально продолжающуюся трубу с закрытым нижним концом и радиальными отверстиями, через которые поток текучей среды выходит из аэрационной головки.
[0006] В соответствии с одним аспектом, газ может подаваться в первый аэрационный блок через трубку Вентури, чтобы создавать поток текучей среды.
[0007] В соответствии с одним аспектом, газ в потоке текучей среды может быть по меньшей мере частично растворенным или захваченным жидкостью.
[0008] В соответствии с одним аспектом, упомянутая многоступенчатая аэрационная установка может дополнительно содержать дополнительные впуски для газа в одном или более аэрационных блоках.
[0009] В соответствии с одним аспектом, упомянутая многоступенчатая аэрационная установка может дополнительно содержать выпускной клапан для управления противодавлением в аэрационных блоках.
[0010] В соответствии с дополнительным аспектом, описан способ аэрации жидкости, включающий этапы: создания установки, содержащей по меньшей мере два вертикально ориентированных аэрационных блока, причем каждый аэрационный блок образует вертикально удлиненную камеру аэрации, содержащую верхний впуск и нижний выпуск, причем нижний выпуск и верхний впуск расположенных рядом аэрационных блоков непосредственно соединены, причем каждый аэрационный блок содержит аэрационную головку, соединенную с упомянутым верхний впуском; и введение потока текучей среды, содержащего жидкость, подлежащую аэрации, и газа в упомянутую установку, при этом упомянутый поток текучей среды проходит через аэрационные головки по меньшей мере двух аэрационных блоков так, что жидкость насыщается упомянутым газом.
[0011] В соответствии с одним аспектом, упомянутый способ может дополнительно включать этап введения дополнительного газа в по меньшей мере один аэрационный блок для добавления газа в поток текучей среды. Упомянутый дополнительный газ может отличаться от газа в потоке текучей среды.
[0012] В соответствии с одним аспектом, упомянутая аэрационная головка может продолжаться в упомянутую камеру аэрации. Упомянутая аэрационная головка может представлять собой вертикально продолжающуюся трубу с закрытым нижним концом и радиальными отверстиями, через которые поток текучей среды выходит из аэрационной головки.
[0013] В соответствии с одним аспектом, введение потока текучей среды может включать использование трубки Вентури.
[0014] В соответствии с одним аспектом, упомянутый газ в потоке текучей среды может быть по меньшей мере частично растворенным или захваченным жидкостью.
[0015] В соответствии с одним аспектом, упомянутый способ может дополнительно включать этап регулирования противодавления в упомянутой установке посредством управления выпускным клапаном, соединенным с нижним выпуском последнего аэрационного блока.
[0016] При использовании вышеописанной многоступенчатой аэрационной установки, жидкость проходит вниз через упомянутые аэрационные блоки до тех пор, пока не будет достигнуто требуемое насыщение газом. Количество используемых аэрационных блоков зависит от требуемого насыщения газом. Если имеется избыточный газ, то он переносится с жидкостью из одного блока в другой.
[0017] Может быть использовано множество конфигураций аэрационной головки. Ниже будет описана аэрационная головка в виде вертикально продолжающейся трубы с концевой пробкой в нижнем удаленном конце и радиальными отверстиями, через которые жидкость выходит из аэрационной головки.
[0018] Существуют разные способы подачи газа для аэрации в аэрационную головку. Ниже будет описан газ, подаваемый в аэрационную головку через трубку Вентури, которая втягивает газ в жидкости, проходящие через аэрационную головку.
Краткое описание чертежей
[0019] Эти и другие признаки станут более понятными из приведенного ниже описания, в котором сделаны ссылки на прилагаемые чертежи, причем упомянутые чертежи приведены только для пояснения и не должны рассматриваться как ограничивающие каким бы то ни было образом, причем:
[0020] Фиг. 1 представляет собой вертикальный вид сбоку аэрационной колонны, состоящей из множества аэрационных блоков.
[0021] Фиг. 2 представляет собой вертикальный вид сбоку одного из аэрационных блоков аэрационной колонны, показанной на фиг. 1.
[0022] Фиг. 3 представляет собой вид сверху аэрационной головки из аэрационного блока, показанного на фиг. 2.
[0023] Фиг. 4 представляет собой вертикальный вид сбоку аэрационной колонны, показанной на фиг. 1.
Подробное описание
[0024] Многоступенчатая аэрационная установка, обозначенная в целом ссылочной позицией 10, будет описана ниже со ссылкой на фиг. 1-4.
Структура и взаимоотношение частей
[0025] Ссылаясь на фиг. 1 и 2, многоступенчатая аэрационная установка 10 включает в себя по меньшей мере два вертикально ориентированных аэрационных блока 12. Каждый аэрационный блок 12 образует вертикально удлиненную камеру 14 аэрации, содержащую верхний впуск 16 и нижний выпуск 18. Нижний выпуск 18 каждого из аэрационных блоков 12 подает жидкость в верхний впуск 16 расположенного ниже одного из упомянутых аэрационных блоков. Первый аэрационный блок 12 принимает смесь газа с жидкостью из источника газа и жидкости. Газ может вводиться с использованием, например, находящегося под давлением источника газа или трубки Вентури. Как показано, имеется источник жидкости 34 и источник газа 36, которые смешивают, используя трубку 38 Вентури. Жидкость прогоняют через трубку 38 Вентури и трубопровод 40 для текучей среды при помощи насоса 42. Поток жидкости и газа может называться потоком текучей среды. Когда поток текучей среды проходит через установку 10, часть или весь газ, и любой дополнительный газ, который будет описан ниже, захватывается или растворяется в жидкости. Используемый в данном документе термин «поток текучей среды» относится к жидкости, подлежащей аэрации, и газу, который используется или предназначен для аэрации жидкости. Каждый аэрационный блок 12 содержит аэрационную головку 20, соединенную с верхним впуском 16 так, что все текучие среды, проходящие через верхний впуск 16 в камеру 14 аэрации, должны проходить через аэрационную головку 20. Когда поток текучей среды проходит через аэрационную головку 20, часть газа превращается в микропузырьки, которые захватываются жидкостью, и часть газа превращается в жидкость. На фиг. 3 и 4 показан пример аэрационной головки 20, в которой имеется вертикально продолжающаяся труба 22 с закрытым нижним концом 24, который продолжается в камеру 14 аэрации. Труба 22 содержит радиальные отверстия 26, или прорези, как показано, через которые жидкость выходит из аэрационной головки 20. Радиальные отверстия 26, предпочтительно, расположены под углом по направлению к общей точке, находящейся на некотором расстоянии от трубы 22, так что соответствующие потоки сталкиваются друг с другом, увеличивая сдвигающие усилия, которые вызывают образование микропузырьков. Например, в показанном примере с тремя прорезями 26 верхняя прорезь может быть наклонена вниз примерно на 30 градусов, средняя прорезь может быть расположена горизонтально, а нижняя прорезь может быть наклонена вверх под углом примерно 30 градусов, так что потоки сталкиваются друг с другом. Возможны также другие исполнения аэрационных головок 20.
[0026] Ссылаясь опять на фиг. 1 и 2, могут быть предусмотрены впуски 28 для дополнительного газа в одной или нескольких камерах 14, как показано. Данные впуски могут быть использованы для введения дополнительного газа или другого типа газа. Предпочтительно, если газы, вводимые в этих точках, будут находиться под несколько более высоким давлением по сравнению с давлением в системе, чтобы предотвратить образование нарушения равновесия в системе. В одном примере, при обработке производственных вод из нефтяной скважины может быть предусмотрено от 20 до 30 блоков. Воздух или кислород вводят в первую группу блоков 12 для обработки загрязняющих примесей, которые относительно легче окисляются, таких как железо, загрязнения из группы ВТЕХ (бензол, толуол, этилбензол и ксилолы) и другие. Затем в последние блоки 12 может быть введен озон для обработки оставшихся загрязняющих примесей, которые более трудно окисляются, таких как тяжелые металлы, остаточные углеводороды и другие. Для регулирования рН потока текучей среды может быть введен диоксид углерода, и в конце может быть введен азот или другие инертные газы, для того чтобы выдувать или вытеснять любые оставшиеся газы, которые могут быть захвачены в жидкость, так чтобы она могла быть безопасно утилизирована. Количество блоков и типы газов, а также порядок и объем, в которых они вводятся, будет зависеть от типа обрабатываемой жидкости и требуемой композиции конечного результата.
[0027] Как показано на фиг. 1 и 2, блоки 12 прикреплены друг к другу при помощи фланцев 44. Могут быть также использованы другие типы креплений, как будет понятно. Блоки 12 могут быть прикреплены таким образом, что они удерживаются вертикально совмещенными и уплотненными друг с другом, так что поток текучей среды переходит полностью из одного блока 12 в другой. Ссылаясь на фиг. 3 и 4, аэрационная головка 20 может также содержать фланец 46, который закреплен между фланцами 44. Могут быть также использованы другие варианты закрепления аэрационной головки 20 внутри блоков 12. Блоки 12 могут также содержать контрольное отверстие 46 для извлечения пробы из блоков в целях контроля.
[0028] В известных аэрационных колоннах, которые расположены последовательно, трубки Вентури не могут быть размещены последовательно, и может быть использована аэрация, обеспечиваемая аэрационными головками. Это делает последовательность колонн неэффективной, а противодавление трудно уравновешиваемым. Для того чтобы устранить данный недостаток, установка 10 имеет однопроходную конструкцию, в которой аэрационные блоки 12 могут добавляться последовательно, требуя малого дополнительного пространства. Ссылаясь на фиг. 1, текучая среда перемещается сверху вниз. Аэрационные головки 20 расположены во впусках аэрационных блоков 12 и обеспечивают эффективный перенос газа и жидкости в каждую камеру 14 аэрации. Дополнительный газ может быть введен в камеру 14 аэрации, например, в первом конце каждого аэрационного блока 12, посредством впусков 28 для дополнительного газа.
[0029] Ссылаясь на фиг. 1, камеры 14 аэрации аэрационных блоков 12 расположены в последовательных секциях установки 10.
Противодавление уравновешивается при помощи клапана 32, соединенного с выпуском 18 последнего аэрационного блока 12, чтобы обеспечить максимально эффективный переход газа в жидкость, подлежащую аэрации. Величина противодавления сбалансирована между образованием более стабильной аэрированной жидкости и уменьшением аэрационного потенциала системы. Предпочтительно, камеры 14 аэрации содержат газ, и достаточное количество газа, так что смесь жидкости и газа проходит через следующий аэрационный блок 12. Другими словами, камеры 14 аэрации, предпочтительно, заполнены в основном газом, так что как газ, так и жидкости проходят через прикрепленную аэрационную головку 20 в следующий блок. Это позволяет вводить другие газы в поток посредством введения газа в камеру 14 выше аэрационной головки 20 и позволяет как газу, так и жидкости проходить через аэрационную головку 20. Количество газа и жидкости, проходящее через каждую аэрационную головку 20, можно регулировать посредством регулирования противодавления в системе и давления дополнительного газа, вводимого через впуски 28 для дополнительного газа. При этом, для того чтобы регулировать противодавление, последний блок 12 разрешается по меньшей мере частично заполнить жидкостью и так, что жидкость в первую очередь удаляется из системы.
[0030] Вместо использования для введения больше газа в поток, дополнительные блоки 12 могут быть использованы просто для того, чтобы стабилизировать микропузырьки жидкой смеси и достигать состояния перенасыщения.
[0031] Для того чтобы сделать перемещение газа более эффективным, перепад давления в системе, предпочтительно, поддерживается на минимальном уровне. При использовании одного насоса, перепад давления в системе должен быть минимальным, поэтому должны быть использованы минимальные колена и изменения направления. В то время как в колоннах последовательной аэрации в каждой аэрационной колонне перепад давления составляет приблизительно 3 фунт/дюйм2, в одноходовой установке 10, описанной в данном документе, предпочтительно, падение давления в каждой камере аэрации составляет приблизительно 1 фунт/дюйм2. В известных системах, использование трубки Вентури вызывало снижение эффективности всасывания. Установка настоящего изобретения может быть выполнена с минимальными потерями на всасывание при прибавлении каждой дополнительной камеры аэрации.
[0032] Противодавление в аэрационной системе должно быть сбалансировано так, чтобы согласовать условия в каждой секции. Существует эффективное противодавление для одной аэрационной колонны при конкретной скорости потока. Хотя это справедливо для многоступенчатой аэрационной системы, это не то же, что один блок, и это нельзя представлять себе таким же образом. Многоступенчатая аэрационная система предусматривает высокие концентрации и мощные зоны реакции и обеспечивает устранение емкостей в течение времени пребывания.
[0033] Одна аэрационная колонна достаточно эффективна для растворения всего газа, который способна вводить трубка Вентури. Для того чтобы увеличить общий объем газа в системе, могут быть добавлены точки введения другого газа. Сочетание введения через трубку Вентури вначале с последующим введением газа в последовательных камерах аэрации обеспечивает очень высокие концентрации газа, более мощные зоны реакции и возможность заменять газы, чтобы вызывать сложные реакции. Это устраняет необходимость в емкостях для введения дополнительного газа или введения вспомогательного газа, значительно уменьшая площадь основания и капитальные затраты.
Эксплуатация
[0034] При использовании вышеописанной многоступенчатой аэрационной установки, жидкость проходит вниз через аэрационные блоки, чтобы достигнуть требуемого насыщения газом. Количество используемых аэрационных блоков зависит от требуемого насыщения газом. Избыточный газ в одном блоке переносится с жидкостью из одного блока в другой.
[0035] Когда жидкость и газ проходят через каждую ступень упомянутой многоступенчатой аэрационной системы, аэрационные блоки вызывают рассекание смеси воды с газом, уменьшая размеры пузырьков. Увеличенная энергия способствует осуществлению реакций. Каждый раз, когда смесь воды с газом выходит из аэрационной головки камеры аэрации, образуются более мелкие пузырьки. Это позволяет достигнуть более высокой концентрации газа и может продолжаться до тех пор, пока не останется свободного газа. Очень мощные зоны реакции образуются, когда смесь воды с газом выходит из аэрационных головок, которая увеличивает скорости химических реакций.
Преимущества установки настоящего изобретения
[0036] Многоступенчатая диффузионная система может обеспечить ряд преимуществ по сравнению с известными диффузионными системами, таких как:
- достижение более высоких концентраций растворенного газа при использовании одинаковой мощности насосов и объемов газа.
- Большее количество газа может быть растворено в растворе при увеличении скоростей реакции.
- Разные газы могут быть добавлены в упомянутый поток посредством введения разных газов в разных аэрационных блоках.
- Может быть достигнут меньший размер пузырьков, поскольку отсутствует рециркуляция.
- Последовательные зоны реакции устраняют необходимость в емкостях и многократном циклическом повторении в системе.
- Уменьшенная площадь основания систем обработки за счет устранения емкостей, избыточных аэрационных систем и насосов.
- Меньшая стоимость, связанная с сооружением систем обработки.
- УФ-излучение может быть введено в систему, чтобы обеспечить улучшенное окисление в множестве зон реакции.
- Аэрационные блоки можно устанавливать друг на друга, чтобы образовать аэрационную колонну с увеличенным количеством зон реакции без необходимости в дополнительной потребляемой мощности.
[0037] В данном патентном документе, термин «содержащий» используется в неограничивающем смысле, имея ввиду, что элементы, перечисленные за данным термином, включены, а элементы, конкретно не указанные, не исключены. Ссылка на элемент в единственном числе не исключает возможности наличия нескольких таких элементов, если контекст явно не требует, что предусмотрен один и только один из элементов.
[0038] Необходимо понимать, что приведенная ниже формула изобретения включает в себя элементы, конкретно показанные и описанные выше, их принципиально эквивалентные элементы и элементы, которые, очевидно, способны их заменять. Объем формулы изобретения не ограничен предпочтительными вариантами осуществления, показанными выше в примерах, и должен восприниматься в самом широком толковании в соответствии с описанием в целом.

Claims (20)

1. Многоступенчатая аэрационная установка, содержащая:
по меньшей мере три вертикально ориентированных аэрационных блока, содержащих первый аэрационный блок, который принимает смесь жидкости и газа из источника газа и жидкости и два или более расположенных ниже аэрационных блока, причем каждый аэрационный блок образует вертикально удлиненную камеру аэрации, содержащую верхний впуск и нижний выпуск, причем нижний выпуск каждого из аэрационных блоков подает поток текучей среды, содержащий жидкость и газ, в верхний впуск расположенного ниже одного из аэрационных блоков; причем один или более расположенных ниже аэрационных блоков содержат впуск для дополнительного газа; и
каждый аэрационный блок содержит аэрационную головку, соединенную с верхним впуском и расположенную в пространстве для головки расположенного ниже аэрационного блока так, что поток текучей среды, проходящий через верхний впуск в камеру аэрации, должен проходить через аэрационную головку, причем аэрационная головка аэрирует жидкость с газом в потоке текучей среды в пространстве для головки расположенного ниже аэрационного блока.
2. Многоступенчатая аэрационная установка по п. 1, в которой аэрационная головка продолжается в упомянутую камеру аэрации.
3. Многоступенчатая аэрационная установка по п. 2, в которой аэрационная головка представляет собой вертикально продолжающуюся трубу с закрытым нижним концом и радиальными отверстиями, через которые поток текучей среды выходит из аэрационной головки.
4. Многоступенчатая аэрационная установка по п. 1, в которой газ подается в первый аэрационный блок через трубку Вентури для образования потока текучей среды.
5. Многоступенчатая аэрационная установка по п. 1, в которой упомянутый газ в потоке текучей среды является по меньшей мере частично растворенным или захваченным жидкостью.
6. Многоступенчатая аэрационная установка по п. 1, в которой впуски для дополнительного газа расположены выше нижнего выпуска одного или более аэрационных блоков так, что аэрационная головка камеры аэрации ниже впуска для дополнительного газа аэрирует жидкость с газом в потоке текучей среды и дополнительном газе.
7. Многоступенчатая аэрационная установка по п. 1, дополнительно содержащая выпускной клапан для регулирования противодавления в аэрационных блоках.
8. Способ аэрации жидкости, включающий этапы:
обеспечения установки, содержащей по меньшей мере два вертикально ориентированных аэрационных блока, содержащих первый аэрационный блок, который принимает смесь жидкости и газа из источника газа и жидкости и один или более расположенных ниже аэрационных блоков, причем каждый аэрационный блок образует вертикально удлиненную камеру аэрации, содержащую верхний впуск и нижний выпуск, причем нижний выпуск и верхний впуск расположенных рядом аэрационных блоков непосредственно соединены, причем каждый аэрационный блок содержит аэрационную головку, соединенную с верхним впуском, причем один или более расположенных ниже аэрационных блоков содержат впуск для дополнительного газа;
введения потока текучей среды, содержащего жидкость, подлежащую аэрации, и газ, в установку, причем поток текучей среды проходит через аэрационные головки упомянутых по меньшей мере двух аэрационных блоков так, что жидкость аэрируется газом, по мере того как он поступает в пространство для головки соседнего аэрационного блока.
9. Способ по п. 8, дополнительно включающий этап введения дополнительного газа в по меньшей мере один аэрационный блок для пополнения газа в потоке текучей среды.
10. Способ по п. 9, в котором дополнительный газ отличается от газа в потоке текучей среды.
11. Способ по п. 8, в котором аэрационная головка продолжается в камеру аэрации.
12. Способ по п. 11, в котором аэрационная головка представляет собой вертикально продолжающуюся трубу с закрытым нижним концом и радиальными отверстиями, через которые поток текучей среды выходит из аэрационной головки.
13. Способ по п. 8, в котором введение потока текучей среды включает использование трубки Вентури.
14. Способ по п. 8, в котором упомянутый газ в потоке текучей среды является по меньшей мере частично растворенным или захваченным жидкостью.
15. Способ по п. 8, дополнительно включающий этап регулирования противодавления в упомянутой установке посредством управления выпускным клапаном, соединенным с нижним выпуском последнего аэрационного блока.
16. Способ по п. 8, в котором впуск для дополнительного газа подает дополнительный газ в камеру аэрации выше нижнего выпуска одного или более аэрационных блоков и аэрационная головка камеры аэрации ниже впуска для дополнительного газа аэрирует жидкость с газом в потоке текучей среды и дополнительном газе.
RU2014135337A 2012-01-31 2013-01-31 Многоступенчатая аэрационная установка RU2642562C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261592689P 2012-01-31 2012-01-31
US61/592,689 2012-01-31
PCT/CA2013/050077 WO2013113123A2 (en) 2012-01-31 2013-01-31 Multi-stage aeration apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014135337A RU2014135337A (ru) 2016-03-20
RU2642562C2 true RU2642562C2 (ru) 2018-01-25

Family

ID=48905963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014135337A RU2642562C2 (ru) 2012-01-31 2013-01-31 Многоступенчатая аэрационная установка

Country Status (16)

Country Link
US (1) US9533267B2 (ru)
EP (1) EP2809434B1 (ru)
CN (1) CN104136107B (ru)
AU (1) AU2013214670B2 (ru)
BR (1) BR112014018662A8 (ru)
CA (1) CA2862687A1 (ru)
CL (1) CL2014002031A1 (ru)
HK (1) HK1203439A1 (ru)
IL (1) IL233901A0 (ru)
MX (1) MX354231B (ru)
MY (1) MY178684A (ru)
PH (1) PH12014501721A1 (ru)
RU (1) RU2642562C2 (ru)
UA (1) UA115322C2 (ru)
WO (1) WO2013113123A2 (ru)
ZA (1) ZA201406041B (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10272355B2 (en) * 2014-01-06 2019-04-30 Still Technologies, Llc Distillation column having removable tray assembly
US9051194B1 (en) * 2014-01-09 2015-06-09 Nels Robert Ladouceur Method of generating micro and nano bubbles in a fluid
CN104587857A (zh) * 2015-02-11 2015-05-06 邦达诚科技（常州）有限公司 用于气液混合仪的驳接装置
US11518720B2 (en) 2019-05-02 2022-12-06 California Organic Fertilizers, Inc. Manufacturing process for producing ammonia from anaerobic digestate liquid
KR102564803B1 (ko) * 2021-05-20 2023-08-07 홍승훈 가스 용해 시스템

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2139131C1 (ru) * 1991-12-02 1999-10-10 Текнолоджикал Рисорсез Пти Лимитед Реактор
US6132629A (en) * 1998-10-20 2000-10-17 Roger J. Boley Method and apparatus for continuous or intermittent supply of ozonated water
EP1423182B1 (en) * 2001-09-07 2005-04-13 YARA International ASA A method and a system for dissolving gas in a liquid
US20080112257A1 (en) * 2006-11-10 2008-05-15 Masatoshi Masuda Mixing device for tub
RU82580U1 (ru) * 2008-11-20 2009-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" Смесительное устройство для систем газ - жидкость
US20100219260A1 (en) * 2007-07-06 2010-09-02 Daigo Matsuoka Method for Manufacturing a Hydrogen-Added Water and a Device for the Same
US20110156287A1 (en) * 2009-12-28 2011-06-30 Yih-Jin Tsai Microbubble water generator

Family Cites Families (71)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US159512A (en) * 1875-02-09 Improvement in steam and air brakes
US641684A (en) * 1898-10-13 1900-01-23 Harvey S Ferry Means for carbonating liquids.
US780714A (en) * 1902-11-15 1905-01-24 Harvey S Ferry Apparatus for carbonating liquids.
US801641A (en) * 1905-01-04 1905-10-10 George H Boetcher Injector.
US992081A (en) * 1908-06-17 1911-05-09 Gas Power Company Scrubber and method of mingling gas and liquid and creating pressure in the gas.
GB671365A (en) 1948-08-19 1952-05-07 Jaques Zucker Procedure and apparatus for carbonation of a liquid
US3482694A (en) 1967-06-27 1969-12-09 Neptune Microfloc Inc Method and apparatus for separation of solids from liouids
US3761065A (en) * 1971-05-21 1973-09-25 Rp Ind Inc High efficiency direct gas-liquid contact apparatus and methods
US3892659A (en) 1973-05-04 1975-07-01 Airco Inc Multiple cycle process for wastewater purification
US4042510A (en) * 1976-09-02 1977-08-16 Canton Textile Mills, Inc. Liquid aeration device
US4145279A (en) 1977-01-24 1979-03-20 Pure Cycle Corporation Water recycling system
US4256574A (en) 1979-09-12 1981-03-17 Sterling Drug Inc. Ozone disinfection system
CA1152017A (en) 1980-07-01 1983-08-16 Edmund J. Ciepiela Treatment of brackish water
FR2528324A1 (fr) 1982-06-14 1983-12-16 Omnium Traitement Valorisation Reacteur pour l'injection de gaz dans un liquide
DE3516027A1 (de) 1985-05-04 1986-11-06 Huels Chemische Werke Ag Ruehrsystem und verfahren zum begasen von fluessigkeiten
DE8608486U1 (de) 1986-03-25 1986-05-07 Domke GmbH & Co KG vorm. Robert Zimmer Nachf., 1000 Berlin Vorrichtung zur Anreicherung von Wasser mit Sauerstoff
US4911836A (en) 1988-08-08 1990-03-27 Haggerty T G Submerged aeration system
SU1699959A1 (ru) 1989-08-22 1991-12-23 Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт прикладной биохимии Аэратор
US5049320A (en) 1990-07-03 1991-09-17 International Environmental Systems, Inc. Gas dissolving system and method
US5356600A (en) 1990-09-24 1994-10-18 Praxair Technology, Inc. Oxygen enrichment method and system
US5091118A (en) * 1990-10-09 1992-02-25 Burgher Peter H Device for dissolving gasses into liquids
WO1993023340A1 (en) 1992-05-14 1993-11-25 Idec Izumi Corporation Method and apparatus for dissolving a gas into and mixing the same with a liquid
DE4242425A1 (de) 1992-12-11 1994-06-16 Auf Adlershofer Umweltschutzte Flüssigphasereaktor
FR2699914B1 (fr) 1992-12-28 1995-05-12 Degremont Réacteur pour l'ozonation optimisée des eaux destinées à la consommation humaine.
JP2670492B2 (ja) 1993-08-26 1997-10-29 和泉電気株式会社 気液溶解混合装置
US5543089A (en) 1993-01-28 1996-08-06 Pichardo; Antonio C. Device for aeration of polluted water
FR2715395B1 (fr) 1994-01-26 1997-02-07 Anjou Rech Unite de traitement d'eau par ozonation, et installation de production d'eau ozonee correspondante
GB9405000D0 (en) 1994-03-15 1994-04-27 Boc Group Plc Gas dissolving
NO303048B1 (no) 1994-10-19 1998-05-25 Mastrans As FremgangsmÕte og utstyr for rensing av en vµske
US5545330A (en) 1994-12-01 1996-08-13 Amerada Hess Corporation Water treatment system
CN1044334C (zh) 1994-12-28 1999-07-28 黄为民 搅拌釜
US5711887A (en) 1995-07-31 1998-01-27 Global Water Industries, Inc. Water purification system
CN1175933A (zh) 1995-12-28 1998-03-11 三其股份有限公司 空气净水机
KR100298855B1 (ko) 1996-08-07 2001-11-14 다나카 쇼소 기-액분산장치및기-액접촉장치및폐수처리장치
CA2183146A1 (en) 1996-08-12 1998-02-13 Thomas C. Bower Method and apparatus for management wastewater effluent from various wastewater effluent sources
US5711902A (en) 1996-11-15 1998-01-27 Hsu; Yung-Chien Gas-induced reactor
JP3290085B2 (ja) 1997-01-21 2002-06-10 株式会社マリン技研 養殖場水域環境保全装置
US5951922A (en) 1998-02-10 1999-09-14 Mazzei; Angelo L. Aeration system for substantial bodies of water
US6214242B1 (en) * 1998-11-18 2001-04-10 Frederick B. Swensen Direct injection air stripping method and apparatus
JP3468414B2 (ja) 1998-12-25 2003-11-17 千葉 ともえ オゾンによる有機性、難分解性排水の処理方法及びシステム
US6464875B1 (en) 1999-04-23 2002-10-15 Gold Kist, Inc. Food, animal, vegetable and food preparation byproduct treatment apparatus and process
US6569338B1 (en) 1999-08-26 2003-05-27 Boris Ozyboyd Integrated vertical wastewater treatment vessel and method
DE60140091D1 (de) 2000-04-18 2009-11-12 Mitsubishi Rayon Co Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Sprudelwasser
CA2337975C (en) 2001-02-26 2010-11-09 Hydroxyl Systems Inc. Wastewater treatment system
US6923901B2 (en) 2001-03-26 2005-08-02 Marine Environmental Partners, Inc. Non-chemical water treatment method and apparatus employing ionized air purification technologies for marine application
US6740245B2 (en) 2001-03-26 2004-05-25 Enerox Technology Llc Non-chemical water treatment method and apparatus employing ionized air purification technologies
US6758462B2 (en) * 2001-10-17 2004-07-06 Pepsico, Inc. Carbonation system and method
CA2471387C (en) 2002-01-25 2009-12-01 Seair Inc. Diffuser and an aeration apparatus equipped with such a diffuser
US7273562B2 (en) 2002-04-17 2007-09-25 Nutech 03, Inc. Ozone injection method and system
US6869540B2 (en) 2002-04-17 2005-03-22 Nutech 03 Ballast water ozone injection method and system
US7402253B2 (en) 2002-04-17 2008-07-22 Nutech 03, Inc. Controlled bypass flow and ozone proportion method and system
US7381338B2 (en) 2002-04-17 2008-06-03 Nutech 03, Inc. Ballast water treatment system and method without off-gas
US7704390B2 (en) 2002-11-18 2010-04-27 Ionz Bluewater Solutions, Inc. Wastewater treatment system
US7159854B2 (en) * 2003-08-21 2007-01-09 Glr Solutions Ltd. Apparatus and method for producing small gas bubbles in liquids
AU2003304551A1 (en) 2003-11-19 2005-06-08 Anzai, Setsu Waste water treating system for treating waste water after biogas is produced
AU2003294487A1 (en) 2003-11-20 2005-07-14 Marine Environmental Partners, Inc. Ballast water treatment system
KR200344145Y1 (ko) 2003-12-12 2004-03-10 이평범 오존 접촉식 반응기를 이용한 유존 살균 수 제조장치
JP5643474B2 (ja) 2004-10-01 2014-12-17 ヴェロシス，インク． マイクロチャネルプロセス技術を用いる多相混合プロセス
RU2282595C1 (ru) 2004-12-14 2006-08-27 Республиканское унитарное предприятие Специальное конструкторско-технологическое бюро "Металлополимер" Трубчатый аэрирующий элемент для мелкопузырчатой аэрации
KR100642986B1 (ko) 2005-03-30 2006-11-10 이평범 오존 용해 산화 장치를 이용한 고도 수 처리장치
CA2606190A1 (en) 2005-04-27 2006-11-02 Hw Process Technologies, Inc. Treating produced waters
US20080314807A1 (en) 2005-09-23 2008-12-25 Max Rudolf Junghanns Systems and Methods For Treating Water
WO2007053110A1 (en) 2005-11-02 2007-05-10 Hygieneland (Singapore) Pte. Ltd. Treatment of wastewater
WO2008028493A1 (en) 2006-09-04 2008-03-13 Infarm A/S A method and an apparatus for treatment of a substance having organic content
CA2681086C (en) 2007-03-16 2014-05-27 Seair Inc. Wastewater treatment apparatus having sequential treatment tanks
JP5269768B2 (ja) * 2007-03-30 2013-08-21 哲彦 藤里 曝気ユニット及びそれを備えた曝気装置と曝気方法
EP2042231A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-01 Grundfos BioBooster A/S Aeration device
WO2009127870A2 (en) 2008-04-16 2009-10-22 Clean Water Systems Limited Wastewater treatment apparatus and method
US8047509B2 (en) 2009-04-08 2011-11-01 Uop Llc Vapor-liquid contacting apparatuses with vortex contacting stages
CA2784130A1 (en) * 2009-12-14 2011-06-23 Emefcy Ltd. Diffusion aeration for water and wastewater treatment
CA2689171C (en) 2009-12-21 2017-05-23 Seair Inc. Method of high flow aeration

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2139131C1 (ru) * 1991-12-02 1999-10-10 Текнолоджикал Рисорсез Пти Лимитед Реактор
US6132629A (en) * 1998-10-20 2000-10-17 Roger J. Boley Method and apparatus for continuous or intermittent supply of ozonated water
EP1423182B1 (en) * 2001-09-07 2005-04-13 YARA International ASA A method and a system for dissolving gas in a liquid
US20080112257A1 (en) * 2006-11-10 2008-05-15 Masatoshi Masuda Mixing device for tub
US20100219260A1 (en) * 2007-07-06 2010-09-02 Daigo Matsuoka Method for Manufacturing a Hydrogen-Added Water and a Device for the Same
RU82580U1 (ru) * 2008-11-20 2009-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" Смесительное устройство для систем газ - жидкость
US20110156287A1 (en) * 2009-12-28 2011-06-30 Yih-Jin Tsai Microbubble water generator

Also Published As

Publication number Publication date
PH12014501721B1 (en) 2014-11-10
CN104136107B (zh) 2016-08-24
BR112014018662A2 (ru) 2017-06-20
MY178684A (en) 2020-10-20
AU2013214670A1 (en) 2014-09-04
IL233901A0 (en) 2014-09-30
CL2014002031A1 (es) 2015-01-16
US9533267B2 (en) 2017-01-03
EP2809434A4 (en) 2016-03-09
CN104136107A (zh) 2014-11-05
MX2014009215A (es) 2015-04-08
WO2013113123A3 (en) 2013-10-10
EP2809434B1 (en) 2018-06-13
UA115322C2 (uk) 2017-10-25
WO2013113123A2 (en) 2013-08-08
RU2014135337A (ru) 2016-03-20
ZA201406041B (en) 2015-10-28
AU2013214670B2 (en) 2017-07-13
PH12014501721A1 (en) 2014-11-10
HK1203439A1 (en) 2015-10-30
EP2809434A2 (en) 2014-12-10
CA2862687A1 (en) 2013-08-08
MX354231B (es) 2018-02-19
BR112014018662A8 (pt) 2017-07-11
US20140367345A1 (en) 2014-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2642562C2 (ru) Многоступенчатая аэрационная установка
KR100703890B1 (ko) 혐기 및 호기성소화에 의한 고농도 오폐수 처리장치 및방법
US8871098B2 (en) Gas dispersion apparatus for improved gas-liquid mass transfer
US8808550B2 (en) Apparatus and method for dissolution of ozone in water and catalytic oxidation
JPH1080627A (ja) 気液処理装置
US20120228404A1 (en) Systems and methods for delivering a liquid having a desired dissolved gas concentration
US7121535B2 (en) Horizontal reaction chamber comprised of nested, concentric tubes for use in water purification
US20130118977A1 (en) Process and Apparatus for Gas-Enriching a Liquid
CA2043162C (en) Installation for the treatment of flows of liquids with monophase contactor and recirculating-degassing device for such an installation
JP3107882B2 (ja) 気液接触装置
GB2535659A (en) Methods and devices for performing reactions
JP2020501890A (ja) 内部固体分離を備えた曝気反応器
JPH0515753A (ja) 気液接触装置
KR101215378B1 (ko) 상하향 다단선회류 유기성폐수 정화시스템
CN106315967A (zh) 臭氧生物活性炭净水装置
KR102577067B1 (ko) 헬리코일이 내장된 가스용해장치
RU2223814C2 (ru) Аппарат для контактирования газа и жидкости
CN108025936B (zh) 带有环流反应器的、用于生物地清洁液体的设备
CN116547060A (zh) 用于气体和液体混合物的受控开发和输送的系统和方法
KR100914690B1 (ko) 폐수처리장치
Yablokova et al. REFINED MATHEMATICAL MODEL OF THE WATER OZONATION PROCESS IN INJECTION JET APPARATUS
KR20180107606A (ko) 고농도 유기성 폐수의 처리장치 및 방법

Legal Events

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

Effective date: 20190201