SU1082775A1 - Устройство дл аэрации жидкости - Google Patents

Abstract

1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРМЩИ ЖИДКОСТИ, ссщержащее направл к огю трубу, установленный по ее оси в верхней части трубы вертикальный вал с Лопастным винтом, распределитель воздуха и отражательный конус, о тличающеесл тем, что, с цель повь венн  эффективности работы устройства за счет увеличени  подачи воздуха и снижени  энергозатрат , распределитель воздуха выполнен из эластичных мелкопористых трубок, размещенных вокруг направл ющей трубы в ее нижней части. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что распределитель воздуха вьтолнен в форме цилиндра с высотой.не более высоты отражательного конуса, и радиусом, не менее диаметра направл ющей трубы. 1980, сточных вод

Description

Изобретение относитс  к технике аэрации жидкости и может быть испол зовано при очистке высококонцентрир ванньк по органическим загр знени м сточных вод, например сточных вод м сокомбинатов, навозсодержащих сто ков, дл  стабилизации активного ила дл  аэрации стоков с повышенным содержанием растворенных солей. Известен механический аэратор, состо ний из лопастного винта, наса женного на вертикальный вал и размещенного в верхней части центральной трубы. Подача воздуха осуществл етс  за счет пониженного давлени  в надлопастном пространстве через воздухоподБод щие трубы . Невысока  окислительна  способность данной конструкции аэратора не позвол ет примен ть его при очистке высококонцентрированных стоков. Наиболее близким к предлагаемому по Технической сущности  влцетс  пи момеханический аэратор АПН-24, пред ставл ющий собой лопастной винт, на саженный на вертикальный вал и расположенный в верхней част  централь ной трубы. Подача воздуха осуществл етс  компрессором через распреде литель, расположенньй под винтом и выполненный из перфорированных труб {Y). Недостатком данной конструкции  вл етс  низка  надежность распреде лител  воздуха, так как перфорированные трубы со временем зарастают растворенньми в воде сол ми, что выводит аэратор из стро . Нарушение.нормальной работы аэра тора происходит и при расходе возд ха выше критический величины, составл ющей 20% от насосной производительности аэратора . Это св зано с тем, что при определенной подаче воздуха возле воздухоподающего устройства образуетс  воздушна  подушка котора  за счет Архимедовой сил поднимаетс  по центральной трубе вверх, вьщавлива  столб жидкости и наруша  тем самым нормальный режим работы азратора. Ограниченность вводимого объема воздуха, т.е. огра ниченность производительности по кислороду, не позвол ет использоват аэратор дл  перемешивани  больших объемов жидкое™. В противном случае нормальный ход биологической очистки будет лимитироватьс  массообменными показател ми. При максимальной возможной подаче воздуха, что  вл етс  необходимым условием эффективного использовани  любого пневмомеханического аэратора , на 50-60% снижаетс  насосна  производительность аэратора, т.е. секундный расход жидкости, проход щей через центральную трубу. Снижение насосного эффекта сопр жено с пропорциональным уменьшением донных скоростей и окислитель- . ной способности, что значительно (в 1,5-1,6 раз) снижает эффективность использовани  аэратора. Кроме того, введение воздуха в центральную трубу и св занна  с этим необходимость преодолени  Архимедовой силы, действующей на пузырьки воздуха, вызывает увеличение полезной мощности аэратора На 15-20%. Это также отрицательно сказываетс  на эффективности работы аэратора. Цель изобретени  - повьшгение эффективности работы устройства за счет увеличени  подачи воздуха и снижени  знергозатрат. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве, содержащем вертикальный вал с лопастным винтом, расположенные в направл ющей трубе по ее оси в верхней части, распределитель воздуха и отражательный конус, распределитель воздуха выполнен из эластичных мелкопористых трубок, раз мещенных вокруг направл к цей трубы в нижней ее части. Дл  лучшего диспергировани  воздуха и распределени  его в аэрируемой жидкости распределитель воздуха выполнен в форме цилиндра, не превышающего по высоте отражательный конус, и радиусом, не менее диаметра направ-: л ющей трубы. На фиг. t изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, вид в плане. Устройство имеет вертикальный вал 1, в нижней части которого крепитс  лопастной винт 2, расположенный в верхней части направл ющей трубы 3. Подача воздуха осуществл етс  по трубопроводам 4 к распределителю 5, состо щему из мелкопористых эластичных трубок 6, из солекислото-щелочно-маслобензостойкой резины. Дл  плавного изменени  направлени  потока жидкости при выход из центральной трубы в нижней части служит, отражательный конус 7. В предлагаемой конструкции устро ства распределитель вьлолнен в форм цилиндра, не превышающего по высоте отражательный конус, и радиусом, не менее диаметра центральной трубы. Указанна  форма диффузора обеспе . чивает наиболее эффективное исполь вание диспергируемого воздуха, поскольку пузырьки воздуха рассредота чиваютс  равномерно по всему сечени потока жидкости, создаваемого лопас ным винтом. При уменьшении высоты распределител  воздух будет распрос ран тьс  лишь частью потока, при этом оставша с  неаэрируема  часть потока будет перемещатьс  по аэроте ку непроизводительно, а выход щий воздух будет образовывать зоны с бо шой насьщенностью пузырьками, что сопровождаетс  интенсивным их укрупнением и, соответственно, снижением эффективности аэрации. Увеличение вьюоты распределит ел  сопровождаетс  нерациональным использованием воздуха, так как часть его неомываетс  скоростньш потоком от лопастного винта, вследствие чего пузырек воздуха, вьпсод щий из отверсти  мелкопористых трубок, очень крупный , (по экспериментальйым данным 3-4 мм) и движетс  к поверх .ности по вертикальной линии, уменьша  общую продолжительность контакта воздуха с жидкостью и коэффициент использовани  воздуха. Зависимость коэффициента использовани  воздуха от распределени  представлена в таблице. Радиус диффузора подобран экспериментально и объ сн етс  тем, что при его уменьшении срываемые с мелкопористых трубок пузырьки воздуха увлекаютс  в начале ко дну аэротенка , где поток от лопастного винта имеет минимальное сечение и измен ет свое направление. Вследствие этого плотность пузырьков возрастает , происходит их укрупнение и уменьшение коэффициента использовани  воздуха. Экспериментальные исследовани  устройства показывают, что коэффициент использовани  воздуха при его подаче через распределитель радиусом 0,7, 0,9, 1,0 составл ет 8,9, 10,0, lOjB г/м соответственно. Выполнение распределител  из перфорированныЕХ эластичных трубок разрешает проблему зарастани  отверстий сол ми, так как при отсутствии подачи воздуха они плотно сжимаютс , предотвраща  проникновение иловых частиц во внутрь трубок, а при подаче воздуха расшир ютс . В то же врем  указанный распределитель обеспечивает очень тонкое диспергирование воздуха. Диаметр пузырьков составл ет 1-1,5 мм (данные получены в результате эксп.фиментальных исследований ), что в 3-3,5 раза меньше диаметра пузырьков воздуха, образующихс  при использовании диффузора из дырчатых труб (4-8 мм). Это позвол ет в несколько раз уменьшить расход потребного воздуха, что существенно отражаетс  на эксплуатационных расходах. Предлагаема  конструкци  аэрационного устройства позвол ет вводить в аэротенк любой заданный обЪ1ем воэдуха , т.е. получать любую производи .тельность по кислороду, что дает возможность использовать устройство дл  аэрации больошх объемов жидкости. При этом не происходит нарушени  нормальной работы устройства. . Подача любого заданного количества воздуха не сопровождаетс  снижением насосного эффе{ста, от которого в пр мой зависимости наход тс  данные скорости и массообменные показатели работы устройства. Так, например , при расходе воздуха 2,4 и 8 м /мин насосный эффект составл ет 25,25 и 25 соответственно , в то врем  как расположение распределител  в центральной трубе

дает насосный эффект при этих же значени х расхода воздуха 24 и 19 м/мин, а при подаче воздуха 8 работа устройства нарушаетс . Увеличение эффективности аэрации лишь за счет повышени  насосного эффекта составл ет . Кроме того, значительное повышение данных скоростей позвол ет увеличить объем зоны аэрации, что положительно сказываетс  на капитальных и эксплуатационных затратах.

Размещение воздухоподшощего устройства с внешней CTOpoJM  аправл ющей трубы позвол ет сэкономить 20% электроэнергии, необходимой дп  преодолени  подъемных сил пузьфьков воздуха при их подаче в трубу и увеличени  на соответствующую величину эффективности аэрацНи .

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет повысить эффективность аэрации жидкости в 2,5 - 2,8 раза (по данным сравнительных исследований ) .

в О

о в

Фи.2

о о

Claims (2)

1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРАЦИИ ЖИДКОСТИ, содержащее направляющую трубу, установленный по ее оси в верхней части трубы вертикальный вал с лопастным винтом, распределитель воздуха и отражательный конус, о τη «чающееся тем, что, с целью повьввения эффективности работы устройства за счет увеличения подачи воздуха и снижения энергозатрат, распределитель воздуха выполнен из эластичных мелкопористых трубок, размещенных вокруг направляющей трубы в ее нижней части.

2. Устройство поп. 1, отличающееся тем, что распределитель воздуха выполнен в форме цилиндра с высотой^не более высоты отражательного конуса, и радиусом, • не менее диаметра направляющей трубы.