Устройство для аэрации сточных вод

Устройство для аэрации сточных вод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРАЦИИ СТОЧНЫХ вод, содержащее вертикальный вал с лопастным винтом, расположенным в верхней части центральной трубы, распределитель воздуха и отражательный конус, отличающееся тем, что, с целью повышения нг дежности работы устройства и эффективного -использования воздуха путем его тонкого диспергирования при одновременном снижении энергозатрат, распределитель воздуха, выполнен в виде кассеты из мелкопористых эластичных трубок и установлен в нижней части центральной трубы под углом 50-60 к напр влению движения воздуха. 2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что отражательный конус , выполнен с рифленой поверхностью. S

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11)

3(51) С 02 F 3/20

C

Г .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3508386/23-26 (22) 04.11.82 (46) 23.04.84.Бюл. )). 15 (72) Б.Г.Мишуков, Е.М.Протасовский и B.Â.Ìèëëåð (71) Ленинградский ордена Трудового

Красного Звамени инженерно-строительный институт (53) 628.356(088.8) (56) 1, Мишуков В.Г., Протасовский E.М.

Новые методы и сооружения для водоотведения и очистки сточных вод. Сб. трудов, Л., ЛИСИ, 1980, с.16-20. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРАЦИИ

СТОЧНЫХ ВОД, содержащее вертикальный вал с лопастным винтом, расположенным в верхней части центральной трубы, распределитель воздуха и отражательный конус, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения н, дежности работы устройства и эффективного использования воздуха путем его тонкого диспергирования при одновременном снижении энергозатрат, распределитель воздуха, выполнен в виде кассеты из мелкопористых эластичных трубок и установлен в нижней части о центральной трубы под углом 50-60 к направлению движения воздуха.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что отражательный ко. нус. выполнен с рифленой поверхностью.

1987471

Изобретение относится к технике аэрации жидкости и может быть исполь зовано при очистке высококонцентрированных по органическим загрязнениям сточньгл вод, например сточных вод животноводческих комплексов, молочных завсдов, или для стабилизации избыточного активного ила или осадков городских сточных вод.

Известен аэратор, представляющий 10 собой лопастной винт, насаженный на вертикальный вал и расположенный в верхней части центральной трубы.

Подача воздуха осуществляется компрессором через диффузор, расположенныи, .15 ! под винтом и выполненный из дырча1 тых труб (1 .

Однако использование данной конструкции аэратора при очистке высококонцентрированных сточных вод сопровождается некоторыми трудностями; во-первьж, быстрым зарастанием диффузора растворенными в сточных водах соплями, что выводит аэратор из строя, во-вторых, необходимость устройства дырчатых труб диффузора с максимально возможным размером отверстий связана с низким коэффициентом использования воздуха, так как пузырек, срываемый потоком жидкости с ди11х ;узора, очень крупный. Это требует увеличения объема подаваемого воздуха, а следовательно, и увеличения эксплуатационных затрат. Низкий коэффициент использования воздуха связаI и с тем,,„ что пузырьки воздуха, срываемые пото;;ом жидкости с дырчатой трубы, по мере продвижения по центральнОЙ трубе вниз из-за высокой их плотности слипаются, уменьшая общую площадь контакта газа с жидкостью. Необходимость перемещения большого объема воздуха вниз по центральной трубе связа 1а с дополнительной затратой знег.гии, которая расходуется на преодоле11ие подъемных сил пузырьков, что снижает эффективность аэрации.

Целью изобретения является повышение надежности работы диффузора и более эффективное использова11ие

5G подаваемого воздуха путем тонкого его диспергирования при одновременном снижении энергоза рат.

Указанная цель достигается тем. что в устройстве, содержащем вертикальный вал с лопастным винто11, расположенным в верхней части ценгральной трубы, распределитель воздуха и отражательный конус, распределитель воздуха выполнен в виде кассеты из мелкопористых эластичных трубок и установлен в нижней части центральной трубы под углом 50-60 к направлению движения.

Отражательный конус выполнен с рифленой поверхностью воздуха.

Для дополнительного эффективного диспергирования выходящего из центральной трубы воздуха диффузор расположен над отражательным конусом на расстоянии 0,5-0,7 Т, где Т вЂ” скорость движения жидкости в центральной трубе, м/с, 0,5-0,7 — коэффициент роста пузырьков, 1/с. Для повышения устой11ивости диффузора к воздей с . ствию растворенных в сточных подах солей, кислот., щелочей и других примесей мелкопористые эластичные трубки выполнены из соле-кислотно-щелочиомасло-бензостойкой резины.

На чертеже изображено предлагаемое аэрационное устройство, разрез.

Устройство имеет вертикальный вал 1, в нижней части которого крепится лопастнОЙ винт 2, расположенный в верхней части центральной трубы 3.

Нижняя часть центральной трубы заканч ыается Отражательными конусом с рифленой поверхностью 1. Воздух по,дается по трубе 5 через диффузор 6, Г состоящий из мелкопористых эластичных трубок 7 и установленный под уго лом 50-60 к направлению движения жидкости над отражательным конусом на расстоянии, которое преодолсвает поток жидкости в центральной трубе за 0,5-0,7 с.

Устройство работает следующим образом.

При подаче воздуха по трубе 5 к диффузору 6 мелкогористые эластичные трубки 7 расширяютс:=, о еспечивая диспергирсвание воздуха на мелкие пу:-ь1рьки диаметром 1-,5 им, ДисперLî3 g

EII Kcl TH, создающи1: ся при вращении валQ 1 с лОпаст1!ой мешалкои 2 к оТражательному конусу 4, При столкновеник газожидкостной смеси с рифленой поверхностью конуса ч происходит доИОЛНИТЕЛЬ ОЕ Д11(ПЕР Г11ВОВЯЯИЕ BO ".P)Õß после чего смесь из центральнои трубы 3 поступает в рабочу1о камеру 8,,где рассредотачивйется по всему Объему.

Установка диффузора в нижней 1асти центральной трубы сводит до мин II=,-.

108 7И1 движение пузырьков воздуха в ней, следовательно, значительно сокращают- . ся затраты электроэнергии на преодоление подъемных сил, действующих на пузырьки при их перемещении сверху вниз. Зкспериментальные исследования показали, что потребляемая мощность устройства с нижним расположением диффузора снижается на 8-107.

С целью получения максимально воэ- 1О можного диаметра пузырьков диспергированного воздуха кассета из мелкопористых эластичных трубок расположена под углом 50-б0 к направлению о движения жидкости. Величина угла по- 15 добрана экспериментально и объясняется следующим образом. При расположении кассеты под заданным углом значительно уменьшается касательное напряжение, которое удерживает пузырьки. 28 во".äóõà в поверхности трубок при воздействии на них набегающего потока жидкости. Поэтому пузырьки срываются жидкостью уже на начальном этапе формирования. Увеличение угла наклона 25 кассеты сопровождается увеличением сил сцепления воздуха с поверхностью, и пузырек успевает вырасти. При уменьшении величины угла касательное напряжение уменьшается. Однако при 311 этом воздух продвигается к отражательному конусу узким пучком и вследствие большой его плотности происходит интенсивное укрупнение пузырьков до диаметра крупнопузырчатой аэрации (4-8 мм).

Средние размеры пузырьков воздуха при различном наклоне кассеты, определенные методом фотографирования на расстоянии 5 см от кассеты, представлены в табл. 1.

Описанное условие справедливо лишь для расположения кассеты в центральной трубе с находящимся там потоком жидкости.

Известно, что коэффициент использо вания воздуха и эффективность аэрации определяются величиной поверхности раздела ащпость-воздух HrIH диаметром пузырьков г оздуха. Поэтому необходимо, чтобы на протяжении всего пребывания воздуха в жидкости диаметр пузырьков оставался минимальным. Однако при выходе из диффуэора пузырек в течение некоторого времени увеличивается за счет выравнивания давления внутри и снаружи пузырька. Экспериментально установлено, что время стаби-

I лизации диаметра составляет 0 5-0,7 с.

Поэтому диффузор размещается в предлагаемом устройстве над отражательным конусом на расстоянии, которое преодолевает поток жидкости в центральной трубе за 0,5-0,7 с.

Результаты исследований изменения диаметра пузырька в центральной тру-, бе представлены в табл.2 °

Для диспергированйя сформировавшегося пузырька используют отражательный конус и рифленую поверхность.

Пузырьки воздуха ударяются о рифленую поверхность и за счет изменения на-: правления движения потока растираются о неровности конуса. При уменьшении расстояния между диффузором и отражательным конусом давление внутри и снаружи пузырька не успевает стабилизироваться, вследствие чего его дробление затруднено. Увеличение же расстояния нежелательно, так как это вызывает дополнительные затраты электроэнергии.

Устройство диффуэора из перфорированных эластичных трубок разрешает проблему зарастания отверстий солями, так как при отсутствии подачи воздуха они плотно сжимаются, предотвращая проикновение иловых частиц диффузора, а при подаче воздуха — расширяются.

В то же время такой диффузор обеспечивает очень тонкое диспергирование воздуха. Диаметр частиц составляет

1-1,5 мм (данные получены в результа-, те эяспериментальных исследований), что в 3-3,5 раза меньше диаметра пузырьков.воздуха, образующихся при использовании диффузора из дырчатых труб (ч-8 мм) . Зто позволяет в несколь1 ко раз уменьшить расход потребного воздуха, что существенно отражается на эксплуатационных расходах.

10874 7 1

Таблица

Средний диаметр пузырьков, мм

Угол наклона кассеты, град

Расход воздуха, л/с

40

55

1-1,5

1,7-2,1

Таблица 2

Потребляемая мощность, кВт

2,0-2,,1

3,16

3,21

1,2-1.,8

3,89 щщИПИ Заказ 2571/19 Тираж 8б7 Подписное ю-е иию ., Время стабилизации расстояния от диффузора до отражательного конуса, с

О, 1-0,3

0,5-0,7

0,9-1,1

2,5-3

1,4- I,8

Средний диаметр выходящих из центра пузырьков,мм