Устройство для аэрации жидкостей Советский патент 1986 года по МПК C02F3/22 C02F103/34 

Изобретение относится к устройствам для аэрации жидкостей и может быть использовано при биологической очистке сточных вод, во флотационных камерах, при ферментации и микробиологии и в фармацевтической проьашшенности.

Известно устройство, содержащее вертикальный резервуар, на дне кото рого смонтированы перфорированные патрубки, связанные с системами подаг чи сжатого воздуха. Для более эффективного насыщения жидкости воздухом та:кие устройства содержат лабиринтовые винтовые насадки, имеющие чрезвычайно сложную ячеистую структуру.

Недостатком подобного устройства является громоздкость, технологическая сложность изготовления и эксплуатацни. Кроме этого,степень насыщения жидкости кислородом существенно различна в центральных и периферий ных каналах насадки.

Целью изобретения является повышение эффективности аэрации и снижение удельных энергозатрат при уменьшении габаритов устройства.

(

Цель достигается тем, что в устройстве для аэрации жидкости, содер жащем вертикально установлениую в ре эервуаре с обрабатыгаемой яа дкостью цш1иидрическую направляющую трубу с винтовой насадкой, узел подвода воздуха, винтовая насадка выполнена с попеременкь направлением витков, а узел подвода воздуха - из расположенного по оси трубы воздуховода с радиальными перфорированными патрубками, покрытьа н полимерной фильтрующей тканью.

Это позволяет удлинить путь газожидкостной смеси в корпусе без увеличения его габаритов ио вертикали, В результате обеспечивается более полнов растворение кислорода и увеличивается коэффициент его использования Кроме того, поскольку векторы воздупгных пузырьков вследствие эрлифтного эффекта направлены вверх, под углом к векторам струй жидкости, на каждом витке спиральной насадки происходит интенсивная турбулизация и перемешивание газожидкостной смеси с одновременным дополнительным дроблением достаточно мелких пузырьков воздуха, выходящих через перфорационные патрубки, укрытые полимерной тканью. Этот фактор способствует повышению

коэффициента использования кислорода и снижению удельньпс энергозатрат.

Достижению поставленной цели способствует и угол подъема винтовой ли- НИИ, который составляет 18-78°. Это позволяет создать пульсацию давления и скорости газожидкостной смеси в спиральном канале для более эффективного диспергирования газовых пузырьа ков и улучщення условий насыщения жидкости кислородом.

На фиг. 1 изображено устройство для аэра1щи жидкостей, частичный вертикальньШ разрез; на фиг. 2 - разрез 5 А-тА; на фиг; 1.

Устройство для аэрации жидкостей содержит вертикальную направлякяппо трубу 1, открытую со стороны верхнего и нижнего торцов. Труба I установ0 лена вертикально в резервуаре 2, заполненном /)зэрируемой жидкостью. Чем выше уровень жидкости, тем эффективнее работа устройства. Внутри трубы 1 размещен вертикальный воздуховод 3, 5 связанный фланцем 4 с системой 5 подачи сжатого воздуха, снабженный регулирующей арматурой. В нижней части трубы 1 установлены радиальные перфорированные патрубки б, сообщенные0 с нижним воздуховода 3.

Завихритель устройства вшюлнен в виде насадки 7 с переменным каправлением витков. Насадка 7 своей внутренней кромкой закреплена на воздуко5 воде 3 практически по всей высоте корпуса трубы 1, а внешней кроткой прикреплена к корпусу трубы J, Таким образом, насадка 7 совместно со стенками корпуса трубы 1 ограничивает Q восходящий спиральный канал. Перфорирстанные патрубки 6 покрыты шишмер- ной фильтровальной тканью 8. Насадка 7 может иметь обычное направление витков. Однако более предпочтительна: 5 модификация устройства, согласно которой насадка 7 имеет переменное направление витков а угол подъема винтовой линин составляет 18-78 .

Работает описанное устройство слв 0 дзпощим образом Из системы 5 сжатый воздух поступает в воздуховод 3 и через отверстия в перфорированных патрубках 6 вытесняется в полость трубы 1 в виде мелких пузырьков. Пу- S5 зырьки воздуха, всплывая, за счет эрлифтного эффекта увлекают за собой окружающую жидкость. Образовавшаяся : газожидкостная смесь поступает в спиральный канал, где происходит ее интенсивная турбулизация. При этом большая часть воздуха растворяется в жидкости. Насьщенная воздухом жидкость через открытый торец трубы 1 переливается в резервуар 2, Одновре- менно из Нижней части резервуара 2 через нижний открытый торец трубы 1 засасьшается жидкость, подлежащая аэрации. Таким образом« обеспечивает ся гпострянная циркуляция лшдкости и ее аэрация. При лереходе газожидкост ной смеси от одйого витка к другому всябдствие знакоперемениости проход- ноге сечения насадки 7 происходит скачкообразное изменение скорости и давленяя способствующее дальнейшему диспергированию воздушных пузырьков. .Увеличивается площадь их суммарной поверхности и интенсифицируется процесс растворения. Экспериментально установлено, что наиболее эффективно этот фактор влияет на растворение газов лишь при соблшдении вшпеуказанных параметров (диапазоны углов). При больших значе ниях газожидкостная смесь быстро проходит через спиральный канал что снижает Коэффициент растворения воз- : духа. При меньших значениях этих углов уменьшается скорость потока, мелкие воздзппные пузырьки образуют агрегаты и объединяются в крупные газовые полости. Это ведет к уменьшению плсгт щади их поверхности и негативно сказывается Иа скорости растворения Предлагаемое устройство позволяет существенно увеличить (в 3-4 раза) длину пути воздуиных пузьфьков в жидкости. В резуиьтате на 18-25% повьша- ется коэффициент использования воздуха. Это позволяет легко регулировать окислительную способность устройства путем изменения расхода подаваемого воздуха, не менее, чем на 20% згмень- шить удельные энергозатраты за счет снижения мовщости привода компрессорной станции. При ода{наковой производИтельности и эффективности заявляемое устройство 1меет значительно меньшие габариты (примерно на одну треть что особенно важно при использовании изобретения для биологической очистки сточных вод. В частности, только благодаря сокращению эксплуатационных затрат от одной установки для очистки сточных вод прои зводительностью 30 тыс.м /сут. экономия составит 21,59 тыс.руб. - .

yCTPdiCTBO ДЛЯ АЭРАЦИИ ЖВДКОСТЕЙ, содержащее вертикально установленнз в резервуаре с обрабатыва-: емой жидкостью цилиндрическую направпяющую трубу, открытую с обоих торцов размещенный в ней завихрйтель в форме винтовой насадки, узел подво да возду ха, отличающееся тем, что, с целью повьшения эффективности аэрации и снижения удельных энергозатрат при уменьшении габаритов уст ройства, винтовая насадка выполнена с попеременным левым и правым направ лениями витков и углом ix наклона 1878 , а узел подвода воздуха - из расположенного по оси трубы воздуховода с прикрепленными к его нижней частти радиальными перфорированными па-груб ками, покрытыми полимерной фильтро вальной тканью. гз. Х