Гидравлический смеситель для реагентной обработки воды Советский патент 1986 года по МПК B01F5/00 

Изобретение относится к устройствам обработки.воды коагулянтами и флокулянтами и может быть использовано в процессах очистки воды.

Цель изобретение - повышение

эффективности очистки за счет снижения расхода реагента.

На ijHr . 1 изображен гидравлический смеситель, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - сов- мещенный разрез Б-Б и В-В на фиг.1. . Гидравлический смеситель оостбит из цилиндрического корпуса 1, с подводящей реагент ( раствор коагулянта трубой 2, к которой прй соединен распределитель 3 в виде решетки из труб с отверстиями 4, турбулизатора вьшолненного в виде решетки 5 и сетки 6 с соотношением размеров ячейки решетки и сетки 4:9 и расстоянием

меж,цу ними 0,4-0, 6 размера решетки.

Отверстия 4 равномерно распределены в решетке.

Смеситель работает следуюшзям образом.

При прохождении обрабатьюаемой воды через распределитель турбу- лизатор благодаря сжатию потока и срыва пограничного слоя с кромок элементов распределителя 3 генери- руется крупномасштабная турбулентность. Раствор коагулянта, выходящий из равномерно расположенных по сечению корпуса 1 отверстий, попадая в турбулентньй поток быстро распределяется в нем благодаря турбулентной диффузии, обеспечивая смешение на макроуровне. После распределения поток попадает на турбулизатор, где благодаря ускоренному спектральному переносу энергии к наименьшим вихрям в результате взаимодействия турбулентности, генерируемой решеткой 5 и сеткой б, происходит быстрре сме- шение на микроуровне. В результате ..благодаря управлению структурой турбулентности обеспечивается быстрая -адсорбция продуктов гидролиза коагулянта и макромолекул флокулянта на частицах, что приводит к их дестаби

822

лизации и последующему быстрому объединению в агрегаты в камере хлопье- образования.

Сокращение времени смешения возможно при установке за распределителем турбулизатора, состоящего из решетки и сетки. Назначение турбулизатора сводится к тому, чтобы сократить время смешения на макроуровне благодаря генерации решеткой турбулизатора дополнительных макровихрей и обеспечить ускоренное разрушение их сеткой, что увеличивает скорость диссипации энергии и уменьшает время смешения на микроуровне. Эффективность турбулизатора зависит от баланса между генерируемой сеткой новой турбулентностью и входящей на нее турбулентностью, созданной решеткой. Тщательный подбор масштабов новой турбулентности по отношению к входящей позволяет увеличить скорость затухания в несколько раз. Так исследования скорости затухания турбулентности за турбулизатЬром с помощью лазерного анемометра показали, что решетка и сетка должны быть установлены на расстоянии 0,3-0,5 размера ячейки решетки и тогда скорость диссипации вЬзрастает в 4 раза. При этом соотношение размеров ячейки решетки и сетки находится в пределах 4-9, При таком соотношении размеров вихрей, генерируемых решеткой и сеткой, происходит ускоренный спектральный перенос энергиии от больших вихрей к меньшим, что вызывает ускорение з1атухания турбулентности. Если отношение больше 9, а расстояние больше О,5ар наблюдается значительный спектральный разрыв между двумя характерными размерами вихрей, генерируемых решеткой и сеткой. В этом случае увеличение скорости диссипации энергии не наблюдается.

Результаты экспериментального исследования эффективности очистки при использовании предлагаемого гидравлического смесителя и известного, проведенного на системе вода-каолин, представлены в таблице.

Примечание, а и а размер ячейки

и сетки турбулизатора соответственно; S - расстояние между решеткой и сеткой турбулизатора.

Гидродинамические условия привидно из таблицы, глубина очистки

проведении сравнительных опыггов бы-п при использовании предлагаемого

ли одинаковыми, т.е..среднеквадра-устройства в 1,5 раза выше, а доза

тичный градиент скорости G JP/VJu коагулянта на 15 - 20% меньше ,

«10 . Это означало, что проводи-, чем при использовании извест

мая энергия Р бьша одинакова. Какного,

/-//

ф1/.2

6-68-в

фиг.З