Устройство для аэрации жидкости Советский патент 1991 года по МПК C02F3/16 

Изобретение относится к технике аэрации жидкости и может быть использовано при очистке высококонцентрированных по органическим загрязнениям сточных вод, например навозосодержащих сточных вод, для стабилизации активного ила, для термофильной стабилизации помета, осадков сточных вод.

Цель изобретения - повышение эффективности аэрации за счет увеличения коэффициента использования кислорода из воздуха.

На фиг. 1 изображено устройство для аэрации жидкостей, продольное сечение; на

фиг. 2 - разрез по А - А на фиг 1; на фиг. 3 - разрез по Б - Б на фиг. 2.

Устройство состоит из вертикального вала 1, в нижней части которого закреплен лопастной винт 2, расположенный в верхней суженной части направляющей трубы 3, которая вверху заканчивается зонтом 4, внизу опирается на отражательный конус 5. В направляющей трубе, над центральной частью отражательного конуса, выполненного усеченным с радиально вогнутым верхним основанием 6, размещена аэрационная труба 7. В ее нижней открытой части установлен диффузор 8 для воздуха, подводимого по трубопроводу 9. В верхней

о ел о (

ел

части аэрационной, трубы закреплен шар- нирно с возможностью вращения вокруг вертикальной оси диспергатор ТО, выполненный в виде радиальных каналов 1 Ч, сообщающихся в центральной части чарез щели 12 с аэрационной трубой. Радиальные каналы 11 через нижнюю открытую грань 13 сообщаются с полостью направляющей трубы 3. Боковая поверхность 14 каналов 11 установлена под острым углом к вертикальному валу. Открытая грань 13 горизонтальна, Диаметр основания 6 отрзжа- тельного конуса 5 превышает диаметр аэрационной трубы 7, а диаметр направляющей трубы определяется по зависимости

dH VdF+dif,

где dH, dB, UK - соответственно диаметры направляющей трубы, лопастного винта и основания конуса.

Устройство работает следующим образом.

При вращении лопастного винта 2 с вер- тикальным валом 1 жидкость через зонт 4 поступает в направляющую трубу 3 и перемещается вниз. Воздух, нагнетаемый по трубопроводу 9, диспергируется диффузором 8 и по аэрационной трубе 7 вместе с насыщаемой кислородом жидкостью поднимается вверх к диспергатору 10. Благодаря тому, что боковая поверхность 14 радиальных каналов 11 диспергатора установлена под острым углом к вертикальному валу и в одном направлении с углом расположения лопастей винта 2, диспергатор закручивается потоком жидкости от лопастного винта вокруг своей оси, Скорость вращения усиливается из-за возникновения реактивной силы при выходе водовоздушной смеси из диспергатора 10 через нижнюю открытую грань 13 каналов 11. При вращении диспергатора 10 водовоздушная смесь интенсивно вторично диспергируется, равномерно -распределяется по всему сечению направляющей трубы, смешивается с потоком жидкости от лопастного винта и перемещается вниз к отражательному конусу 5. Дойдя до верхнего основания б отражательного конуса, часть водовоздушной смеси из-за того, что диаметр основания превышает диаметр аэрационной трубы, изменяет направление, входит в аэрацион- ную трубу, где дополнительно насыщается пузырьками воздуха через диффузор, и поднимается к диспергатору. Жидкость, насыщенная кислородом с обедненным кислородом пузырьками воздуха, попадает на отражательный конус 5 вне зоны основания, изменяет направление и выводится из устройства.

Изобретение позволяет получить высокий коэффициент использования кислорода из воздуха (более 22%), что предопределяет возможность снижения расхода, подаваемого на аэрацию воздуха, и соответственно уменьшения энергозатрат на работу воздуходувного оборудования, а также резко уменьшить потери тепла при аэрации термофильно-стабилизируемых осадков за счет

0 сокращения объема продуваемого холодного воздуха и выноса паров влаги. Большой коэффициент использования кислорода из воздуха достигается тем, что диспергируемый воздух находится в контакте с жидко5 стью длительное время при рециркуляции пузырьков многократно в направляющей трубе. В предлагаемом устройстве обеспечивается многократное диспергирование воздуха за счет последовательного его про0 хождения через зону действия диффузора и диспергатора, чем также увеличивается производительность устройства по растворяемому кислороду. Высокая окислительная способность устройства связана с

5 равномерным, тщательным перемешиванием водовоздушной пульпы из аэрационной трубы с потоком жидкости от лопастного винта и дополнительным диспергированием смеси за счет вращения диспергатора.

0 Причем вращение диспергатора происходит без значительных затрат энергии, за счет использования потенциальной энергии воздуха в аэрационной трубе и нисходящего потока.

5Высокий коэффициент использования

кислорода и большая окислительная мощность сочетаются с незначительными энергозатратами на растворение 1 кг кислорода -до 0,4 кВт-ч/кг,

0 Предлагаемая конструкция проста и надежна в работе, не содержит сложных узлов и механизмов, требующих тщательной эксплуатации, не требует высококвалифицированного обслуживающего персонала.

5

Формула изобретения 1. Устройство для аэрации жидкости, содержащее гребной винт на вертикальном валу, расположенный в верхней части на0 правляющей трубы, установленной над отражательным конусом и диффузором, о т- личающееся тем, что, с целью повышения эффективности аэрации за счет увеличения коэффициента использования

5 кислорода воздуха, оно снабжено азраци- онной трубой, установленной в направляющей трубе коаксиально над отражательным конусом с образованием в плане кольцевого зазора с центральной частью его верхнего основания, выполненного радиально

вогнутым, диаметр верхнего основания конуса превышает диаметр аэрационной трубы, диффузор расположен в нижней части аэрационной трубы, а верхняя ее масть снабжена установленным шарнирно с возможностью вращения относительно вертикальной оси диспергатором.

2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что диспергатор выполнен в виде радиальных каналов, сообщающихся в центральной части с аэрационной трубой, нижняя открытая грань которых горизонтальна, а боковые грани расположены под острым углом к вертикальному валу.

Изобретение относится к аэрации жидкости и может быть испол ьзовано при очистке высококонцентрированных по органическим загрязнениям сточных вод, например навозосодержащих, для стабилизации активного ила, для термофильной стабилизации помета, осадков сточных вод. Цель - повышение эффективности аэрации за счет увеличения использования кислорода из воздуха. Устройство для аэрации жидкости содержит гребной винт 2 на вертикальном валу 1, расположенный в верхней части направляющей трубы 3, установленной над отражательным конусом 5 и диффузором 8. Устройство Снабжено аэрационной трубой 7, установленной в направляющей трубе 3 коаксиально над отражательным конусом 5 с образованием в плане кольцевого зазора с его центральной частью, и с радиально вогнутым основанием 6. Диффузор 8 расположен в нижней части азрационной трубы 7, а ее верхняя частьснабжена установленным шарнирно с возможностью вращения относительно вертикальной оси диспергатором 10. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л С

Фиг.

Составитель Л. Суханова Редактор Е. Полианова Техред М.МоргенталКорректор Т. Колб /

Заказ 1975Тираж 610Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

5-5

окЯГ

73