Устройство для аэрации жидкости Советский патент 1992 года по МПК C02F3/20 

±+ 2

сл

-J

Использование изобретение может быть использовано при очистке сточных и природных вод, аэрации водоемов и при проведении различных процессов, связанных с насыщением жидкостей кислородом Сущность изобретения устройство содержит аэраторы 4, перед которыми установлены регуляторы 5 гидравлического сопротивления Аэраторы 4 содержат аэра- ционные элементы 6 из пористого материа ла с жесткой структурой Для обеспечения равномерней работы всей рабочей поверхности каждого аэрационного элемента 6 перед включением аэратора 4 осуществляют регулирование перепада давления газа в зависимости от условий работы и характеристики пористого материала с помощью регулятора 5 гидравлического сопротивления 2 ил

/

/

Изобретение относится к устройствам для насыщения жидкостей кислородом и может быть использовано при очистке сточных вод и природных, аэрации водоемов и при проведении различных процессов, свя- занных с насыщением жидкостей кислородом.

Известно устройство для аэрации, содержащее систему подводящих трубопроводов для подачи воздуха и аэраторов, состоящих из аэрационных элементов и подающих воздух эластичных шлангов.

Недостатком известного устройства является низкий коэффициент использования кислорода из-за невозможности обеспечения работы всей активной поверхности аэрируемого элемента, связанной с отсутствием регуляторов гидравлических сопротивлений, создающих необходимую разность давлений газа на входе и выходе из аэратора.

Цель изобретения - увеличение коэффициента использования кислорода и содержания растворенного кислорода в аэрируемой жидкости за счет регулирования текущей пористости аэрационных элементов.

Указанная цель достигается тем. что в устройстве для аэрации жидкости к аэраци- онным элементам аэраторов последовательно подсоединены регуляторы гидравлического сопротивления, при этом аэрационные элементы изготовлены из пористого материала с жесткой структурой, а ре1уллшры гидравлического сопротивления обеспечивают требуемую разность давлений газа на входе и выходе из аэратора в зависимости от характеристики пористого материала.

На фиг 1 представлено устройство, общий вид; на фиг 2 - аэратор,

Устройство для аэрации жидкости содержит систему воздухоподводящих трубопроводов 1, регуляторов 2 расхода воздуха или иного газа, трубопроводов 3. например гибких шлангов, подающих воздух к аэраторам 4, состоящим из регулятора 5 гидравлического сопротивления, например дросселя, обеспечивающего необходи- мую разность давлений ДР газа на входе и выходе из аэратора 4 в зависимости от характеристики пористого материала и условий работы и аэрационного элемента 6. Последний содержит корпус 7 трубчатой. коробчатой, дисковой, пластинчатой или иной формы, верхнюю и нижнюю крышки 8 и воздухоподводящий трубопровод 9, служащий и для крепления крышек 8 к корпусу с помощью гаек 10. Аэрационный элемент 6

выполнен из пористого материала с жесткой структурой. .

При изучении свойств и установлении характеристик пористых материалов с жесткой структурой, из которых изготавливаются аэрационные элементы 6, а именно при изучении гидравлического сопротивления (расчеты выполнены с помощью ЭВМ и прилагаются к материалам заявки), была установлена закономерность, названная текущей пористостью и показывающая, что размер пор, а следовательно, и их количество, вовлекаемое в процесс аэрации,зависит от разности давлений газа на входе и выходе из аэратора 4. Данная закономерность изменения текущей пористости от разности давлений подчиняется закон у кривой 2-го порядка, вида:

Пт

ЛР

к ДР +а

где Д Р - разность давлений нэ входе и выходе из аэратора,

к, а - размерные коэффициенты Например, для пористого материала с жесткой структурой и размером пор dmax 240 мкм, dcp 114 мкм, текущая пористость будет изменяться по формуле

Пт

АР

1,9 ДР + 0,75

а для материала с размером пор Отах 66 мкм и dcp 22 мкм

ПТ

ДР

3,8 ДР + 1,85

Работа устройства заключается в следующем,

Воздух от источника сжатого воздуха по воздухоподводящим трубопроводам 1 (расход воздуха регулируется с помощью регулятора 2 расхода) и подающим трубопроводам 3 подается к аэраторам 4, погруженным в воду и расположенным на некотором расстоянии один от другого. К аэрирующим элементам 6, выполненным из пористого материала с жесткой структурой, воздух или иной газ поступает через регулятор 5 гидравлического сопротивления, последовательно соединенный с аэрируемым элементом 6 и обеспечивающий необходимую разность давлений газа нз входе и выходе из аэратора 4, Для обеспечения равномерной работы всей поверхности корпуса 7, выполненного из пористого материала с жесткой структурой с порами оазных

размеров, перед включением аэратора 4 в устройство осуществляют регулирование перепада давления газа в зависимости от условий рзботы и характеристики пористого материала с помошью регулятора 5 гидрав- лического сопротивления, например, помещая аэратор 4 в емкость с жидкостью (ведро с водой).

Правильный выбор режима работы аэратора, т.е. создание требуемой разности давлений газа на входе и выходе из него, обеспечивается установкой регулятора гид- разлмчесгаго c..Qr, следовательно с азрационным элементом, позволяет создать активму о pa6oiy no дис- пергированию воздуха всей о из поверхностью

Таким образе , использование предлагаемого изобретения пое-тюгит за счет увеличения ззрируемой поверхности (в работе по диспергированию участвует порядка 40000), значительного уменьшения средие- гп лиамефя тор {до 30 мкм) /величитп количество пузырьков, уменьшить их размеры и продлить время контакта пузырька с аэрируемой жидкостью, а следовательно, повысить коэффициент использования кислорода и увеличить содержание растворенного кислорода в аэрируемой жидкости в 3-4 раза по сравнению с известными способами.

Формула изобретения Устройство для аэрации жидкости, содержащее воздухоподводящий трубопровод и аэраторы с аэрационными элементами, отличающееся тем, что, с целью увеличения коэффициента использования кислорода и содержания растворенного кислорода в аэрируемой жидкости за счет регулирования текущей пористости аэраци- онных элементов, оно снабжено установленными перед аэраторами регуляторами гидравлического сопротивления аэрацион- элементов, а аэрационные элементы выполнены из пористого материала с жесткой структурой.

В