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

Изобретение относится к устройствам для аэрации жидкости эрлифтного типа и может быть использовано при биологической очистке сточных вод, выращивании микроорганизмов в ферментерах, для насыщения жидкости кислородом воздуха при водоподготовке и т.д.

Известно устройство для аэрации жидкости, содержащее направляющую трубу, установленную вертикально, и диспергатор для подачи и распределения воздуха, установленный в нижней части трубы.

Недостатком известного устройства является невысокая эффективность аэрации из-за слабого относительного движения фаз и турбулизации смеси, а также из-за небольшого времени пребывания смеси в зоне контакта.

Целью изобретения является повышение эффективности аэрации жидкости за счет интенсификации движения фаз и турбулизации смеси, а также увеличения времени контакта жидкости и воздуха.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем направляющую

трубу и диспергатор для подачи и распределения воздуха, установленный в нижней части направляющей трубы, направляющая труба установлена наклонно, а диспергатор установлен максимально асимметрично в сторону наклона трубы, при этом угол наклона направляющей трубы к вертикали определяют по формуле

«ч-№. ;

где d - ширина или диаметр трубы;

h - высота трубы по вертикали;

UCM, VFCM - приведенная скорость смеси и скорость дрейфа.

Направляющая труба установлена с возможностью угловых перемещений в двух плоскостях

На чертеже изображено устройство для аэрации жидкости в продольном разрезе

Устройство состоит из направляющей трубы 1, открытой с обоих торцов и установленной наклонно под углом к вертикали С целью изменения режима аэрации, направ4mf

Ё

VJ

00

00

ляющая труба установлена с возможностью регулирования ее угла наклона в двух плоскостях. В нижней части трубы 1 размещен диспергэгор 2, который через трубопровод 3 соединен с источником сжатого воздуха. Диспергатор 2 максимально смещен к стенке в сторону наклона направляющей трубы 1, что увеличивает путь всплытия пузырей по поверхности и угол наклона трубы 1.

Устройство работает следующим обра-

ЗОМ.

По трубопроводу 3 сжатый воздух поступает в диспергатор 2 и в виде пузырьков вводится в направляющую трубу 1. Под дей- ствием эрлифтного эффекта в направляю- щую трубу 1 увлекается и окружающая жидкость и образуется газожидкостная смесь. Пузырьки воздуха, всплывая, приобретают вертикальную составляющую скорость и движутся под углом к жидкости, что дополнительно турбулизирует и перемешивают поток, дробит пузырьки и, в целом, интенсифицирует процесс насыщения жидкости кислородом воздуха. Степень насыщения жидкости увеличивается также за счет увеличения времени пребывания газожидкостной смеси в наклонной трубе 1.

Газожидкостная смесь через верхний торец трубы 1 выходит двухфазной наклонной струей, создавая направляющую цирку- ляцию жидкости с пузырьками воздуха в резервуаре. Это способствует поддержанию микробных частиц во взвешенном состоянии и интенсификации доставки кислорода непосредственно в клетку.

Предлагаемое устройство позволяет в среднем на 25-30% интенсифицировать процесс массообмена между жидкостью и воздухом. Например, при аэрации жидкости трубой с d 0,3 и h - 4 м, со скоростью смеси UCM 3 м/сек при t , а 70

10 3дж/м2, рж 998кг/м3/эг 1,17кг/м3 по зависимости (3) (см.матем.обоснов.) находим

Vreu . 1 531 7° 10 3 999У98-11 Ь /4 -0248 м/с

По зависимости (1) имеем

tgy 40 o.2438 аОЛ07..

При тех же условиях, но при UCM 1 м/сек имеем tg p 0,302; р 17°. Длина трубы равна I h/cos p и соответственно составляет I 1,35 h и I 1,05 h. При этом, время пребывания газожидкостной смеси увеличивается на 35 и 5%, что эквивалентно увеличению степени насыщения жидкости кислородом Из примера видно, что особенно выгодно использовать наклонную трубу при относительно высоких скоростях смеси.

Формула изобретения

Устройство для аэрации жидкости, содержащее направляющую трубу с дисперга- тором в нижней ее части для подачи и распределения воздуха, отличающее- с я тем, что, с целью повышения эффективности аэрации жидкости за счет интенсификации движения фаз и турбулизации смеси, а также увеличения времени контакта жидкости и воздуха, направляющая труба установлена наклонно и с возможностью угловых перемещений в двух плоскостях, а диспергатор установлен в трубе асимметрично в сторону наклона направляющей трубы и с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости.

Использование: аэрация жидкости эр- лифтного типа в сооружениях биологической очистки сточных вод,в ферментерах для повышения эффективности аэрации жидкости. Сущность изобретения: направляющая труба установлена наклонно с возможностью угловых перемещений в двух плоскостях. Диспергатор установлен максимально асимметрично в сторону наклона направляющей трубы 1 з.п ф-лы, 1 ил.