Устройство для диспергирования, растворения и перемешивания газа с жидкостью или шламом Советский патент 1993 года по МПК B01F3/04 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для диспергирования, растворения и перемешивания воздуха или других газов и жидкостях или шламах даже с высоким содержанием твердого материала.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса при снижении загрязнения и пропускной способности.

На фиг. 1 представлена схема установки для аэрации бассейна; на фиг. 2 - вырез мембраны, выполненной с V-образными прорезями (вид сверху); на фиг. 3 - вырез мембраны, выполненной с крестообразными прорезями (вид сверху); на фиг. 4 - V-образная прорезь во время работы (в разрезе); на фиг. 5 - крестообразная прорезь в открытом положении (в разрезе); на фиг. 6 - мембрана в виде пластины или колпака, имеющего в плане круглую форму; на фиг. 7, 8 - мембрана, выполненная в виде трубы.

На фиг. 1 изображено устройство для аэрации бассейна 1, заполненного активным илом, причем это устройство оснащено имеющим мембрану 2 диспергатором 3. В этом бассейне 1 происходит биологическое окисление сточной воды в аэробных условиях. На дне бассейна 1 расположена воздухо- распределительная сеть 4, которая закреплена на дне бассейна 1 крепежными

XI 00 00

о о ю

со

элементами 5 с целью обеспечения ее стационарного положения. В случае необходимости выталкивающую силу можно компенсировать повышением массы воздухораспределительной сети. К воздухораспределительной сети 4 труб подключены диспергаторы 3, у которых поверхность, направленная в сторону поверхности жидкости, выполнена в рассматриваемом примере в виде мембраны 2. из упругого материала, имеющего форму колпака.

Воздухораспределительная сеть 4 труб соединена с компрессором 6 и фильтром 7 с помощью питающего воздуховода 8.

Мембрана 2 может быть выполнена в виде пластины (фиг. 6), трубы (фиг. 7, 8). Прорези 9 для прохода газа имеют крестообразную (фиг. 3) или V-образную форму. Угол между гранями V-образной прорези равен 70 - 90°, а длина каждой грани прорези составляет 1-3 мм.

Мембрана 2 в виде пластины (фиг. 6) закреплена с помощью прижимных колец 10 и винтов 11 на плоской поверхности дис- пергатора 3.

Согласно варианту изобретения, по которому мембрана имеет трубчатую форму (фиг. 7), к воздухораспределительной сети 4 присоединен закрытый с обеих сторон Т-образный патрубок 12. выполненный меньшего диаметра, чем трубы сети 4. Мембрана 2 крепится к торцевым поверхностям патрубка 12 с помощью хомутов 13. Между креплениями торцевые поверхности патрубка 12 перфорированы, что позволяет осуществить доступ воздуха под мембрану. Прорези 9 в -трубчатой мембране выполнены по линиям, параллельным образующим трубы (фиг. 8).

На фиг. 4 изображена в разрезе находящаяся в рабочем состоянии V-образная прорезь, причем в этом варианте выполнения изобретения мембрана 2 выполнена трубчатой. Как показано на чертеже, под влиянием воздействующего на мембрану 2 давления поднимается получившийся благодаря V- образной прорези 2 язычок 13 и образует отверстие (щель). Под действием растягивающего усилия мембраны 2. увеличивающей щели прорези, образуется соответствующее подводу воздуха отверстие, через которое воздух (газ) диспергируется в жидкость. На фиг. 5 показана в разрезе находящаяся в рабочем состояние крестообразная прорезь, выполненная в трубчатой мембране 2. При этом прорезь функционируетаналогич- но форме выполнения прорези согласно фиг. 4.

Устройство работает следующим образом.

Сточная вода непрерывно поступает в бассейн 1 для проведения аэрирования активного ила. В бассейне 1 происходит благодаря аэробной бактериальной флоре

окисление содержащегося в сточной жидкости органического материала при расходе растворенного кислорода, при этом окисленный материал отделяется позднее от очищенной воды, выпадая из последней.

0Воздух засасывается через фильтр 7 и с помощью компрессора и питающего воздуховода 8 направляется в воздухораспределительную сеть 4 труб и диспергаторы 3. Мембраны 2 направляют газ в виде мель5 чайших пузырей в находящуюся в бассейне 1 сточную воду.

При воздействии на перфорированные мембраны давления образовавшиеся между прорезями язычки 13 приходят в движе0 ние и возникаю IT а я при этом щель позволяет образовысаться пузырям газа.

Величина прорезей не остается постоянной, потому что она изменяется при изменении давления. При отсутствии давления

5 мембрана представляет собой закрытую поверхность, через которую может просачиваться незначительное количество жидкости. Пластина для опирания мембраны не позволяет двигаться язычку под дей0 ствием давления жидкости.

В прорезях газ проходит через щегь. Благодаря этому также и при нормальной эксплуатации захваченный газом твердый материал при более незначительном сопро5 тивлении и с большой вероятностью пройдет через щели в направлении шлама или жидкости.

Если размеры щели, образовавшейся под действием используемого в процессе

0 диспергации давления, малы, то путем повышения давления движением язычков можно увеличить щель и таким образом обеспечить свободное прохождение твердого загрязняющего материала.

5В процессе работы в описываемом устройстве возникает срезающее движение во время подъема язычков под действием давления, предотвращающее в значительной степени образование биологических пленок в биого0 гических системах. Это значит, что периодическим изменением давления можно из щели удалять образующиеся пленки.

Описываемое устройство имеет следующие преимущества: незначительное гидрав5 лическое сопротивление: простая конструкция; незначительные расходы на изготовление;,высокий коэффициент полезного действия; возможность нагрузки в широких пределах без существенного повышения сопротивления: образование

равномерных мелких пузырей воздуха (газа); отсутствие склонности к засариванию; невосприимчивость к образованию биологических пленок, причем в случае возможного образования биологической пленки или загрязнений последние легко удаляются толчкообразно поданным воздухом. Формула изобретения 1. Устройство для диспергирования, растворения и перемешивания газа с жидкостью или шламом, содержащее средство повышения давления, соединенное с помощью газораспределительной сети с по меньшей мере одним расположенным в жидкости или шламе диспергатором, рабочая поверхность которого, контактирующая с жидкостью или шламом, выполнена в виде мембраны из упругого материала с прорезями, отличающееся тем, что, с целью

повышения эффективности процесса при снижении загрязнения и повышения пропускной способности, прорези имеют крестообразную или V-образную форму, при этом

угол между гранями V-образной прорези равен 70 - 90°, а длина каждой грани прорези составляет Т - 3 мм.

2. Устройство поп, 1,отличающее-, с я тем, что мембр.жа выполнена в виде

пластины.

3. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что мембрана выполнена в виде колпака, имеющего в плане круглую форму.

4. Устройство поп. 1,отличающее- с я тем, что мембрана выполнена в виде трубы.

5. Устройство по п. 4, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что прорези выполнены по линиям, параллельным образующим трубы.

Изобретение относится к устройствам для диспергирования, растворения и перемешивания газов с жидкостью или шламом. Оно обеспечивает повышение эффективности процесса при снижении загрязнения и повышение пропускной способности. Устройство содержит по меньшей мере один расположенный в жидкости или шламе дис- пергатор, подключенный к газораспределительной сети, снабженной повышающим давление устройством. Согласно изобретению одна контактирующая с жидкостью или шламом граничная стенка диспергатора изготовлена в виде мембраны из упругого материала, которая имеет на своей обращенной в сторону поверхности жидкости или шлама части крестообразные или V-образные прорези. При этом стороны V- образной прорези составляют угол от 70 до 90°, а длина сторон прорезей от точки пересечения или отточки сходимости составляет от 1 до 3 мм. Мембрана может иметь форму пластины колпака или трубы. При подаче газа в диспергатор прорези преобразуются в отверстия, через которые газ в виде мелких пузырей поступает в жидкость. 4 з.п. ф-лы. 8 ил. ел

Фиг. 2.

Фиг.3

2

. Т

Фи&.7

.8

Фиг.8