Устройство для импульсной аэрации жидкости Советский патент 1980 года по МПК B01F3/04 C02F3/14 

1

Изобретение относится к устройствам для смешения жидкости и газа, в частности для аэрации сточных вод при их биохимической очистке.

Известно устройство для смещения жидкости с газом в пульсирующем режиме. Устройство снабжено патрубком ввода и отвода газа, имеющим перекрывающее устройство 1.

Недостатком указанного устройства являются дополнительные затраты энергии йа посторонний источник пульсации.

Известно устройство для аэрации жидкоега, включающее диффузор с цилиндоическим патрубком. В верхней части трубы размещен,5

трубопровод подачи и выброса воздуха с запорно-регулирующей арматурой 2.

Однако стабилизированная поверхность кон- , такта фа этого устройства отрицательно сказываетсяна массообмеие, и следовательно, jo на процесс азрации;

Цель изобретения - интенсификация процесса аэрации путем увеличения поверхности контакта фаз.

Это., достигается тем, что трубопровод подаЧи и выброса воздуха размещен коаксиально цилиндрическому патрубку, причем соотношение диаметров цилиндрического патрубка и трубопровода подачи и выброса воздуха равно 1,1-1,7.

На чертеже представлена схема предложенного устройства.

Устройство для аэрации состоит из аэратора, включающего диффузор 1 с цилиндрическим патрубком 2, внутри которого коаксиально размещен трубопровод 3 подачи и выброса воздуха с запорно-регуйирующей арматурой (клапанами) 4 и 5.

Устройство работает следующим образом. Заполняют обрабатываемой жидкостью емкость и аэратор. Открывают запорно-регулирующий клапан 5 подачи воздуха и воздух с большой скоростью, не менее 3 м/сек,. поступает в устройство, заполненное жид1 остью. Воздущная струя контактирует с поверхностью жидкости, находящейся в цилиндрическом патруб. ке и в диффузоре, и образуется газожидкостная эмульсия с развитой поверхностью контакта фаз. Продолжаюишй поступать в аэратор воздух вытесняет образовавшуюся в нем газожидкостнуго эмульсию в окружающую жидкость и частично барботирует в нее, при этом трубопровод 3 подачи воздуха заполнен воздухом. Затем закрывают кдапан 5 впуска воздуха и открывают клапан 4 выпуска. При этом жидкость под действием гидростатического Давления заполняет аэратор, интенсивно турбулизируясь при этом. Возникают капли жидкости, даигающиеся в воздушном потоке перед уровнем поднимающейся внутри аэратора жидкости. Регулировка процесса происходит так, что при достижении жидкостью определенного уровня, закрывают клапан выпуска воздуха 4 и капли жидкости, взвешенньхе в воздупшом потоке, оседают на стенках аэратора не доходя до клапана выпуска. Цикл повторяется сначала. Создаваемые в аэраторе возвратнопоступательные колебания газожидкостной эмульсий и жидкости передаются на жидкость, находящуюся в диффузоре, в котором также возникают турбулентные пульсации, дополнительно перемешивающие жидкость и способствующие значительному уведичению зоны аэрадаи. Применение импульсного аэратора позволяет интенсифицировать процесс -массообмена между воздухом и жидкостью из-за резкого увеличения поверхности контакта фаз и постоянного обновления ее посредством, переменных напряжений сдвига, увеличить коэффициент использования воздуха, благодаря чему уменыпается количество воздуха, подаваемого на аэрацию, расширить возможности регулировки про цесса массообмена. Устройство для импульсной аэрации жидкости применяют как в в емкостях открытог и закрытого типа, так и в проточных каналах 7 4, и.водоемах (например, для аэрации сточных вод): При скоростях движения газожидкостной эмульсии порядка 3-7 м/сек и частоте пульсаций 40-200 раз в минуту на границе раздела фаз происходят турбулиза1Ц1И пограничного слоя, низкочастотные колебания окружающей аэратор жидкости, а в случае установки импульсного аэратора в емкости - всего объема аэрируемой жидкости. При этом интенсивность массопередачи резко увеличивается из-за увеличения процента поглощения кислорода воздуха аэрируемой жидкостью. Поверхностный коэффициент массообмена на границе раздела фаз увеличивается на 2-3 порядка, за счет чего объемный коэффициент массообмена увеличивается в 3-5 раз при уменьшении расхода воздуха на 50%. Для регулировки процесса массопередачи достаточно изменять частоту впуска и выпуска воздуха в импульсный аэратор и его давление. Формула изобретения 1 Устройство для импульсной аэрации жидкости, включающее диффузор с цилиндрическим патрубком и трубопровод подачи и выброса воздуха с запорно-регулирующей арматурой, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса аэрации путем увеличения поверхности контакта фаз, трубопровод подачи и выброса воздуха размещен коаксиально цилиндрическому патрубку, причем соотношение диаметров цилиндрического патрубка и трубопровода подачи и выброса воздуха равно 1,1-1,7. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 21663f кл. В 01 F 3/04, 23.03.66. 2.Патент США N° 3643403, кл. 55-53, 22.02.7