Способ насыщения кислородом воды в каналах и система для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК C02F7/00 C02F3/02 C02F3/32 

V - средняя скорость течения воды

в канале, м/с;

k - коэффициент реаэрации, 1/с; е - основание натуральных логарифмов;

250 - переводной коэффициент размерности г/сОа в воздуха. Такой способ может быть осуществлен с помощью предложенной системы для насыщения кислородом воды в каналах, включающей установленные в каналах струенаправляющие устройства.

Отличие этой системы состоит в том, гто она сна бжена рл,змещенным|и .в местах нисходящих струй и параллельно оси канала пневматическими аэраторами, выполненными ,из перфорированных снизу труб длиной, ра1В1Н,ой 1,5-2,5 длины струенаправляющих устройств. При этом последние установлены с шагом, определяемым по соотношению

„, (2В . Н} ,

Ш :;Ctga,

ft т/

где В - ширина канала по средней линии

живого сечения, м; Н - глубина воды в канале, м; п - кратность по ширине потока создав-аемой струей аир авляющлми устройствами поперечной циркуляции;

т.- кратность по глубине потока создаваемой струенаправляющими устройствами поперечной циркуляции;

а - угол между осью канала и направлением движения перемещаемого слоя воды.

На фиг. 1 изображен канал,, пояеречнюе сечение; на фиг. 2 - участок канала, вид Сверху.

Система для насыщения кислородом воды в каналах включает установленные в канале 1 струенаправляющие устройства 2 и выполненные из перфорированн;ых снизу труб 3 пневматические аэраторы, которые размещены параллельно оси канала в местах нисходящих струй 4. Струенаправляющие устройства перемещают слои 5 воды. Длина каждой трубы 3 равна 1,5-2,5 длины струенаправляющих устройств, которые в канале установлены с шагом, определяемым по отношению

2S , Н ,

Ш

h,- ictga.

п т;

Рекомендуемый шаг установки в этом канале струенацравляющих устройств обеспечивает создание стабильной поперечной циркуляции слоев воды с учетом типа устройств и схемы размещения их по се1чению потока.

Распололсение труб параллельно оаи канала и выбор длины в 1,5-2,5 раза больше длины струей аир авляющего устройства позволяют подавать воздух в пределах

зоны нисходящей струи и не допускать нерационального расхода воздуха.

Предложенная система для насыщения кислородом воды в каналах работает следующим образом.

В период пониженного содержания кислорода Б транспортируемой воде, например во время «цветения водоисточника (водохранилища или реки) диатомовыми (весна и осень) и аинезелеными (лето) водорослями, в канале устанавливают струенаправляющие устройства, которые осуществляют перемещение слоев юды и периодический контакт их с атмосферным воздухом. Естественный контакт перемещаемых слоев воды С атмосферным воздухом недостаточен для насыщения потока кислородом, поэтому на участках канала,. где установлены струенаправляющие устройства, параллельно оси этого канала в местах нисходящих

струй размещают пневматические аэраторы, выполненные из перфорированных снизу труб, с помощью которых в воду канала подают воздух (от компрессора) с интенсивностью, определяемой по соотношению

(c,,-Cog)

ОЯП/.СлГ-П

250L(e

Так как перфорации в трубах расположены снизу, та воздух вводится в перемещаемые слои воды по направлению нисходящих струй, которые захватывают пузырьки введенного воздуха и, удерживая их, вовлекают внутрь потока.

Таким образом, насыщение транспортируемой воды кислородом производят периодическим контактом перемещаемых струенаправляющими устройствами слоев воды с атмосферным воздухом и дополнительно вводимым посредством труб воздухом. Выполненные снизу труб отверстия обеспечивают подачу воздуха по направлению

нисходящих струй без нарушения винтообразного движения потока, способствуя вовлечению в поток пузырьков воздуха. Нисходящие струи захватывают их и, удерживая пузырьки воздуха е потоке, препятствуют быстрому подъему их к поверхности воды. Благодаря увеличению пути движения и времени пребывания вовлеченных в поток пузырьков воздуха дост1иг,ают более глубокого извлечения кислорода из пузырьков воздуха, а создаваемая струенавравляющими устройствами циркуляция воды в канале обеспечивает насыщение кислородом всего потока, в результате чего улучшаются качественные показатели транспортируемой воды. ИспользоваБие предложенных способа и системы поаволяет повысить эффективность насыщения воды кислородом в каналах хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения, используя энергию потока; рационально расходовать подаваемый для насыщения воды кислородом воздух; исключить дефицит кислорода в транспортируемой воде ио -чрассе переброски; улучшить качественные показатели подаваемой в зону потребления воды и уменьщить нагрузку на станции водоподготовки. Годовая экономия от применения изобретения на канале производительностью 30-50 составляет до 130 тыс. руб. Формула изобретения 1. Способ насыщения кислородом воды в каналах, включающий перемещение слоев воды струенаправляющим.и устройствами и периодический контакт перемещаемых слоев с атмосферным воздухом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности насыщен-ия транспортируемой воды мислорОдом, в .местах установки струенаправляющих устройств по направлению нисходящих струй подают воздух с илтенсивностью, определяемой по соотнощению QUl(C,-C,e) 250L() И - интенсивность подачи воздуха, Q - расход воды в ка1нале, L - длина участка установки струенаправляющих устройств, м; Ш - щаг установки струекаправляющих устройств, м; Со - концентрация кислорода в начале участка уста1новки струенапра1вляющих устройств, г/мЮ2; С„ - нормируемая концентрация насыщения, безразмерная величина; средняя скорость течения воды в канале, мУс; k - коэффициент реаэрации/ 1/с; е - основание натуральных логарифмов;250 - переводной коэффициент размерности г/сОа в воздуха. 2.Система для насыщения кислородом воды в каналах, включающая установленные в каналах струенаправляющие устройства, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности использования путем у величения времени контакта вводимого воздуха с транспортируемой водой, она снабжена размещенны1ми в местах нисходящих струй и параллельно оси канала пневматическими аэраторами, выполненными из перфорированных снизу труб длиной, равной 1,,5 длины струенаправляющих устройств. 3.Система ло п. 2, отличающаяся тем, что струенаправляющие устройства установлены с шагом, определяемым по соотнощению- (+Ш где В - ширина канала по средней линии живого сечения, м; Я - гл бина воды в канале, м; п - кратность по ширине потока создаваемой струенаправляющими устройствами поперечной циркуляции;Iт - кратность по глубине потока создаваемой струенаправляющи ми устройствами поперечной циркуляции; а - угол между осью канала и направлением движения перемещаемого слоя воды. Источник информации, принятый во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР №. 716984, кл. С 02 В .1/18, 1977.