RU2046106C1 - Liquid aeration apparatus - Google Patents

Abstract

FIELD: purification of sewage water, precipitation treatment, apparatus for mixing and saturating liquids with gases. SUBSTANCE: apparatus has airduct connected with housing and disperser made from polyvinylformal with porosity of 88-92% and water absorption of at least 700% Usage of hydrophilic material, which is resilient in wet state, for making disperser allows efficiency to be considerably increased without substantial head loss due to swelling of material in wet medium and opening of additional pores, which are closed in dry air state. EFFECT: increased efficiency, simplified construction and enhanced reliability in operation. 2 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области очистки сточных вод, обработки осадков, и может быть использовано в любых сооружениях для перемешивания и насыщения жидкостей газами. The invention relates to the field of wastewater treatment, sludge treatment, and can be used in any construction for mixing and saturating liquids with gases.

Известно устройство для аэрирования жидкостей, состоящее из корпуса с диспергатором в виде диска, соединенного с воздуховодом, выполненного из волокнисто-пористого полиэтилена [1]
Недостатки известного устройства низкая эффективность и нестабильность аэрации (неравномерность распределения воздуха по площади аэратора и большой диаметр пузырьков газа 4 и более мм), связанные с излишне низким сопротивлением выходу воздуха (менее 10 см водн. ст.) и коалесценцией пузырьков.A device for aerating liquids is known, consisting of a housing with a dispersant in the form of a disk connected to an air duct made of fiber-porous polyethylene [1]
The disadvantages of the known device are low efficiency and instability of aeration (uneven distribution of air over the area of the aerator and a large diameter of gas bubbles of 4 or more mm) associated with unnecessarily low resistance to air exit (less than 10 cm aq) and coalescence of bubbles.

Известно устройство для аэрирования жидкостей, наиболее близкое по назначению и технической сущности к предлагаемому, состоящее из корпуса с закрепленным диспергатором в виде диска из пористого полиэтилена, соединенного с воздуховодом [2]
Недостатки известного устройства низкая производительность устройства, рабочий диапазон расхода воздуха 2-5 м³/ч на 1 аэратор ввиду резкого повышения потерь напора при увеличении расхода воздуха с 15 до 28 см водн. ст. в указанном диапазоне, быстрая кольматация диспергатора в процессе эксплуатации и необходимость частой регенерации.A device for aerating liquids, the closest in purpose and technical nature to the proposed, consisting of a housing with a fixed dispersant in the form of a disk of porous polyethylene connected to the duct [2]
The disadvantages of the known device is the low productivity of the device, the operating range of the air flow is 2-5 m ³ / h per 1 aerator due to the sharp increase in pressure loss with an increase in air flow from 15 to 28 cm aq. Art. in the indicated range, rapid colmatation of the dispersant during operation and the need for frequent regeneration.

Недостатки обусловлены тем, что диспергатор выполнен из полиэтилена гидрофобного материала, имеющего жесткопористую структуру. The disadvantages are due to the fact that the dispersant is made of polyethylene hydrophobic material having a rigidly porous structure.

Цель изобретения повышение производительности устройства за счет снижения потерь напора, уменьшение кольматации и саморегенерации диспергатора в процессе эксплуатации, снижение капитальных и эксплуатационных затрат. The purpose of the invention is to increase the productivity of the device by reducing pressure losses, reducing the clogging and self-regeneration of the dispersant during operation, reducing capital and operating costs.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для аэрирования жидкостей, содержащем корпус с пористым диспергатором, соединенный с воздуховодом, пористый диспергатор выполнен из поливинилформаля пористостью 88-92% водопоглощением не менее 700%
На фиг.1 представлено предлагаемое устройство для аэрирования жидкостей, общий вид; на фиг.2 то же, вид сверху.This goal is achieved by the fact that in a device for aerating liquids containing a housing with a porous dispersant connected to the duct, the porous dispersant is made of polyvinylformal with a porosity of 88-92%, water absorption of at least 700%
Figure 1 presents the proposed device for aeration of liquids, General view; figure 2 is the same, top view.

Устройство состоит из воздуховода 1, соединенного с корпусом 2, в котором установлен диспергатор 3. Диспергатор 3 выполнен из поливинилформаля пористостью 88-92% и водопоглощением не менее 700%
Устройство работает следующим образом.The device consists of an air duct 1 connected to the housing 2, in which the dispersant 3 is installed. The dispersant 3 is made of polyvinyl formal with a porosity of 88-92% and a water absorption of at least 700%
The device operates as follows.

Нагнетаемый компрессором воздух поступает по воздуховоду 1 в корпус 2 и через диспергатор 3, в котором диспергируется на мелкие пузырьки диаметром 1-2 мм, поступает в жидкость, аэрируя ее. The air pumped by the compressor enters through the duct 1 into the housing 2 and through the dispersant 3, in which it is dispersed into small bubbles with a diameter of 1-2 mm, enters the liquid, aerating it.

Выполнение диспергатора из поливинилформаля гидрофильного материала, эластичного во влажном состоянии, позволяет повысить производительность устройства в 2 и более раза без существенного повышения потерь напора в результате набухания материала во влажной среде и раскрытия дополнительных пор, закрытых в суховоздушном состоянии. Под действием давления подаваемого воздуха диспергатор растягивается, приобретая форму купола с увеличением рабочей поверхности на 20-30%
Эластичность поливинилформаля во влажном состоянии обеспечивает его саморегенерацию в процессе эксплуатации, т.к. при попадании в поры диспергатора кольматирующих частиц возрастает напор воздуха в устройстве. Это приводит к расширению пор и выдуванию кольматирующих частиц, чему способствует также гидрофильность, снижающая трение частиц о стенки пор.The implementation of the dispersant of polyvinyl formal hydrophilic material, elastic in the wet state, allows to increase the productivity of the device by 2 or more times without a significant increase in pressure losses due to swelling of the material in a humid environment and the opening of additional pores closed in a dry air state. Under the influence of the pressure of the supplied air, the dispersant stretches, acquiring the shape of a dome with an increase in the working surface by 20-30%
The elasticity of polyvinylformal in the wet state ensures its self-regeneration during operation, because when colmatizing particles enter the pores of the dispersant, the air pressure in the device increases. This leads to the expansion of pores and blowing out of the clogging particles, which is also facilitated by hydrophilicity, which reduces the friction of the particles on the pore walls.

Диспергатор из поливинилформаля отличает однородный размер пор, обеспечивающий высокую степень диспергирования воздуха (диаметр пузырьков 1-3 мм), химическая и абразивная стойкость, низкий удельный вес. Пористость 88-92% обеспечивает наилучшие гидравлические характеристики аэратора, потери напора находятся в оптимальном диапазоне (10-20 см водн. ст.), обеспечивающем стабильную эффективную и экономичную работу устройства, и практически не меняются с увеличением расхода воздуха, благодаря растяжению структурного каркаса диспергатора и включения в работу дополнительных пор, закрытых в суховоздушном состоянии. Пористость менее 88% характеризует плотный материал с более высокими потерями напора (более 20 см водн. ст.), применение которого приводит к непроизводительному повышению энергозатрат на аэрацию, а пористость более 92% к излишнему снижению потерь напора (менее 10 см водн.ст.) и неравномерности распределения воздуха по всей площади аэратора, что снижает эффективность аэрации. The polyvinylformal dispersant has a uniform pore size that provides a high degree of dispersion of air (bubble diameter 1-3 mm), chemical and abrasion resistance, and low specific gravity. The porosity of 88-92% ensures the best hydraulic characteristics of the aerator, the pressure loss is in the optimal range (10-20 cm aq), which ensures stable effective and economical operation of the device, and practically do not change with increasing air flow, due to the stretching of the disperser structural frame and inclusion in the work of additional pores closed in a dry air condition. A porosity of less than 88% characterizes a dense material with higher pressure losses (more than 20 cm aq), the use of which leads to an unproductive increase in energy consumption for aeration, and a porosity of more than 92% leads to an unnecessary decrease in pressure loss (less than 10 cm aq). ) and uneven distribution of air over the entire area of the aerator, which reduces the efficiency of aeration.

Применение поливинилформаля с показателем водопоглощения более 700% обеспечивает саморегенерацию диспергатора при его кольматации в процессе эксплуатации в результате повышения напора воздуха в устройстве и расширения пор в 1,2-1,3 раза благодаря эластичности поливинилформаля во влажном состоянии. The use of polyvinyl formal with a water absorption index of more than 700% ensures the self-regeneration of the dispersant when it is clogged during operation as a result of an increase in air pressure in the device and pore expansion by 1.2-1.3 times due to the elasticity of polyvinyl formal in the wet state.

Применение поливинилформаля с показателем водопоглощения менее 700% не обеспечивает саморегенерацию диспергатора в результате снижения эластичности поливинилформаля. The use of polyvinyl formal with a water absorption index of less than 700% does not ensure the self-regeneration of the dispersant as a result of a decrease in the elasticity of polyvinyl formal.

Данные по обоснованию оптимальных показателей поливинилформаля приведены в табл.1. Data on the rationale for the optimal performance of polyvinyl formal are given in table 1.

Данные, свидетельствующие о преимуществе предлагаемого устройства перед известным, приведены в табл.2. Data indicating the advantage of the proposed device over the known, are given in table.2.

Стабильная и экономичная работа устройства обеспечивается при потерях напора 10-20 см водн. ст. Stable and economical operation of the device is provided with a pressure loss of 10-20 cm aq. Art.

Рабочий диапазон расходов воздуха у известного устройства ограничен 5 м³/ч в связи с резким повышением потерь напора при увеличении расхода воздуха.The operating range of air flow rates of the known device is limited to 5 m ³ / h due to a sharp increase in pressure losses with increasing air flow.

В результате выполнения диспергатора из поливинилформаля гидрофильного материала, эластичного во влажном состоянии, предлагаемое устройство для аэрирования жидкостей обеспечивает следующие преимущества по сравнению с известными:
повышение производительности устройства в 2 и более раза с 2,5 до 6-10 м³/ч при снижении потерь напора с 15-28 до 11,5-18 см водн. ст.As a result of the implementation of the dispersant of polyvinyl formal hydrophilic material, elastic in the wet state, the proposed device for aeration of liquids provides the following advantages compared with the known:
increasing the productivity of the device by 2 or more times from 2.5 to 6-10 m ³ / h while reducing pressure losses from 15-28 to 11.5-18 cm aq. Art.

саморегенерация диспергатора в процессе эксплуатации;
увеличение рабочей поверхности диспергатора на 20-50% и снижение коалесценции пузырьков воздуха за счет образования куполообразной формы диспергатора благодаря эластичности поливинилформаля во влажном состоянии;
устойчивость к гидравлическим ударам при запуске аэрационного оборудования;
герметичность соединений, а также простоту монтажа и замены;
снижение вибрации воздуховодов и увеличение срока их службы благодаря вязко-упругим свойствам поливинилформаля.self-regeneration of the dispersant during operation;
an increase in the working surface of the dispersant by 20-50% and a decrease in the coalescence of air bubbles due to the formation of a domed shape of the dispersant due to the elasticity of polyvinyl formal in the wet state;
resistance to hydraulic shocks when starting aeration equipment;
tightness of joints, as well as ease of installation and replacement;
reduction of vibration of air ducts and increase of their service life due to visco-elastic properties of polyvinyl formal.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРИРОВАНИЯ ЖИДКОСТИ, содержащее корпус с пористым диспергатором, соединенный с воздуховодом, отличающееся тем, что пористый диспергатор выполнен из поливинилформаля пористостью 88 92% водопоглощением не менее 700% DEVICE FOR AERATION OF LIQUID, comprising a housing with a porous dispersant connected to an air duct, characterized in that the porous dispersant is made of polyvinyl formal porosity 88 92% water absorption of at least 700%

Images