RU2282595C1 - Tubular aeration element for fine-bubble aeration - Google Patents

Abstract

FIELD: water treatment.

SUBSTANCE: invention relates to liquids aeration technology and can find use in waste water oxygen saturation processes at biological treatment plants or for oxygen saturation of oxygen-depleted waters. Tubular aeration element according to invention contains framework and dispersing layer. All of the element is formed by thermoplastic polymer fibers melted with each other in contact sites owing to heat accumulated in the fibers. Framework is an inner layer 4 mm thick made from fiber 400-500 μm in diameter laid at density 0.38-0.42 g/cm³. Outer dispersing layer is made from fibers having diameter not larger than 50 μm and laid at density 0.54-0.57 g/cm³. Thickness of aeration element can be constant, maximal along its length, and can be diminished owing to outer dispersing layer by 0.5 mm on 1 m length but no more than by 40% of maximum thickness of this layer. In all cases, thickness of dispersing layer cannot be less than 4 mm.

EFFECT: enabled creation of structurally simple aeration elements to achieve uniform exit of air bubbles throughout length of the string of aeration elements and simplified aeration element manufacture process.

Description

Изобретение относится к технике аэрации жидкостей. Предлагаемый аэрирующий элемент может быть использован для насыщения кислородом сточных вод на объектах биологической очистки или обедненных кислородом вод. Растворимость кислорода в воде мала. Поэтому для насыщения ее кислородом необходимо большое количество воздуха, при этом должна быть обеспечена большая поверхность контакта между воздухом и аэрируемой водой. Известны пневматический, механический и пневмомеханический способы аэрации. При пневматическом способе сжатый воздух воздуходувкой подается через пористые плиты или трубы - аэрирующие элементы - в воду, которую необходимо насытить кислородом. Лучше всего процесс аэрации протекает при мелкопузырчатой аэрации. Чем мельче пузырьки воздуха, тем больше поверхность соприкосновения воздуха и воды и тем больше кислорода растворяется в воде, при одном и том же количестве продуваемого через аэратор воздуха.The invention relates to techniques for aeration of liquids. The proposed aeration element can be used to saturate wastewater with oxygen at biological treatment facilities or oxygen-depleted waters. The solubility of oxygen in water is small. Therefore, in order to saturate it with oxygen, a large amount of air is required, while a large contact surface between the air and aerated water must be provided. Known pneumatic, mechanical and pneumomechanical methods of aeration. In the pneumatic method, compressed air is supplied by a blower through porous plates or pipes — aerating elements — into water, which must be saturated with oxygen. The aeration process proceeds best with fine-bubble aeration. The smaller the air bubbles, the larger the contact surface of air and water and the more oxygen dissolves in the water, with the same amount of air blown through the aerator.

Известны различные аэрирующие элементы, в том числе и для мелкопузырчатой аэрации.Various aeration elements are known, including for fine bubble aeration.

Так, например, известен трубчатый аэратор /1/, содержащий жесткую трубу-опору с радиальными отверстиями, на которую натянут пленочный рукав с тонкими порами. Труба с рукавом закрыта на концах дискообразными крышками. Последние имеют центральные отверстия, к которым, по меньшей мере, с одной стороны присоединен трубопровод, по которому газ под давлением подается в трубу-опору. Газ проходит через отверстия трубы-опоры, распределяется между трубой-опорой и рукавом по всему объему и выходит через поры пленочного рукава в жидкость, образуя тончайшую дисперсию.So, for example, a tubular aerator / 1 / is known, containing a rigid support pipe with radial holes, on which a thin-pore film sleeve is pulled. The pipe with the sleeve is closed at the ends with disc-shaped caps. The latter have central openings to which, at least on one side, a pipeline is connected, through which gas is supplied under pressure to the support pipe. Gas passes through the openings of the support pipe, is distributed between the support pipe and the sleeve throughout the volume and exits through the pores of the film sleeve into the liquid, forming the finest dispersion.

Известен диффузор /2/, содержащий пористую трубку и рубашку из гидрофобного пористого пластика, которая окружает трубу. Рубашка выполнена в виде многослойной обмотки из ленты, причем каждый виток расположен внахлестку на предыдущем.Known diffuser / 2 / containing a porous tube and a jacket of hydrophobic porous plastic, which surrounds the pipe. The shirt is made in the form of a multilayer winding made of tape, with each turn being lapped on the previous one.

Труба для аэрации воды /3/ представляет собой опорную перфорированную трубу, на которую одета имеющая тонкую перфорацию резиновая оболочка. Перфорация оболочки преимущественно представляет собой пропускающие сжатый воздух тонкие прорези. Равномерность распределения подводимого к концу рукава сжатого воздуха обеспечивает выполненная в виде спирального шланга, размещенная между опорной трубой и оболочкой перфорированная труба. Для того чтобы волнистость этой трубы не проступала через оболочку, трубу дополнительно обтягивают преимущественно рукавной тканью.The pipe for aeration of water / 3 / is a support perforated pipe, on which a rubber sheath having thin perforation is worn. The perforation of the shell is predominantly a thin slot that passes compressed air. The uniform distribution of compressed air supplied to the end of the sleeve is ensured by a perforated pipe made in the form of a spiral hose, placed between the support tube and the sheath. In order that the undulation of this pipe does not appear through the shell, the pipe is additionally covered mainly with a sleeve fabric.

Известно устройство для аэрации жидкостей, например сточных вод /4/, представляющее собой цилиндрическую трубу, на которую в виде чулка насажена резиновая мембрана с отверстиями. В верхней части трубы имеется крышка с наклонными каналами, по которым газ подается в пространство между трубой и мембраной. В зоне крышки мембрана отверстий не имеет. При подаче газа мембрана отжимается от стенок трубы и газ выходит через отверстия в мембране в жидкость. При отсутствии подачи газа мембрана прижимается давлением жидкости к стенкам трубы, предохраняя ее от попадания жидкости внутрь трубы. На концах трубы мембрана крепится хомутом.A device for aeration of liquids, such as wastewater / 4 /, is a cylindrical pipe on which a rubber membrane with holes is fitted in the form of a stocking. In the upper part of the pipe there is a cover with inclined channels through which gas is supplied into the space between the pipe and the membrane. In the area of the lid, the membrane has no holes. When gas is supplied, the membrane is squeezed from the walls of the pipe and gas escapes through the holes in the membrane into the liquid. In the absence of gas supply, the membrane is pressed by the pressure of the liquid against the walls of the pipe, protecting it from liquid entering the pipe. At the ends of the pipe, the membrane is attached with a clamp.

В заявке /5/ описан трубчатый аэратор, содержащий трубу с радиальными отверстиями и диспергирующее покрытие, отличающийся тем, что внутренний диаметр диспергирующего покрытия составляет 1,3-1,5 наружного диаметра трубы с радиальными отверстиями. Аэратор дополнительно содержит кольцевые вставки между трубой с радиальными отверстиями и диспергирующим покрытием. Расстояние между кольцевыми вставками составляет 7-23 наружных диаметров трубы с радиальными отверстиями. Суммарная площадь радиальных отверстий в трубе между кольцевыми вставками составляет 0,03-0,16 квадрата внутреннего диаметра диспергирующего покрытия.The application / 5 / describes a tubular aerator comprising a pipe with radial holes and a dispersion coating, characterized in that the inner diameter of the dispersion coating is 1.3-1.5 of the outer diameter of the pipe with radial holes. The aerator further comprises annular inserts between the pipe with radial openings and a dispersion coating. The distance between the annular inserts is 7-23 outer diameters of the pipe with radial holes. The total area of the radial holes in the pipe between the annular inserts is 0.03-0.16 square of the inner diameter of the dispersion coating.

В заявке /6/ описан способ и устройство для аэрирования сточных вод. Предложена конструкция аэрирующего элемента, выполняемая полностью из полимерных материалов. В плане элемент имеет вид вытянутого прямоугольника, он включает плоское основание, отличающееся повышенной прочностью, и расположенную над ним с некоторым зазором пористую мембрану. Мембрана обладает определенной эластичностью, по данным автора, это способствует уменьшению риска кольматации и обрастания мембраны биопленкой. Основание имеет в продольном направлении борта, к которым приваривается мембрана. Сообщается, что разработана также технология, в соответствии с которой перфорации на мембрану могут быть нанесены уже после ее соединения с основанием.In the application / 6 / describes a method and device for aeration of wastewater. The design of the aeration element, made entirely of polymeric materials, is proposed. In plan terms, the element has the form of an elongated rectangle, it includes a flat base, characterized by increased strength, and a porous membrane located above it with some clearance. The membrane has a certain elasticity, according to the author, this helps to reduce the risk of colmatization and membrane fouling with biofilm. The base has in the longitudinal direction of the side to which the membrane is welded. It is reported that a technology has also been developed in accordance with which perforations on the membrane can be applied after it is connected to the base.

Известен способ и устройство для аэрирования сточных вод /7/, предназначенное для мелкого диспергирования воздуха в аэротенках. Оно отличается эластичностью и выполняется в виде ленты, имеющей плотную подложку, на которой с некоторым зазором располагается пористая диспергирующая мембрана. В центре подложки по оси проходит гребень, в котором запрессован шланг для подачи воздуха. На определенной дистанции в шланге имеются перфорации, через которые воздух проходит в пространство между подложкой и диспергирующей мембраной. В связи с эластичностью мембраны предусмотрена структурирующая сетка, которая ограничивает амплитуду ее вертикальных перемещений. Воздух к шлангам подается через вертикальные стояки.A known method and device for aeration of wastewater / 7 /, designed for fine dispersion of air in aeration tanks. It is characterized by elasticity and is made in the form of a tape having a dense substrate on which a porous dispersing membrane is located with a certain gap. A ridge extends along the axis in the center of the substrate, in which a hose for air supply is pressed in. At a certain distance in the hose there are perforations through which air passes into the space between the substrate and the dispersing membrane. In connection with the elasticity of the membrane, a structuring grid is provided, which limits the amplitude of its vertical movements. Air is supplied to the hoses through vertical risers.

Наиболее близким, из числа известных, по технической сущности и достигаемому результату является пневматический аэратор /8/. Аэратор содержит каркас в виде перфорированной трубы, установленную на ней высокопористую гильзу, наружный диспергирующий слой и промежуточный слой, расположенный между каркасом и гильзой, отличающийся тем, что отверстия трубы выполнены конической формы и расположены со смещением их в соседних рядах, равным половине шага между отверстиями, промежуточный слой выполнен в виде объемного полимерного жгута и установлен навивкой на каркасе в двух направлениях с перехлестом, высокопористая гильза выполнена пневмоэкструзией из волокнистого материала с пористостью 500-600 мкм, а диспергирующий слой выполнен пневмоэкструзией из материала с пористостью 30-80 мкм. Каркас выполнен с размещенными на его обеих сторонах муфтами, при этом одна муфта выполнена наружной, а другая с внутренней сопрягаемыми резьбами.The closest, from among the known, by its technical nature and the achieved result is a pneumatic aerator / 8 /. The aerator contains a frame in the form of a perforated pipe, a highly porous sleeve mounted on it, an external dispersing layer and an intermediate layer located between the frame and the sleeve, characterized in that the pipe holes are conical in shape and are located with their offset in adjacent rows equal to half the pitch between the holes , the intermediate layer is made in the form of a bulk polymer tow and is installed by winding on the frame in two directions with overlapping, the highly porous sleeve is made by fibrous extrusion from fiber material with a porosity of 500-600 microns, and the dispersing layer is made by pneumatic extrusion of a material with a porosity of 30-80 microns. The frame is made with couplings placed on its both sides, while one clutch is made external and the other with internal mating threads.

Практически все известные аэрирующие элементы имеют упрочняющий, опорный каркас (в качестве которого, чаще всего, используется перфорированная металлическая труба) и диспергатор. Кроме того, все они включают в свою конструкцию различные элементы для выравнивания подачи воздуха к диспергатору. Такая конструкция отличается сложностью и соответственно высокой ценой аэрирующих элементов. Изготовление таких аэрирующих элементов, как правило, многостадийный процесс. Кроме того, все известные аэрирующие элементы имеют один серьезный недостаток - воздухопроницаемость их неизменна по всей длине. В то время как при монтаже аэрационной системы на входе в аэротенк, а также на конечных участках распределительной системы, необходимо устанавливать аэрирующие элементы с наибольшей воздухопроницаемостью, так как на этих участках давление воздуха ниже. В идеальном случае, воздухопроницаемость в плети аэрирующих элементов должна постепенно увеличиваться (на входе) до максимальной и затем уменьшаться до минимальной (на выходе). При такой сборке аэрационной системы, выход пузырьков воздуха будет равномерным по всей длине плети аэрирующих элементов.Almost all known aeration elements have a reinforcing, support frame (which is most often used as a perforated metal pipe) and a dispersant. In addition, all of them include various elements in their design for equalizing the air supply to the dispersant. Such a design is notable for its complexity and correspondingly high cost of aeration elements. The manufacture of such aeration elements is usually a multi-stage process. In addition, all known aeration elements have one serious drawback - their air permeability is constant over the entire length. While during the installation of the aeration system at the entrance to the aeration tank, as well as at the final sections of the distribution system, it is necessary to install aeration elements with the highest air permeability, since in these areas the air pressure is lower. In the ideal case, the air permeability in the lash of aerating elements should gradually increase (at the entrance) to the maximum and then decrease to the minimum (at the exit). With this assembly of the aeration system, the output of air bubbles will be uniform along the entire length of the lash of aerating elements.

Цель изобретения - создание простых по конструкции аэрирующих элементов, с помощью которых можно достигнуть равномерного выхода пузырьков воздуха по всей длине плети аэрирующих элементов в аэротенке. А также максимально упростить процесс изготовления аэрирующих элементов.The purpose of the invention is the creation of aerating elements that are simple in design, with the help of which it is possible to achieve a uniform exit of air bubbles along the entire length of the whip of aerating elements in the aeration tank. And also to simplify the manufacturing process of aerating elements as much as possible.

Поставленная задача решается тем, что предлагаемый трубчатый аэрирующий элемент весь полностью изготовлен из сплавленных между собой в местах контактов волокон термопластичного полимера, например полиэтилена высокого давления. Причем внутренний слой аэрирующего элемента толщиной 4 мм - каркас, выполнен из грубых волокон диаметром 400-500 мкм, уложенных с плотностью 0,38-0,42 г/см³. Наружный - диспергирующий слой изготовлен из тонких волокон диаметром до 50 мкм, уложенных с плотностью 0,54-0,57 г/см³. Толщина аэрирующего элемента может быть одинаковой по всей длине (максимальной) и может уменьшаться за счет наружного диспергирующего слоя на 0,5 мм на длине 1 м, но не более чем на 40% толщины диспергирующего слоя. При этом минимальная толщина диспергирующего слоя не может быть меньше 4 мм, так как при меньшей толщине аэрирующий элемент работает неравномерно из-за низких потерь напора.The problem is solved in that the proposed tubular aeration element is entirely made of thermoplastic polymer fibers, for example high-pressure polyethylene, fused to each other at the points of contact. Moreover, the inner layer of the aeration element with a thickness of 4 mm - the frame is made of coarse fibers with a diameter of 400-500 microns, laid with a density of 0.38-0.42 g / cm ³ . The outer dispersing layer is made of thin fibers with a diameter of up to 50 microns, laid with a density of 0.54-0.57 g / cm ³ . The thickness of the aerating element can be the same over the entire length (maximum) and can be reduced due to the outer dispersing layer by 0.5 mm over a length of 1 m, but not more than 40% of the thickness of the dispersing layer. At the same time, the minimum thickness of the dispersing layer cannot be less than 4 mm, since with a smaller thickness the aeration element does not work uniformly due to low pressure losses.

Внутренний грубоволокнистый слой - каркас служит не только каркасом, но и своеобразным ресивером, выравнивающим подачу воздуха к диспергирующему слою. Кроме того, он выполняет функцию фильтра - удерживает в своем объеме частицы загрязнений, содержащиеся в подаваемом в аэрирующий элемент воздухе, оберегает диспергирующий слой от засорения. Толщина внутреннего слоя 4 мм, при меньшей толщине слой не сможет выполнить свои функции в качестве каркаса, ресивера и фильтра. Так, при меньшей толщине, он не обладает достаточной жесткостью и прочностью, которые требуются для каркаса, не может задержать в своем объеме загрязнения (в большом количестве) как фильтр и не обеспечивает равномерной подачи воздуха к диспергирующему слою как ресивер. Большая толщина не нужна для той функции, которую этот слой выполняет и, более того - нецелесообразна с экономической точки зрения, так как ведет к утяжелению элемента и, следовательно, к его удорожанию. Плотность укладки волокон внутреннего слоя должна быть 0,38-0,42 г/см³. Большей она не должна быть, иначе, из-за высокого сопротивления потоку воздуха, этот слой не выполнит своей функции ресивера. Меньшей она также не должна быть, иначе слой не выполнит свои предназначения в качестве каркаса и фильтра. Диаметр волокон этого слоя 400-500 мкм, при более тонких волокнах аэрирующий элемент не выполняет своих задач как каркас и ресивер. Более грубые волокна не позволят слою выполнить свою функцию фильтра.The inner coarse fiber layer - the frame serves not only as a frame, but also as a kind of receiver that evens out the air supply to the dispersing layer. In addition, it acts as a filter - it holds in its volume the particles of contaminants contained in the air supplied to the aeration element, protects the dispersing layer from clogging. The thickness of the inner layer is 4 mm, with a smaller thickness the layer will not be able to perform its functions as a frame, receiver and filter. So, with a smaller thickness, it does not have sufficient rigidity and strength, which are required for the frame, cannot retain pollution (in large quantities) as a filter in its volume, and does not provide uniform air supply to the dispersing layer as a receiver. A large thickness is not needed for the function that this layer performs and, moreover, is not practical from an economic point of view, since it leads to an increase in weight of the element and, therefore, to its cost. The packing density of the fibers of the inner layer should be 0.38-0.42 g / cm ³ . It should not be larger, otherwise, due to the high resistance to air flow, this layer will not fulfill its function as a receiver. It also should not be smaller, otherwise the layer will not fulfill its purpose as a frame and a filter. The diameter of the fibers of this layer is 400-500 microns, with thinner fibers the aeration element does not fulfill its tasks as a frame and a receiver. Coarser fibers will not allow the layer to fulfill its filter function.

Наружный диспергирующий слой выполнен из тонких волокон не более 50 мкм, уложенных с плотностью 0,54-0,57 г/см³. Если диспергирующий слой образован волокнами с плотностью укладки менее 0,54 г/см³, то размер пузырьков воздуха, выходящих из аэрирующего элемента увеличивается, следовательно, эффективность процесса аэрации при этом уменьшается. Плотность диспергирующего слоя выше 0,57 г/см³ приводит к увеличению сопротивления, создаваемого аэрирующим элементом потоку воздуха, что требует больших затрат энергии на продувку воздуха, что также ведет к снижению эффективности аэрации. Диаметр волокон диспергирующего слоя не должен превышать 50 мкм, иначе увеличивается диаметр выходящих из аэрирующего элемента пузырьков, что ведет к уменьшению эффективности аэрации.The outer dispersing layer is made of thin fibers of not more than 50 μm, laid with a density of 0.54-0.57 g / cm ³ . If the dispersing layer is formed by fibers with a packing density of less than 0.54 g / cm ³ , then the size of the air bubbles leaving the aeration element increases, therefore, the efficiency of the aeration process decreases. The density of the dispersing layer above 0.57 g / cm ³ leads to an increase in the resistance created by the aeration element to the air flow, which requires large energy expenditures for air purge, which also leads to a decrease in the aeration efficiency. The diameter of the fibers of the dispersing layer should not exceed 50 μm, otherwise the diameter of the bubbles emerging from the aeration element increases, which leads to a decrease in the aeration efficiency.

Величина уменьшения толщины аэрирующего элемента - на 0,5 мм на длине 1 м (за счет уменьшения диспергирующего слоя) определена экспериментально. При этом уменьшение толщины диспергирующего слоя не должно быть более 40% его максимальной толщины. Иначе создается большая разница в потерях давления на самой толстой и самой тонкой частях диспергирующего слоя, что приводит к неравномерности выхода пузырьков по длине аэратора.The decrease in the thickness of the aeration element - by 0.5 mm over a length of 1 m (due to the reduction of the dispersing layer) was determined experimentally. Moreover, the decrease in the thickness of the dispersing layer should not be more than 40% of its maximum thickness. Otherwise, a big difference is created in pressure losses on the thickest and thinnest parts of the dispersing layer, which leads to uneven exit of bubbles along the length of the aerator.

От правильности выбора устройства и эксплуатации аэраторов зависит надежность работы аэротенков. При монтаже аэрирующей системы необходимо учесть, что на входе в аэротенк, а также на конечных участках распределительной системы необходимо устанавливать аэрирующие элементы с наибольшей воздухопроницаемостью /9/. С этой целью на входе в аэротенк и на конечных его участках нужно устанавливать аэрирующие элементы с переменной толщиной, причем на входе - толщина аэрирующего элемента должна увеличиваться от минимальной до максимальной; на выходе - уменьшаться от максимальной до минимальной. Центральные участки плети образованы аэрирующими элементами, толщина которых одинаковая - максимальная, которая может находиться в пределах от 6 мм до 15 мм. При максимальной толщине диспергирующего слоя в центре плети аэрирующих элементов менее 6 мм уменьшение толщины аэрирующего элемента на конечных участках возможно на длине менее 4 м (т.к. минимальная толщина диспергирующего слоя не должна быть меньше 4 мм), что не всегда достаточно при строительстве очистных сооружений больших размеров. Толщина диспергирующего слоя более 15 мм не целесообразна с экономической точки зрения, так как ведет к увеличению стоимости аэрирующего элемента и увеличению затрат энергии на продувку через него воздуха.The reliability of the aeration tanks depends on the correct selection of the device and operation of the aerators. When installing the aeration system, it is necessary to take into account that at the entrance to the aeration tank, as well as at the final sections of the distribution system, it is necessary to install aeration elements with the highest breathability / 9 /. For this purpose, aeration elements with variable thickness should be installed at the entrance to the aeration tank and at its final sections, and at the entrance - the thickness of the aeration element should increase from minimum to maximum; at the output, decrease from maximum to minimum. The central sections of the whip are formed by aerating elements, the thickness of which is the same - maximum, which can be in the range from 6 mm to 15 mm. With a maximum thickness of the dispersing layer in the center of the aerating element lash of less than 6 mm, a decrease in the thickness of the aerating element in the final sections is possible at a length of less than 4 m (since the minimum thickness of the dispersing layer should not be less than 4 mm), which is not always enough when building treatment plants large structures. The thickness of the dispersing layer of more than 15 mm is not advisable from an economic point of view, since it leads to an increase in the cost of the aeration element and an increase in the cost of energy for blowing air through it.

Изготавливают предлагаемые аэрирующие элементы следующим образом. Исходное полимерное сырье (гранулированный полиэтилен первичный или вторичный, или смесь первичного и вторичного в различных соотношениях) загружается в приемное устройство генератора волокон и далее транспортируется через обогреваемые зоны генератора волокон к фильерной головке. В процессе транспортировки полимерное сырье разогревается до вязкотекучего состояния. Этот переход обусловлен как приложенным внешним температурным воздействием, так и высвобождением тепловой энергии за счет сил трения возникающих при транспорте полимера. На выходе из фильерной головки расплав полиэтилена подхватывается струей горячего воздуха, формируя газоволокнистый "факел". Волокна в "факеле", находясь в вязкотекучем состоянии, наслаиваются на установленную под углом 90° к оси "факела" формообразующую оправку, совершающую вращение и возвратно-поступательное перемещение. При этом на поверхности оправки происходит формирование волокнисто-пористого изделия цилиндрической формы за счет сплавления волокон в местах их контактов. После того как на поверхности оправки сформируется каркасный слой, начинается формирование диспергирующего слоя, причем волокна каркасного слоя сплавляются с волокнами диспергирующего слоя за счет аккумулированного ими тепла. После достижения диспергирующим слоем минимальной толщины (4 мм) происходит постепенное уменьшение длины аэрирующего элемента, на которую наносятся волокна, т.е. с каждым ходом возвратно-поступательного перемещения оправки "факел" все больше и больше не доходит до одного из ее концов. После того как аэрирующий элемент будет сформирован - его снимают с поверхности оправки.Make the proposed aeration elements as follows. The polymer feedstock (granular polyethylene primary or secondary, or a mixture of primary and secondary in various ratios) is loaded into the receiver of the fiber generator and then transported through the heated zones of the fiber generator to the die head. During transportation, the polymer raw material is heated to a viscous state. This transition is due to both the applied external temperature effect and the release of thermal energy due to the friction forces arising from the transport of the polymer. At the exit of the die head, the polyethylene melt is picked up by a stream of hot air, forming a gas-fiber "torch". The fibers in the “torch”, being in a viscous-flowing state, are layered on a mold-forming mandrel mounted at an angle of 90 ° to the axis of the “torch”, which rotates and reciprocates. At the same time, a fibrous-porous cylindrical product is formed on the surface of the mandrel due to the fusion of the fibers at their contact points. After the skeleton layer is formed on the surface of the mandrel, the formation of the dispersing layer begins, and the fibers of the skeleton layer are fused with the fibers of the dispersing layer due to the heat accumulated by them. After the dispersing layer reaches the minimum thickness (4 mm), the length of the aeration element onto which the fibers are applied gradually decreases, i.e. with each stroke of the reciprocating movement of the mandrel, the "torch" more and more does not reach one of its ends. After the aeration element is formed, it is removed from the surface of the mandrel.

Пример. Изготовлен аэрирующий элемент длиной 2 м, толщина его стенки на входе 12 мм, на выходе 11 мм. Толщина каркасного слоя - 4 мм, плотность укладки волокон в нем 0,40 г/см³, диаметр волокон 500 мкм. Наружный диспергирующий слой образован волокнами диаметром 40 мкм, плотность их укладки 0,56 г/см³. При погружении на 1 м и расходе воздуха 3,3 м³/ч эффективность аэрации такого элемента 4,5 кг кислорода /кВт ч, а окислительная способность 45 г кислорода /м³ ч, степень использования кислорода 5,5%.Example. Aerating element 2 m long was made, its wall thickness at the inlet was 12 mm, at the outlet 11 mm. The thickness of the carcass layer is 4 mm, the fiber packing density in it is 0.40 g / cm ³ , and the fiber diameter is 500 μm. The outer dispersing layer is formed by fibers with a diameter of 40 μm, the density of their laying of 0.56 g / cm ³ . When immersed at 1 m and an air flow rate of 3.3 m ³ / h, the aeration efficiency of such an element is 4.5 kg of oxygen / kW h, and the oxidizing ability is 45 g of oxygen / m ³ h, the degree of oxygen utilization is 5.5%.

Источники информацииInformation sources

1 Заявка 0210296 ЕПВ, кл. С 02 F 3/20, С 02 F 7/00, заявл. 01.08.85, опубл. 04.02.87.1 Application 0210296 EPO, cl. C 02 F 3/20, C 02 F 7/00, claimed 08/01/85, publ. 02/04/87.

2 Заявка 0226373 ЕПВ, кл. С 02 F 3/20, заявл. 01.12.86, опубл. 24.06.87.2 Application 0226373 EPO, CL C 02 F 3/20, declared 12/01/86, publ. 06.24.87.

3 Заявка 3226065 ФРГ, кл. С 02 F 3/20, заявл. 21.06.82, опубл. 02.12.83.3 Application 3226065 Germany, CL C 02 F 3/20, declared 06/21/82, publ. 12/02/83.

4 Заявка 3418548 ФРГ, кл. В 01 F 3/04, С 02 F 3/20, заявл. 18.05.84, опубл. 21.11.85.4 Application 3418548 Germany, CL B 01 F 3/04, C 02 F 3/20, declared 05/18/84, publ. 11.21.85.

5 Заявка 98101556/25 Россия, кл. С 02 F 3/20, заявл. 05.02.98, опубл. 20.01.99.5 Application 98101556/25 Russia, cl. C 02 F 3/20, declared 02/05/98, publ. 01/20/99.

6 Заявка 19836291.9 Германия, кл. С 02 F 7/00, заявл. 11.08.98, опубл. 17.02.2000.6 Application 19836291.9 Germany, cl. C 02 F 7/00, claimed 08/11/98, publ. 02/17/2000.

7 Заявка 19836290.0 Германия, кл. С 02 F 7/00, заявл. 11.08.98, опубл. 17.02.2000.7 Application 19836290.0 Germany, cl. C 02 F 7/00, claimed 08/11/98, publ. 02/17/2000.

8 Патент 2071955 Россия, кл. С 02 F 3/20, заявл. 08.12.92, опубл. 20.01.97.8 Patent 2071955 Russia, cl. C 02 F 3/20, declared 12/08/92, publ. 01/20/97.

9 Г.С.Попкович, Б.Н.Репин. "Системы аэрации сточных вод", М. "Стройиздат", 1986.9 G.S. Popkovich, B.N. Repin. "Wastewater aeration systems", M. "Stroyizdat", 1986.

Claims (1)

Трубчатый аэрирующий элемент для мелкопузырчатой аэрации сточных или обедненных кислородом вод, содержащий каркас и диспергирующий слой, отличающийся тем, что весь элемент образован волокнами термопластичного полимера, сплавленными друг с другом в местах контактов за счет аккумулированного волокнами тепла, причем каркас - внутренний слой толщиной 4 мм, выполнен из волокон диаметром 400-500 мкм, уложенных с плотностью 0,38-0,42 г/см³, а наружный диспергирующий слой изготовлен из волокон диаметром не более 50 мкм с плотностью укладки 0,54-0,57 г/см³, причем толщина аэрирующего элемента может быть постоянной, максимальной по его длине и может уменьшаться за счет наружного диспергирующего слоя на 0,5 мм на длине 1 м, но не более чем на 40% от максимальной толщины этого слоя, при этом толщина диспергирующего слоя не может быть меньше 4 мм.A tubular aeration element for fine bubble aeration of wastewater or oxygen-depleted waters, comprising a frame and a dispersing layer, characterized in that the entire element is formed by thermoplastic polymer fibers fused to each other at the contact points due to heat accumulated by the fibers, the frame being an inner layer of 4 mm thickness made of fibers with a diameter of 400-500 microns, laid with a density of 0.38-0.42 g / cm ³ and the outer dispersing layer is made of fibers with a diameter of not more than 50 microns with a laying density of 0.54-0.57 g / cm ³ As a result, the thickness of the aerating element can be constant, maximum along its length, and can decrease due to the external dispersing layer by 0.5 mm over a length of 1 m, but not more than 40% of the maximum thickness of this layer, while the thickness of the dispersing layer cannot be less than 4 mm.