Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow Инженерная экология: процессы и аппараты очистки сточных вод и переработки осадков

Механическая и пневмомеханическая аэрация

Механические аэраторы распространены довольно широко. Существуют два основных типа механических аэраторов — с вертикальной и горизонтальной осью вращения (рис. 12.7).

Классификация механических аэраторов

Рис. 12.7. Классификация механических аэраторов

Аэраторы с вертикальной осью вращения могут быть поверхностными и заглубленными в жидкость; по виду механизма аэрации они разделяются на турбинные, импеллерные и струйные. Аэраторы с горизонтальной осью вращения бывают поверхностными (роторными) и мешалочными (см. рис. 12.7).

Механизм процесса аэрирования воды в рассматриваемых случаях можно разделить на следующие виды:

  • • подсос воздуха движущейся в жидкости лопаткой через поверхность за счет понижения давления за лопаткой;
  • • насыщение кислородом многочисленных струй и капель жидкости, образующихся при разбрызгивающем действии механического аэратора и имеющих большую поверхность контакта с воздухом;
  • • смешение жидкости и воздуха в межлопастном пространстве аэраторов в условиях резких перепадов давлений между зонами повышенного и пониженного давления соответственно перед движущимися лопатками и за ними;
  • • подсос воздуха струями жидкости, падающими или вводимыми в массу жидкости;
  • • растворение кислорода через обменивающиеся слои поверхности жидкости при ее турбулентном перемешивании [11, 32, 37]. Различные виды аэраторов работают с преобладанием тех или

иных механизмов аэрации либо при их сочетании. Схемы механических аэраторов приведены на рис. 12.8.

Аэрирование иловой смеси центробежными турбинными аэраторами осуществляется за счет подсоса воздуха вслед за движущейся лопаткой. Радиально-осевые поверхностные аэраторы разбрызгивают верхние слои жидкости, но также проявляют при этом свойства рабочего колеса насоса и перемешивают жидкость.

Осевые аэраторы работают как винтовые насосы, поднимая массы жидкости вверх и направляя их специальным криволинейным козырьком обратно в жидкость в виде цилиндрической струи, которая подсасывает воздух. Кроме того, за счет очень интенсивного перемешивания осуществляется реаэрация через поверхность жидкости.

Заглубленные турбинные аэраторы засасывают воздух движущимися лопатками верхней турбинки, причем воздух поступает через отверстия в диске этой турбинки в межлопаточное пространство — воронку, создаваемую вращением турбинки. Нижняя турбинка за счет понижения давления вдоль оси вращения углубляет воронку до нижних слоев жидкости и способствует тем самым перемещению воздухо- насыщенных масс жидкости в нижнюю зону бассейна, т.е. наиболее полному насыщению кислородом всего аэрируемого объема.

Технологические схемы механических аэраторов

Рис. 12.8. Технологические схемы механических аэраторов:

а — центробежные турбинные поверхностные; б — радиальноосевой турбоаэратор; в — осевой; г — заглубленный турбинный механический; д — то же, пневмомеханический: е — импеллерный с плоским диском; ж— импеллерный с объемным диском; з — роторный с уголковыми лопатками; и — роторный с плоскими лопатками; к — мешалочный

Заглубленные турбинные аэраторы могут оборудоваться дополнительной пневматической системой аэрации; тогда они выполняют роль мешалок, причем нижняя турбина служит диспергатором воздуха.

Импеллерные аэраторы с плоским диском устроены так, что зона пониженного давления вблизи центра диска сообщается специальной трубой с атмосферой над поверхностью жидкости, при этом вал, на нижнем конце которого укреплен диск с лопатками, проходит внутри трубы. При вращении диска создается пониженное давление внутри трубы, обусловливающее подсос воздуха из атмосферы. В межлопастном пространстве диска происходит дробление потока воздуха за счет пульсирующего перемещения жидкости, отбрасываемой лопатками. Водовоздушная смесь входит в жидкую среду бассейна, насыщая ее кислородом.

Импеллерные аэраторы с полым объемным диском, в котором лопатки («зубья») располагаются между двумя плоскими дисками, имеют полый вал, внутренняя полость которого соединена с полостью диска и атмосферой над поверхностью жидкости. Механизм аэрирования в этом случае такой же, как у аэраторов с плоским диском, но степень дробления воздуха еще выше за счет так называемого явления мягкой кавитации.

Высокая степень дробления воздуха в межлопастном пространстве импеллерных аэраторов обусловливает интенсивное насыщение воздухом потока, отбрасываемого в массу аэрируемого объема жидкости. Это способствует повышению коэффициента использования воздуха, но поток водовоздушой смеси, имеющий меньшую плотность, обладает и меньшей кинетической энергией. Поэтому импеллерные аэраторы применяются в аэротенках малой производительности.

Роторные аэраторы обеспечивают подсос воздуха движущимися лопатками и образуют при выходе из воды струи и капли жидкости, имеющие большую поверхность контакта с воздухом и увлекающие воздух при падении в жидкость. Кроме того, жидкость интенсивно перемешивается. Поэтому для роторных аэраторов характерно многообразие механизмов аэрации.

Мешалочные аэраторы насыщают жидкость кислородом преимущественно за счет перемешивания среды и обновления поверхностных масс жидкости, т.е. путем реаэрации.

Основными параметрами расчета систем механической аэрации являются производительность по кислороду и потребляемая аэратором энергия.

Струйная система аэрации

Струйные, или эжекторные, аэраторы бывают различных конструкций, однако имеют в своем составе сопло для пропуска жидкости, патрубок для вовлечения воздуха из атмосферы и диффузор (рис. 12.9). Принцип действия аэратора основан на эжектирующем действии водной струи в сужении, благодаря чему вода насыщается пузырьками воздуха.

Струйный аэратор

Рис. 12.9. Струйный аэратор:

7 — сточная вода; 2 — подача воздуха; 3 — сжатое сечение

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы