[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2151634C1 - Water aerator - Google Patents

Water aerator Download PDF

Info

Publication number
RU2151634C1
RU2151634C1 RU99116374A RU99116374A RU2151634C1 RU 2151634 C1 RU2151634 C1 RU 2151634C1 RU 99116374 A RU99116374 A RU 99116374A RU 99116374 A RU99116374 A RU 99116374A RU 2151634 C1 RU2151634 C1 RU 2151634C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
reducing valve
water
air
pipe line
Prior art date
Application number
RU99116374A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.И. Мельников
Original Assignee
Мельников Владимир Иванович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Мельников Владимир Иванович filed Critical Мельников Владимир Иванович
Priority to RU99116374A priority Critical patent/RU2151634C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2151634C1 publication Critical patent/RU2151634C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Physical Water Treatments (AREA)

Abstract

FIELD: devices for saturation of water with air; flotation plants for sewage treatment. SUBSTANCE: proposed device includes pump, upper supply pipe line and lower discharge pipe line and air supply pipe line, flow divider and pressure-reducing valve; pressure pipe is mounted vertically and is connected to discharge pipe line by its upper; its lower part is connected to pressure-reducing valve; flow divider is mounted inside pressure pipe; air supply pipe line is made in form of capillary tube. Pressure-reducing valve consists of two disks forming radial slot. Outlet of pressure-reducing valve may be connected with gas- and-liquid separator. EFFECT: increased concentration of air bubbles in water; reduced sizes; enhanced stability of operation. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для насыщения воды воздухом и может быть использовано, например, в составе флотационной установки по очистке сточных вод. The invention relates to a device for saturating water with air and can be used, for example, as part of a flotation plant for wastewater treatment.

Существуют различные конструкции аэраторов воды. Часть из них основана на распылении воздуха в воде в виде мелких пузырьков за счет использования различного рода волокнисто-пористых тел (см., например, патент РФ N 2048456, кл. C 02 F 1/74, 3/02, опубл. 20.11.95). В таких конструкциях типичный размер пузырьков обычно от 2 до 5 мм, что не обеспечивает высокого качества работы флотатора ввиду малой поверхности пузырьков и их высокой скорости всплытия (около 0,2 м/с). There are various designs of water aerators. Some of them are based on the atomization of air in water in the form of small bubbles through the use of various kinds of fibrous-porous bodies (see, for example, RF patent N 2048456, class C 02 F 1/74, 3/02, publ. 20.11. 95). In such structures, the typical size of the bubbles is usually from 2 to 5 mm, which does not provide high quality of the flotator due to the small surface of the bubbles and their high ascent rate (about 0.2 m / s).

Другие устройства аэрации основаны на предварительном растворении воздуха в воде при давлении 0,3-1,0 МПа и последующей декомпрессии воды, вследствие чего воздух выделяется из пересыщенного раствора в виде мелких пузырьков диаметром 50-100 мкм. Такие устройства содержат напорный бак, редукционный клапан и насос (см., например, книгу Копылов А.А. Очистка сточных вод и уплотнение осадков целлюлозно-бумажного производства. М., 1983, с.42). Недостатком этих устройств является необходимость в использовании напорных баков большого объема и невозможность получения пузырьков диаметром менее 50 мкм. Other aeration devices are based on preliminary dissolution of air in water at a pressure of 0.3-1.0 MPa and subsequent decompression of water, as a result of which air is released from the supersaturated solution in the form of small bubbles with a diameter of 50-100 microns. Such devices contain a pressure tank, a pressure reducing valve, and a pump (see, for example, the book A. Kopylov, Wastewater treatment and compaction of pulp and paper sludge. M., 1983, p. 42). The disadvantage of these devices is the need to use pressure tanks of large volume and the inability to obtain bubbles with a diameter of less than 50 microns.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению, выбранному в качестве прототипа, является устройство для аэрации воды, использующееся в составе флотационной установки (см. книгу Копылов А.А. "Очистка сточных вод и уплотнение осадков целлюлозно-бумажного производства", М., 1983, с.24). Оно содержит насос, подводящий нижний и отводящий верхний трубопроводы и трубопровод подачи воздуха. Closest to the proposed technical solution, selected as a prototype, is a device for water aeration, used as part of a flotation unit (see A. Kopylov’s book "Wastewater treatment and compaction of sludge from pulp and paper production", M., 1983, p.24). It contains a pump supplying the lower and upper discharge pipes and the air supply pipe.

Работает устройство следующим образом. Подлежащая насыщению воздухом вода в подводящем трубопроводе смешивается с воздухом, нагнетаемым по трубопроводу подачи воздуха. Водовоздушная смесь эмульгируется в крыльчатке насоса и поступает в отводящий трубопровод. The device operates as follows. The water to be saturated in the supply pipe is mixed with the air pumped through the supply pipe. The water-air mixture is emulsified in the impeller of the pump and enters the discharge pipe.

Однако известное устройство обладает существенными недостатками. Основные из них это низкая концентрация растворенного воздуха, т.к. лишь небольшая часть воздуха растворяется в воде ввиду малого времени контактирования пузырьков воздуха с водой и относительно низкого давления, а также неустойчивая работа устройства из-за сепарации воздуха в подводящем и отводящем трубопроводах и попадания большого количества воздуха в крыльчатку насоса. However, the known device has significant disadvantages. The main ones are the low concentration of dissolved air, because only a small part of the air dissolves in water due to the short contact time of air bubbles with water and relatively low pressure, as well as the unstable operation of the device due to air separation in the inlet and outlet pipes and the ingress of a large amount of air into the impeller of the pump.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, - совершенствование устройства аэрации воды. The problem solved by the invention is the improvement of the device for aeration of water.

Технический результат от использования изобретения - повышение концентрации пузырьков воздуха в воде, уменьшение их размеров и повышение устойчивости работы устройства. The technical result from the use of the invention is to increase the concentration of air bubbles in water, reduce their size and increase the stability of the device.

Указанный результат достигается тем, что устройство для аэрации воды, состоящее из насоса, подводящего нижнего и отводящего верхнего трубопроводов и трубопровода подачи воздуха, снабжено напорной трубой, рассекателем потока и редукционным клапаном, причем напорная труба установлена вертикально и присоединена верхней своей частью к отводящему трубопроводу, нижней частью присоединена к редукционному клапану, рассекатель потока установлен внутри напорной трубы, а трубопровод подачи воздуха выполнен в виде капиллярной трубки. Редукционный клапан выполнен в виде двух дисков, образующих радиальную щель. Выход редукционного клапана может быть соединен с газожидкостным сепаратором. This result is achieved in that the device for aeration of water, consisting of a pump supplying the lower and outlet upper pipelines and the air supply pipe, is equipped with a pressure pipe, a flow divider and a pressure reducing valve, and the pressure pipe is installed vertically and connected with its upper part to the discharge pipe, the lower part is connected to the pressure reducing valve, the flow divider is installed inside the pressure pipe, and the air supply pipe is made in the form of a capillary tube. The pressure reducing valve is made in the form of two disks forming a radial gap. The outlet of the pressure reducing valve can be connected to a gas-liquid separator.

На фиг. 1 изображено устройство аэрации воды; на фиг. 2 - рассекатель потока; на фиг. 3 - редукционный клапан. In FIG. 1 shows a water aeration device; in FIG. 2 - flow divider; in FIG. 3 - pressure reducing valve.

Устройство содержит насос 1 высокого давления, например, плунжерного типа, вход которого соединен с водяной емкостью 2, подводящим нижним трубопроводом 3 и трубопроводом 4 подачи воздуха, выполненным в виде капиллярной трубки диаметром менее 1 мм, с компрессором 5. Выход насоса 1, находящийся выше его входа, соединен отводящим верхним трубопроводом 6 с верхней частью напорной трубы 7. Напорная труба 7 установлена вертикально, внутри нее в верхней половине установлен рассекатель потока 8, нижняя часть напорной трубы 7 присоединена к редукционному клапану 9, содержащему дроссель 10 и выполненному в виде двух дисков 11, 12, образующих радиальную щель 13. При необходимости выход редукционного клапана 9 может быть соединен с газожидкостным сепаратором 14. Рассекатель потока 8 выполнен в виде конуса с отверстиями 15 (фиг. 2). The device comprises a high pressure pump 1, for example, of a plunger type, the inlet of which is connected to a water tank 2, a lower supply pipe 3 and an air supply pipe 4, made in the form of a capillary tube with a diameter of less than 1 mm, with a compressor 5. The output of the pump 1, located above its inlet, is connected by the outlet upper pipe 6 to the upper part of the pressure pipe 7. The pressure pipe 7 is installed vertically, a flow divider 8 is installed inside it in the upper half, the lower part of the pressure pipe 7 is connected to the reduction a valve 9 containing a throttle 10 and made in the form of two disks 11, 12 forming a radial slot 13. If necessary, the output of the pressure reducing valve 9 can be connected to a gas-liquid separator 14. The flow divider 8 is made in the form of a cone with holes 15 (Fig. 2 )

Устройство работает следующим образом. Вода из водяной емкости 2 под давлением 0,2-0,6 МПа подается на вход насоса 1 высокого давления. Насос 1 установлен так, чтобы вход насоса находился ниже его выхода. Воздух от компрессора 5 под давлением на 0,1-0,2 МПа выше давления воды в водяной емкости 2, через капиллярную трубку 4 (ее длиной регулирует гидравлическое сопротивление и, следовательно, подачу воздуха) подается в подводящий нижний трубопровод 3 насоса 1. Общий объемный расход воздуха не должен превышать 1,5-2,0% от расхода воды, что обеспечивает устойчивость работы насоса. Далее поток водовоздушной смеси под давлением 3,0-10,0 МПа по отводящему верхнему трубопроводу 6 подается в верхнюю часть напорной трубы 7. Внутри напорной трубы установлен рассекатель потока 8, обеспечивающий выравнивание потока по ее сечению, а также дополнительное диспергирование потока. Вода, проходя через напорную трубу 7, полностью растворяет поступивший воздух за время не более 10 сек. Это происходит ввиду повышенного давления в ней, в 5-15 раз превышающего традиционное, а также интенсивного распыления и перемешивания воды и воздуха в напорной трубе 7. The device operates as follows. Water from the water tank 2 under a pressure of 0.2-0.6 MPa is supplied to the inlet of the high pressure pump 1. Pump 1 is installed so that the pump inlet is below its outlet. The air from the compressor 5 under a pressure of 0.1-0.2 MPa higher than the pressure of the water in the water tank 2, is supplied through the capillary tube 4 (its length regulates the hydraulic resistance and, therefore, the air supply) to the lower supply pipe 3 of the pump 1. General volumetric air flow should not exceed 1.5-2.0% of the water flow, which ensures the stability of the pump. Next, the flow of the water-air mixture at a pressure of 3.0-10.0 MPa through the outlet upper pipe 6 is supplied to the upper part of the pressure pipe 7. Inside the pressure pipe, a flow divider 8 is installed, which ensures equalization of the flow along its cross section, as well as additional dispersion of the flow. Water passing through the pressure pipe 7 completely dissolves the incoming air in a time of not more than 10 seconds. This is due to the increased pressure in it, 5-15 times higher than the traditional, as well as intensive spraying and mixing of water and air in the pressure pipe 7.

Затем поток воды с растворенным в ней воздухом проходит через дроссель 10 редукционного клапана 9, где происходит выделение мелких воздушных пузырьков с диаметром 10-20 мкм. В традиционных конструкциях с давлением в сатураторе 0,3-0,7 МПа диаметр пузырьков не менее 50-100 мкм. Для поддержания большого давления внутри напорной трубы 7 приходится применять дроссель весьма малого диаметра около 1 мм, поэтому скорость течения воды в дроссельном отверстии достигает 100 м/с и более. Это приводит, во-первых, к образованию пузырьков 10-20 мкм диаметром, что благоприятно для флотационных процессов, и, во-вторых, к сильной коалесценции пузырьков вследствие динамической сепарации газожидкостного потока, снижающей эффективность устройства. Then, a stream of water with dissolved air passes through the throttle 10 of the pressure reducing valve 9, where small air bubbles with a diameter of 10-20 μm are released. In traditional designs with a pressure in the saturator of 0.3-0.7 MPa, the diameter of the bubbles is at least 50-100 microns. To maintain a high pressure inside the pressure pipe 7, it is necessary to use a throttle of a very small diameter of about 1 mm, so the water flow velocity in the throttle opening reaches 100 m / s or more. This leads, firstly, to the formation of bubbles of 10-20 μm in diameter, which is favorable for flotation processes, and, secondly, to strong coalescence of the bubbles due to the dynamic separation of the gas-liquid flow, which reduces the efficiency of the device.

Для устранения или уменьшения этого негативного фактора редукционный клапан 9 выполнен в виде двух дисков 11 и 12, образующих радиальную щель 13 и понижающих скорость потока в десятки раз. To eliminate or reduce this negative factor, the pressure reducing valve 9 is made in the form of two disks 11 and 12, forming a radial slot 13 and lowering the flow rate by tens of times.

Для удаления крупных пузырьков, образующихся вследствие остаточной коалесценции, например, из-за неоптимального проведения процесса или иных причин, на выходе устройства установлен сепаратор 14. Поток воды, содержащий пузырьки различного диаметра, поступает в верхнюю часть сепаратора и далее уходит через сливной патрубок в его нижней части. Мелкие пузырьки увлекаются потоком, а крупные с диаметром более 2 мм скапливаются в верхней части сепаратора, образуя газовую полость, которая постепенно вытесняет воду из сепаратора. Как только уровень воды достигает установленного минимума, открывается клапан сброса избыточного воздуха. Таким образом, обеспечивается производство воды, насыщенной весьма мелкими пузырьками, что повышает устойчивость работы устройства и позволяет эффективно флотировать частицы в системах флоторазделения или очистки воды. To remove large bubbles resulting from residual coalescence, for example, due to non-optimal carrying out of the process or other reasons, a separator 14 is installed at the output of the device. A stream of water containing bubbles of various diameters enters the upper part of the separator and then leaves through its drain pipe lower part. Small bubbles are carried away by the flow, and large ones with a diameter of more than 2 mm accumulate in the upper part of the separator, forming a gas cavity, which gradually displaces water from the separator. As soon as the water level reaches the set minimum, the excess air relief valve opens. Thus, the production of water saturated with very small bubbles is ensured, which increases the stability of the device and allows you to effectively float particles in systems of flotation or water purification.

Claims (3)

1. Устройство аэрации воды для флотационной установки, состоящее из насоса, подводящего нижнего и отводящего верхнего трубопроводов и трубопровода подачи воздуха, отличающееся тем, что оно снабжено напорной трубой, рассекателем потока и редукционным клапаном, причем напорная труба установлена вертикально и присоединена верхней своей частью к отводящему трубопроводу, нижней частью к редукционному клапану, рассекатель потока установлен внутри напорной трубы, а трубопровод подачи воздуха выполнен в виде капиллярной трубки. 1. Water aeration device for a flotation plant, consisting of a pump, supplying the lower and exhaust upper pipelines and the air supply pipe, characterized in that it is equipped with a pressure pipe, a flow divider and a pressure reducing valve, the pressure pipe being installed vertically and connected with its upper part to the discharge pipe, the lower part to the pressure reducing valve, a flow divider is installed inside the pressure pipe, and the air supply pipe is made in the form of a capillary tube. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что редукционный клапан выполнен в виде двух дисков, образующих радиальную щель. 2. The device according to claim 1, characterized in that the pressure reducing valve is made in the form of two disks forming a radial gap. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выход редукционного клапана соединен с газожидкостным сепаратором. 3. The device according to claim 1, characterized in that the outlet of the pressure reducing valve is connected to a gas-liquid separator.
RU99116374A 1999-07-28 1999-07-28 Water aerator RU2151634C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99116374A RU2151634C1 (en) 1999-07-28 1999-07-28 Water aerator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99116374A RU2151634C1 (en) 1999-07-28 1999-07-28 Water aerator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2151634C1 true RU2151634C1 (en) 2000-06-27

Family

ID=20223167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99116374A RU2151634C1 (en) 1999-07-28 1999-07-28 Water aerator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2151634C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011002336A1 (en) * 2009-06-29 2011-01-06 Nizienko Yuri Konstantinovich Method for producing a nutrient solution for watering and/or feeding cultivated plants
CN106145403A (en) * 2016-08-02 2016-11-23 上海中耀环保科技发展有限公司 A kind of water body nano oxygen enriching system
RU2609494C2 (en) * 2012-07-05 2017-02-02 Атлас Копко Эрпауэр, Намлозе Веннотсхап Aeration device, use thereof, and water purification installation with such aeration device

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Копылов В.А. Очистка сточных вод и уплотнение осадков целлюлозно-бумажного производства. - М.: Лесная промышленность, 1983, с.120. *
Копылов В.А. Очистка сточных вод и уплотнение осадков целлюлозно-бумажного производства. - М.: Лесная промышленность, 1983, с.24. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011002336A1 (en) * 2009-06-29 2011-01-06 Nizienko Yuri Konstantinovich Method for producing a nutrient solution for watering and/or feeding cultivated plants
RU2609494C2 (en) * 2012-07-05 2017-02-02 Атлас Копко Эрпауэр, Намлозе Веннотсхап Aeration device, use thereof, and water purification installation with such aeration device
CN106145403A (en) * 2016-08-02 2016-11-23 上海中耀环保科技发展有限公司 A kind of water body nano oxygen enriching system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0771230B1 (en) Gas injection into liquid and removal of undissolved gas
US6193893B1 (en) Stripping of contaminants from water
US4085041A (en) Biological oxidation and flotation apparatus and method
US5350543A (en) Method and apparatus for aerating an aqueous solution
AU2006307504B2 (en) A gravity separator, and a method for separating a mixture containing water, oil, and gas
US4389312A (en) Variable venturi sewerage aerator
CA2095887A1 (en) Bubbling System
US6315893B1 (en) Gas/liquid mixer with degasifier
KR100306790B1 (en) Oxygen fusion method by the compression
US4440645A (en) Dissolving gas in a liquid
FI96388C (en) Method and apparatus for dissolving the gas
US7156377B2 (en) Water aeration device and method
US6165359A (en) High strength wastewater treatment system
JPH1066962A (en) Sewage treating device
RU2151634C1 (en) Water aerator
JP4791466B2 (en) Method and apparatus for supplying chemicals to a liquid stream
JP2745212B2 (en) Wastewater treatment method for sewer discharge
RU2052386C1 (en) Method and installation for treating sewage of suspended fibrous contaminants
CN208667222U (en) Jet-flow aeration formula sewage aerobic processing system
EP1423182B1 (en) A method and a system for dissolving gas in a liquid
RU2367622C2 (en) Multistage device for floatation water decontamination
JPH10501730A (en) Methods and equipment for treating liquid streams that are cleaned and passed to a flotation plant or equalization facility
KR20200142964A (en) Micro bubble nozzle and micro bubble generator comprising same
KR20200142963A (en) Gas dissolution apparatus and micro bubble generator comprising same
RU199941U1 (en) Ejector aerator