RU2151634C1 - Water aerator - Google Patents
Water aerator Download PDFInfo
- 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
Links
Images
Landscapes
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
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
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
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
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
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)
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)
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 |
-
1999
- 1999-07-28 RU RU99116374A patent/RU2151634C1/en active
Non-Patent Citations (2)
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)
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 |