Система пневматичної аерації

Винахід відноситься до галузі біологічної обробки води та може використовуватись при очищенні природних, промислових та стічних вод. Відома система пневматичної аерації (СПА) стічних вод в аеротенках, яка містить повітровід, підімкнений до послідовно з'єднаних діспергаторів, на кінці останнього з яких установлена заглушка (Карелин Я.А., Жуков Д.Д. и др. Очистка производственных сточных вод в аэротенках. - М.: Стройиздат, 1973. - С.52 - 53). Стиснене повітря від повітродувних агрегатів через повітровід подається до діспергаторів. Діспергатори-фільтросні пластини установлені послідовно та розташовані уздовж прямої, паралельно стінці аеротенка. Найбільш близькою до запропонованого винаходу по сукупності суттєвих ознак с СПА, яка описана в рекламному проспекті науково-виробничої фірми "Екополімер" "На службе экологии изделия из полимеров", 1994, м.Харків. Система містить повітровід, підімкнений до першого з послідовно та співвісно з'єднаних, герметично скріплених, розташованих уздовж прямої, паралельно стінці аеротенка аераторів. Недостатньо висока ефективність описаних аналогу та прототипу СПА обумовлена тим що: по-перше, порівняно мале значення ширини аераційної смуги, внаслідок чого - невисоке значення коефіцієнта масопередачи кисню активному мулу, і, по-друге, розташування уздовж прямої, паралельно стінці аеротенка не забезпечує необхідного перемішування активного мулу, для чого потрібне багаторядне розміщення аераторів, що веде до збільшення витрат на виготовлення та монтаж СПА. В основу винаходу поставлено задачу створити систему пневматичної аерації шляхом нового з'єднання аераторів забезпечити високу ефективність біологічного очищення води. Поставлена задача вирішується тим. що в системі пневматичної аерації, до складу якої входять повітровід, підімкнений до першого з послідовно з'єднаних, герметично скріплених і розташованих у аеротенку аераторів, згідно з винаходом, кожний попередній аератор з кожним наступним з'єднаний так, що вони створюють ламану лінію, при цьому вісь кожного відрізка аератора при зіткненні з боковою стінкою аеротенку утворюють кут більше 0° - менше 90°. Запропоновані аератори з'єднані так, що створюють в аеротенку ламану лінію, ширина аераційної смуги збільшується, наприклад, для значення кутів 30° - 60° - в 1,1 - 1,4 рази. Це приводить до відповідного збільшення концентрації розчиненого кисню та підвищення інтенсивності перемішування активного мулу, й, відповідно - до підвищення ефективності біологічного очищення води і дозволяє знизити необхідні витрати повітря при однорядній СПА приблизно на десять відсотків. Останнє забезпечує економію енергоресурсів та збільшення довговічності повітродувних агрегатів у СПА. На кресленні (фіг.) схематично показана система пневматичної аерації. Система пневматичної аерації містить повітровід 1, підімкнений до першого з послідовно з'єднаних аераторів 2, герметично скріплених між собою елементами 3 кріплення, та розташованих у аеротенку 4 (на малюнках схематично зображена його бокова стінка). На кінці останнього аератора 2 встановлена заглушка 5 для запобігання виходу стисненого повітря. Система монтується в аеротенку таким чином, що проекція розташування з'єднаних аераторів 2 на дні аеротенка 4 має вигляд ламаної лінії, кути з'єднання аераторів у даному конкретному прикладі складають 90°, а вісь кожного відрізка аератора 2 при зіткненні з боковою стінкою аеротенку 4 утворюють кут 45°. Кріплення системи до дна аеротенка 4 здійснюється за допомогою елементів кріплення у вигляді кілець на стійках Кількість аераторів 2 збільшується з підвищенням розмірів аеротенка та потрібних витрат повітря. Система працює таким способом. Від повітродувного агрегата стисле повітря подається через повітровід і до аераторів 2, які встановлені на невеликій висоті по відношенню до дна аеротенка 4. Бульбашки повітря, що вириваються із шпарин аераторів 2, спрямовуються до поверхні очищаємої рідини, при цьому відбувається передача кисню частинам активного мулу. Розширення аераційної смуги приводить до того, що пропорційно збільшується кількість елементарних об'ємів рідини, які приймають участь у процесі переносу кисню, внаслідок чого витрачаємий кисень використовується більш ефективно. Обертання рідини, яка аерирується, викликане швидким підняттям до поверхні бульбашок повітря аераційної смуги, приводить до того, що елементарні об'єми рідини рухаються назустріч бульбашкам повітря, які вириваються із шпарин аераторів 2. Така гідродинамічна структура потоку забезпечує постійне підтримання активного мулу в завислому стані, та додатково підсилює ефект масопередачі кисню. Слід відзначити, що підвищення ефективності СПА по прототипу можлива за рахунок збільшення рядності разташування з'єднаних трубчатих аераторів, установлених співвісно. Зокрема вимірювання, проведені нами в аеротенку на Диканівських водоочисних спорудах (м.Харків) показали, що при ширині коридору аеротенка 9м однорядна система аераторів, виконана відповідно запропонованому винаходу, забезпечує такі ж саме результати по очищенню води, що й двохрядна система з піввісно установленими аераторами, але витрати стислого повітря по запропонованому варіанту СПА зменьшуються майже на 10 відсотків, а загальна довжина з'єднань аераторів - на 19 відсотків, тобто ефективність СПА значно зростає.