Аераційний пристрій

Настоящее изобретение относится к области биологической обработки воды, промышленных или сточных вод, в частности, к аэрационным устройствам. Изобретение может быть использовано в системах пневматической аэрации природных и производственных сточных вод при их биологической очистке, в системах флотации, при осуществлении хлорирования воды, для подачи воздуха при водовоздушной промывке зернистого наполнителя фильтров, применяемых при очистке природных и производственных сточных вод, отводе отфильтрованной жидкости после ее очистки, а также при дренировании грунтов для их осушения. Известно аэрационное устройство [Рекламный проспект "Brandol area" фирмы Schumacher GmbH & Co.KG, Germany, 1989], содержащее воздуховод, присоединенный к трубчатому воздухораспределителю, вдоль одной образующей которого выполнены радиальные отверстия. Над каждым отверстием укреплен отдельный цилиндрический аэрирующий элемент, на торцах которого установлены заглушки. Указанное аэрационное устройство обладает высокой степенью диспергирования подаваемого в аэрируемую жидкость сжатого воздуха. Однако наличие отдельных аэрирующих элементов νι сложность узлов их крепления к воздухораспределителю снижает надежность работы аэрационного устройства, так как сжатый воздух может просачиваться в жидкость в месте крепления аэрирующего элемента к воздухораспределителю. Известно аэрационное устройство [Рекламный лист научно-производственной фирмы "Экополимер" "Аэраторы фирмы "Экополимер", 1995; Галич Р.Α., Мешенгиссер Ю.М., Щетинин А.И. "Аэраторы "Экополимер", Водоснабжение и санитарная техника. 1995, № 12], содержащее воздуховод, присоединенный к соосно установленным и герметично скрепленным аэраторам, каждый из которых содержит перфорированную трубу, коаксиально снаружи которой размещен трубчатый аэрирующий элемент, Перфорированная труба является воздухораспределителем (далее по тексту - трубчатый перфорированный воздухораспределитель), ее наружная поверхность выполнена в виде равномерно чередующихся продольных ребер и углублений, а аэрирующий элемент выполнен в виде двухслойного диспергирующего покрытия из полимерного пористого материала. Смежные продольные ребра, углубления и внутренний слой диспергирующего покрытия образуют каналы, в которых в полости трубы с заданным шагом выполнены радиальные отверстия (перфорация). На противоположных концах трубчатого перфорированного воздухораспределителя нанесена резьба, являющаяся элементом крепления для соединения аэраторов с помощью резьбовых муфт в систему аэрационного устройства. Указанное аэрационное .устройство эффективно работает при небольшом количестве соединенных аэраторов (порядка трех штук). Однако при увеличении количества аэраторов в одной системе аэрационного устройства происходит значительный перепад температур подаваемого сжатого воздуха от первого относительно воздуховода аэратора к последнему. Кроме того, при монтаже и эксплуатации аэрационного устройства также возможен перепад температур окружающей среды. Это приводит к термической деформации соединенных в систему воздухораспределителей (увеличение или уменьшение их длины), что приводит к их механической деформации и поломке, которая, в свою очередь, приводит к нарушению целостности диспергирующего покрытия, а следовательно к нарушению работы устройства в целом. Следует также отметить, что наличие каналов, в которых выполнены радиальные отверстия, хотя и обеспечивают перераспределение воздуха и выравнивание его расхода по длине аэратора, вместе с тем затрудняет удаление загрязнений при их попадании внутрь аэратора с поступающим воздухом, что приводит как к снижению надежности и эффективности работы отельных аэраторов, так и всего устройства в целом. В основу настоящего изобретения поставлена задача создания аэрационного устройства, которое обеспечивало бы компенсацию термического изменения длины системы аэраторов без нарушений его целостности и было надежно и эффективно в работе. Решение задачи обеспечивается тем, что в аэрационном устройстве, включающем воздуховод, присоединенный к соосно установленным и герметично скрепленным аэраторам, каждый из которых содержит перфорированный трубчатый воздухораспределитель, коаксиально снаружи которого размещен трубчатый аэрирующий элемент, выполненный из пористого материала, противоположные концы указанного воздухораспределителя снабжены элементами крепления, согласно изобретению, противоположные концы трубчатого перфорированного воздухораспределителя установлены с возможностью скольжения внутри элементов крепления и образуют зазор с торцем трубчатого перфорированной воздухораспределителя соседнего аэратора, на наружной поверхности элементов крепления жестко и герметично укреплен указанный аэрирующий элемент, внутренняя поверхность которого образует цилиндрический зазор с внешней поверхностью указанного воздухораспределителя. При термических изменениях, приводящих к увеличению или уменьшению длины трубчатого перфорированного воздухораспределителя, благодаря предложенной конструкции, происходит его скольжение внутри противоположных элементов крепления. При этом изменяется зазор 5 между торцами указанных воздухораспределителей соседних аэраторов. Благодаря этому исключается вероятность поломки или разрушения как самих аэраторов, так и систем аэрационного устройства. Жесткое и герметичное крепление аэрирующих элементов на наружной поверхности противоположных (по отношению к концам указанного воздухораспределителя) элементах крепления с образованием цилиндрического зазора с внешней поверхностью указанного воздухораспределителя, с одной стороны исключает вероятность просачивания воздуха, минуя аэрирующий элемент, а забивание даже нескольких отверстий не скажется на равномерном распределении воздуха по внутренней поверхности аэрирующего элемента, обеспечивая тем самым надежность и эффективность работы, а с другой - обеспечивает возможность скольжения как целого по наружной поверхности трубчатого перфорированного воздухораспределителя, обеспечивая целостность как указанных воздухораспределителей, так и элементов крепления. На фиг.1 схематично изображено аэрационное устройство; вид сбоку, - на фиг.2 -три скрепленных аэратора аэрационного устройства. Аэрационное устройство, выполненное согласно изобретению, содержит аэраторы 1 (фиг.1), соосно установленные между собой и герметично скрепленные элементами 2 крепления. Эти аэраторы образуют систему аэрационного устройства, которые монтируют в аэротеике (не показан). Количество аэраторов зависит от размеров аэротенка и от заданного расхода воздуха. Чем больше указанные размеры и расход, тем больше количество аэраторов требуется. На свободном конце первого в системе аэратора 1 установлена заглушка 3 с отверстием для подачи сжатого воздуха в аэрационное устройство из воздуховода 4, который сообщен с воздуходувным агрегатом (на чертеже не показан). На тупиковом конце последнего в системе аэратора 1 установлена заглушка 5, препятствующая выходу сжатого воздуха из аэрационного устройства. Каждый аэратор 1 (фиг.1) содержит перфорированный трубчатый воздухораспределитель 6, который установлен с возможностью скольжения внутри элементов 2 крепления аэраторов 1. Торцы 7, указанных воздухораспределителей 6 соседних аэраторов 1 образуют между собой зазор 5. Величина зазора 8 определяется с учетом термического коэффициента линейного расширения материала, из которого выполнен воздухораспределитель 6. На наружной поверхности элементов 2 крепления аэраторов 1 жестко и герметично укреплен аэрирующий элемент 8, внутренняя поверхность которого образует цилиндрический зазор 9 с внешней поверхностью указанного воздухораспределителя 6. Позицией 10 на фиг.2 обозначена перфорация воздухораспределителя 6. В конкретном примере выполнения аэрационного устройства герметичные элементы 2 крепления аэрирующих модулей 1 выполнены в виде резьбовых соединений. Трубчатый перфорированный воздухораспределитель 6 выполнен из полиэтилена низкого давления, а трубчатый аэрирующий элемент 8 и элементы 2 крепления из полиэтилена высокого давления. При изготовлении аэрационных устройств наиболее распространены трубчатые воздухораспределители, имеющие внутренний диаметр порядка 0,1 м, толщину стенки порядка 0,01 м и длину порядка 2 м. Аэрационное устройство работает следующим образом. Из воздуходувного агрегата сжатый воздух подают в воздуховод 4, по которому он через заглушку 3 с отверстием поступает в перфорированные трубчатые воздухораспределители 6 соосно установленных и герметично скрепленных элементами 2 крепления между собой аэраторов 1. Через перфорации 10 воздухораспределителя 6 и зазор 9 между наружной поверхностью воздухораспределителя 6 и внутренней поверхностью аэрирующего элемента 8 воздух попадает в аэрирующие элементы 8 и в виде мелких пузырьков выходит в аэрируемую' жидкость. Для исключения выхода сжатого воздуха из аэрирующего устройства на тупиковом конце последнего в системе аэратора 1 имеется заглушка 5. Температура сжатого воздуха в воздуховоде составляет порядка 70-80°С и снижается по мере прохождения через аэраторы 1 до 20-30°С в зависимости от длины системы аэрационного устройства, температуры аэрируемой жидкости и глубины размещения системы аэрационного устройства. Вследствие возникающего перепада температур длина каждого перфорированного трубчатого воздухораспределителя 6 изменяется на разную величину. В результате торцы 7 воздухораспределителя 6, благодаря возможности скольжения в противоположных элементах 2 крепления смещаются относительно друг друга, увеличивая или уменьшая зазор 8 между ними без нарушения целостности воздухораспределителей 6 и аэрирующих элементов 8, Аналогично, изменение длины аэрирующего элемента 8 и элементов 2 крепления в результате температурных колебаний происходит смещение (скольжение) указанных элементов 2 и 8 по наружной поверхности воздухораспределителей 6 без нарушения целостности как воздухораспределителей 6, так и аэрирующих элементов 8. При колебаниях температуры в пределах 15-40°С зазор 5 изменяется на 0,01-0,014 м. Противоположные концы трубчатых перфорированных воздухораспределителей 6 устанавливают внутри элементов 2 крепления на глубину 0,04-0,05 м, при этом зазор 6 составляет примерно 0,02м. Таким образом, предлагаемая конструкция аэрирующего устройства обеспечивает целостность, надежность и эффективность работы устройства в целом.