ПНЕВМОАЭРАТОР ТРУБЧАТЫЙ КОМБИНИРОВАННЫЙ

Предлагаемое техническое решение относится к технике очистки сточных вод и может быть использовано при биологической очистке сточных вод в аэротенках с активным илом, а также в других отраслях промышленности, где применяются барботажные и флотационные установки, в том числе для насыщения кислородом загрязненных природных водоемов.
Аэрационные системы используются при флотации, в аэробных стабилизаторах осадка, в водоемах, но самое распространенное применение аэрационные системы получили в аэротенках на стадии биологической очистки. На этой стадии очистки сообщество микроорганизмов - бактерий, простейших и ряда высших организмов (активный ил) в условиях аэробиоза осуществляют процесс естественной очистки сточных вод, поедая присутствующую в них органику. При нормальной концентрации растворенного кислорода устанавливается своя «критическая концентрация» кислорода, причем степень его поглощения определяется, главным образом, характером и концентрацией загрязнений. Подача воздуха обеспечивает несколько процессов, происходящих с активным илом: дыхание организмов, перемешивание иловой смеси, удаление метаболитов и загрязняющих веществ.
Из уровня техники известен трубчатый аэратор, содержащий опорную трубу с радиальными отверстиями и эластичной трубчатой мембраной поверх опорной трубы, хомут на каждом из концов эластичной трубчатой мембраны, перфорации в эластичной трубчатой мембране (Патент США №7044453, МПК B01F 3/04, опубл. 16.05.2006 г.).
Недостатком известного трубчатого аэратора является то, что воздух, выходящий из радиальных отверстий опорной трубы, неравномерно распределяется внутри под эластичной трубчатой мембраной аэратора. Перфорации эластичной трубчатой мембраны открываются под давлением сжатого воздуха. Под давлением сжатого воздуха эластичная трубчатая мембрана увеличивается в диаметре. При работе в жидкости эластичная трубчатая мембрана стремится всплыть и прижимается к низу опорной трубы, а верхняя ее часть отжимается от опорной трубы с увеличением расхода воздуха через перфорации и с нарушением дренажа жидкости из полости опорной трубы.
Одной из причин плохих аэрационных условий для активного ила является сокращение подаваемого воздуха, в частности ввиду засорения фильтрующих воздух элементов (фильтросных пластин, дырчатых труб, пор диспергирующего покрытия аэратора). Еще одной причиной является неравномерность распределения воздуха внутри аэратора и, следовательно, в объеме воды.
Важным также является размер пузырей воздуха, подаваемых через диспергирующее покрытие аэраторов. При крупнопузырчатой аэрации размер пузыря воздуха достигает 5-6 мм, и использование кислорода активным илом при этом составляет 6-7%, что не создает идеального массопереноса растворенного кислорода из жидкости в клетку. При уменьшении размера пузыря воздуха до 2-2,5 мм увеличивается использование кислорода до 8-12%. Применение мелкопузырчатой аэрации позволяет аэрофилам заместить микроаэрофилов в активном иле, что приводит к значительному улучшению качества очистки, улучшению седиментационных характеристик активного ила, его влагоотдающих свойств.
Известен трубчатый аэратор, содержащий опорную трубу с продольными ребрами на наружной поверхности и радиальными отверстиями, двухслойное диспергирующее покрытие с пористостью и средним размером пор наружного слоя больше, чем пористость и средний размер пор внутреннего слоя (Авторское свидетельство СССР №1803391, МПК C02F 3/20, опубл. 23.03.93 г.)
Недостатком известного трубчатого аэратора является недостаточно высокая его диспергирующая способность вследствие того, что воздух после выхода из диспергирующего слоя с мелкими размерами пор до выхода в водный объем проходит через диспергирующий слой с более крупным размером пор.
Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является трубчатый пневмоаэратор, содержащий цилиндрический корпус с заглушкой, выполненный методом пневмоэкструзии из волокон термопластичного полимерного материала, сплавленных между собой в местах контакта. (Патент РФ на изобретение №2238914, МПК C02F 3/20, опубл. 27.10.2004 г.).
Несмотря на то, что указанный трубчатый пневмоаэратор выполнен в виде упрощенной формоустойчивой конструкции, обеспечивает эффективную мелкопузырчатую аэрацию по всем направлениям, срок эксплуатации этого аэратора является недостаточно длительным, а производительность его работы со временем снижается. Причиной этого является засорение рабочих органов частицами мусора, который засасывается в процессе перерывов работы аэратора, т.е. при необходимости выключения аэрационной системы, что является причиной неравномерности распределения воздуха внутри аэратора и, следовательно, в объеме воды. Это обстоятельство порождает необходимость частой очистки или смены аэратора и налагает определенные ограничения на сферу его применения.
В основу полезной модели поставлена задача повышения эффективности работы и увеличения срока эксплуатации пневмоаэратора тубчатого комбинированного путем оснащения его дополнительным средством, обеспечивающим исключение возможности втягивания аэратором замусоренной жидкости и сведения к минимуму степени заиливания аэратора и, как следствие, поддержка стационарного потока по всей его длине на протяжении длительного времени.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение эффективности аэрации жидкости при биологической очистке сточных вод в аэротенках.
Указанный технический результат достигается тем, что пневмоаэратор трубчатый комбинированный содержит корпус, выполненный методом пневмоэкструзии из волокон термопластичного полимерного материала, сплавленных между собой в местах контакта, причем на одном конце корпуса выполнена с заглушка из того же материала, а на другом конце имеется устройство для монтажа с воздухоподающим раструбом для подачи сжатого воздуха, при этом дополнительно содержит кольцевую эластичную мембрану с перфорированными участками, выполненную из эластичного полимерного материала.
Указанная эластичная мембрана закреплена на пневмоаэраторе путем хомутов или другими крепежными элементами.
На фигуре изображен пневмоаэратор трубчатый комбинированный в продольном разрезе.
Пневмоаэратор трубчатый комбинированный состоит из корпуса 1, выполненного из волокнисто-пористого материала методом пневмоэкструзии, представляющего собой полый цилиндр. На одном конце корпуса 1 выполнена заглушка 2 из того же материала, а на другом конце имеется устройство для монтажа с воздухоподающим раструбом 3 для подачи сжатого воздуха. На корпусе 1 плотно закреплена кольцевая эластичная мембрана 4 с перфорированными участками с помощью крепежных элементов 5. Заглушка 2 выполнена в виде круга с диаметром равным диаметру полого цилиндра корпуса 1 и соединяется с торцем указанного цилиндра, а устройство для монтажа с воздухоподающим раструбом 3 выполнено с резьбой и ввинчивается в противоположный торец полого цилиндра корпуса 1.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
Пневмоаэратор устанавливают на воздуховоде в толще очищаемой жидкости.
Воздух из магистрального воздуховода через воздухоподающий раструб 3 равномерно подается в полый цилиндр корпуса 1 пневмоаэратора, который обеспечивает равномерное заполнение им внутренней полости аэратора, используя по назначению всю рабочую поверхность, включая заглушку 2, а также обеспечивая равномерную мелкопузырчатую аэрацию за счет оптимальной геометрии воздушного потока в совокупности со свойствами волокнисто-пористого материала.
Далее сжатый воздух выходит на поверхность аэратора и поступает на перфорированные участки кольцевой эластичной мембраны 4, щели которых открываются и воздух в виде пузырьков диспергируется в водно-иловую смесь, перемешивая ее и насыщая кислородом, что повышает эффективность аэрации жидкости. При прекращении подачи воздуха щели мембраны 4 закрываются, предотвращая попадание воды в трубы и засорение аэрационных отверстий.
Предлагаемое техническое решение позволяет повысить эффективности аэрации, надежности эксплуатации и увеличить срока службы.