УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЖИДКОСТИ ПУТЕМ ЕЁ АЭРАЦИИ

Полезная модель относится к устройствам для обработки жидкости, в частности, воды путем аэрации и может найти применение для обогащения воды кислородом воздуха, для удаления из жидких сред, в частности, из воды и водных растворов нежелательных примесей в виде газов или летучих соединений, а также в процессах флотации.
Для обработки жидких сред широко применяют устройства, основанные на аэрации жидкости воздухом, в ходе которой в жидкости образуются пузырьки воздуха, захватывающие находящиеся в жидкости летучие вещества и частицы дисперсных загрязнений и впоследствии отделяющиеся от жидкости.
Известно устройство для обработки воды, описанное в [RU 2272791].
Рассматриваемое устройство содержит рабочую камеру, снабженную выпускным отверстием, расположенным в верхней части камеры, а также входным патрубком, соединенным со средством подачи потока воздуха. Устройство также содержит трубопровод для подачи в камеру обрабатываемой воды, выход которого расположен во входном патрубке, при этом на выходе указанного трубопровода помещена распылительная форсунка. В рассматриваемом устройстве поток воды распыляют из форсунки под перепадом давления не менее 2 ат, при этом на входе в рабочую камеру осуществляется аэрация очищаемой воды посредством эжекции ею воздуха, поступающего во входной патрубок.. Выделяющиеся из воды газообразные примеси удаляются из верхней части камеры вместе с потоком воздуха через выпускное отверстие.
Данное устройство требует специального аппаратурного оформления, что усложняет его конструкцию.
Известно устройство для обработки жидкости путем аэрации [RU 6789], выбранное в качестве ближайшего аналога.
Данное устройство включает емкость для жидкости, подводящий трубопровод для исходной жидкости, отводящий трубопровод для обработанной жидкости, а также средство подачи воздуха в верхнюю часть емкости, выполненное, в частности, в виде компрессора и трубопровода подачи воздуха. Выход подводящего трубопровода соединен с расположенным в верхней части емкости струйным средством подачи в нее жидкости, выполненным с обеспечением падения подаваемой в емкость жидкости на поверхностный слой находящейся в емкости жидкости. Указанное средство выполнено в виде эжектора. Устройство также содержит дополнительный трубопровод подачи воздуха, вход которого расположен в верхней части емкости, а выход соединен с эжектором.
Обрабатываемая вода подается в емкость через эжектор. При этом вследствие разряжения внутри эжектора происходит засасывание в него воздуха, поступающего по указанному выше дополнительному трубопроводу из верхней части емкости, и эжекция указанным воздухом воды. На выходе эжектора образуется водо-воздушная струя, которая с силой ударяет в поверхностный слой воды в емкости и вспенивает его. Образовавшийся пенный слой способствует увеличению скорости растворения воздуха в воде. Насыщенная воздухом вода сливается через отводящий трубопровод.
Рассматриваемое устройство обеспечивает аэрацию жидкости в объеме поверхностных слоев, что не позволяет достигнуть высокой степени насыщения жидкости воздухом.
Задачей заявляемой полезной модели является улучшение процесса аэрации.
Сущность полезной модели заключается в том, что в устройстве для обработки жидкости, включающем емкость для жидкости, подводящий трубопровод, отводящий трубопровод, а также средство подачи жидкости в емкость, выполненное с обеспечением падения подаваемой в емкость жидкости на поверхностный слой находящейся в емкости жидкости, согласно полезной модели емкость сообщена с атмосферой, устройство содержит трубопровод для циркуляции жидкости, снабженный средством для ее перекачки, вход указанного трубопровода соединен с нижней частью емкости, а его выход соединен со средством подачи жидкости в емкость, выполненным с обеспечением падения подаваемой в емкость жидкости на поверхностный слой находящейся в емкости жидкости.
За счет наличия в заявляемом устройстве средства подачи жидкости в емкость, выполненного с обеспечением падения подаваемой в емкость жидкости на поверхностный слой находящейся в емкости жидкости, в заявляемом устройстве происходит поверхностная аэрация находящегося в емкости объема жидкости благодаря эжекции поверхностными слоями жидкости присутствующего в емкости воздуха с образованием воздушных пузырей в указанных слоях.
При этом за счет того, что емкость сообщена с атмосферой, не требуется использования в составе заявляемого устройства специальных средств, обеспечивающих подвод в емкость воздуха.
В качестве указанного средства подачи жидкости в емкость могут быть использованы простые по конструкции детали, в частности, наклонная отбойная пластина, лоток, щелевой наконечник, струйный распределитель, образующие падающий поток жидкости или одну и несколько падающих струй жидкости.
Принципиально важным в заявляемом устройстве является наличие в нем описанного выше циркуляционного контура, выход которого соединен с указанным средством для подачи жидкости в емкость.
Благодаря наличию циркуляционного контура в заявляемом устройстве можно осуществлять движение жидкости в режиме рециркуляции, в результате чего все новые порции жидкости оказываются сверху - в зоне образования воздушных пузырей и аэрируются. При этом происходит последовательная аэрация перемещающихся в рециркуляционном цикле сверху вниз порций жидкости и все большее насыщение их воздухом, что улучшает процесс аэрации.
В качестве средства перекачки жидкости, установленном в рассматриваемом циркуляционном контуре, может быть, в частности, использован насос или эрлифтная установка.
Таким образом, техническим результатом, достигаемым при реализации заявляемого устройства, является улучшение процесса аэрации.
На фигуре представлен общий вид заявляемого устройства.
Устройство содержит сообщенную с атмосферой емкость 1 для жидкости, подводящий трубопровод 2, с помощью которого в емкость 1 поступает исходная жидкость, и отводящий трубопровод 3, с помощью которого из емкости 1 отводится обработанная жидкость.
Устройство также содержит трубопровод 4 для циркуляции жидкости, снабженный средством 5 для ее перекачки, выполненным, в частности, виде насоса. Вход трубопровода 4 соединен с патрубком 6, расположенным в нижней части емкости 1. Выход трубопровода 4 соединен со средством 7 подачи жидкости в емкость 1, выполненным с обеспечением падения подаваемой по трубопроводу 4 в емкость 1 жидкости на аэрируемый поверхностный слой 8 находящейся в емкости 1 жидкости. Средство 7, в частности, выполнено в виде наклонной отбойной пластины, обеспечивающей образование падающего вниз потока жидкости. Устройство работает следующим образом.
В случае периодического режима работы устройства исходную жидкость заливают в емкость 1 с помощью трубопровода 2, оставляя незаполненным некоторый ее объем.
Включают насос 5 и осуществляют движение жидкости в режиме рециркуляции, обеспечивая с помощью средства 7 падение циркулирующей жидкости на поверхность 8 расположенной в емкости 1 жидкости.
При этом осуществляется последовательная аэрация перемещающихся в рециркуляционном цикле порций жидкости с образованием в каждом цикле воздушных пузырьков в поверхностном слое 8.
По окончании работы устройства жидкость сливают с помощью трубопровода 3.
В случае непрерывного режима работы исходную жидкость непрерывно подают в емкость 1 с помощью трубопровода 2.
После заполнения некоторого объема емкости 1 с помощью насоса 5 аналогичным образом, как в случае периодического режима, осуществляют рециркуляционное движение жидкости, при котором объемный расход циркулирующей жидкости значительно превышает объемный расход поступающей по трубопроводу 2 в емкость 1 жидкости.
При этом осуществляется последовательная аэрация перемещающихся в рециркуляционном цикле порций жидкости с образованием в каждом цикле воздушных пузырьков в поверхностном слое 8.
По окончании нескольких циклов циркуляции жидкость сливают с помощью трубопровода 3.
С помощью заявляемого устройства можно осуществлять, в частности, очистку обрабатываемой воды от летучих веществ.
Образующиеся в ходе аэрации пузырьки воздуха захватывают находящиеся в жидкости указанные выше примеси, и, благодаря их близкому расположению к поверхностному слою 8, быстро достигают границы раздела жидкость - воздух и выделяются в объем емкости 1, расположенный над поверхностным слоем 8.
Выделяющиеся из жидкости примеси удаляются из сообщающейся с атмосферой верхней части емкости 1.
В частности, указанные примеси могут удаляться из емкости 1 с помощью средств принудительной вентиляции (на чертеже не показаны).