УСТАНОВКА ДЛЯ АЭРИРОВАНИЯ ОЧИЩАЕМОЙ ЖИДКОСТИ

Полезная модель относится к очистке сточных вод и может быть использована для выделения из них различных примесей, например нефтепродуктов.
Известна установка для аэрирования очищаемой жидкости, содержащая герметичный резервуар с установленной в нем напорной распределительной трубой, выполненной с отверстиями, обращенными к поверхности жидкости, снабженное заглубленными в воду насадками и установленными соосно напорной трубе отбойником в виде короба с патрубком, размещенным под насадками, и двумя установленными один над другим периферийными карманами, нижний из которых соединен трубопроводом с отбойником (SU №996332, МКИ С02F 1/00, 1981).
Недостаток этого решения - неудовлетворительная степень очистки нефтесодержащих сточных вод из-за низкой степени их аэрирования.
Известна также установка для аэрирования очищаемой жидкости, содержащая атмосферный резервуар, во флотирующем отсеке которого размещен кожух, полость которого сообщена с источником сжатого воздуха и снабжена подводящей трубой, сообщенной с хранилищем очищаемой жидкости (см. SU №1632949, МКИ С02F 1/40, В01D 17/035, 1991).
Недостатком этого решения также является то, что степень насыщения очищаемой воды воздухом ограничивается давлением воздуха в зоне аэрирования, т.е. для повышения степени насыщения необходимо повышать давление в названной зоне, что не всегда целесообразно по конкретным технико-технологическим условиям на месте очистки, поэтому, зачастую, приходится ограничиваться условиями, диктуемыми рабочими параметрами имеющихся источников сжатого воздуха. Это, в свою очередь, не позволяет обеспечить удовлетворительную степень очистки нефтесодержащих сточных вод от тонкодисперсных примесей, равномерно распределенных по их объему из-за недостаточно высокого качества аэрирования их объема (степени
насыщения, равномерности распределения воздушных пузырьков по объему вод и их дисперсности).
Задача, на решение которой направлено заявленное решение, заключается в повышении степени аэрирования объема сточных вод.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в организации процесса подачи дополнительного объема аэрируемого воздуха и повышении эффективности процесса насыщения вод воздухом, поскольку эжектируется воздух, находящийся под избыточным давлением в кратере поверхностного слоя жидкости относительно давления в подвижном кожухе, что обеспечивает повышение степени аэрирования и качества очистки.
Поставленная задача решается тем, установка для аэрирования очищаемой жидкости, содержащая атмосферный резервуар, во флотирующем отсеке которого размещен кожух, полость которого сообщена с источником сжатого воздуха и снабжена подводящей трубой, сообщенной с хранилищем очищаемой жидкости, отличается тем, что кожух выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль продольной оси, а его конец выполнен конфузорным, при этом подводящая труба размещена в полости дополнительного кожуха, ее нижний участок заключен в рубашку, выполненную в виде стакана, открытого снизу, причем и дополнительный кожух и рубашка выполнены с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль продольной оси, кроме того, срез дополнительного кожуха размещен на уровне кромки рубашки с зазором над уровнем очищаемой жидкости в полости кожуха, при этом кромка рубашки снабжена кольцевым отгибом в полость дополнительного кожуха, выполненным в виде кольцевого желоба, причем вертикальная стенка рубашки снабжена рядами сквозных отверстий, выполненных по периметру рубашки, кроме того, верхний ряд отверстий размещен у верхнего торца рубашки, а нижний ряд отверстий размещен у ее кромки на уровне кольцевого желоба, кроме того, полость дополнительного кожуха сообщена с источником сжатого воздуха.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".
Результаты поиска показали, что заявленная полезная модель не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленной полезной модели преобразований, что обеспечивает положительную реакцию на достижение технического результата - организации процесса подачи дополнительного объема аэрируемого воздуха и повышении эффективности процесса насыщения вод воздухом, что обеспечивает повышение степени аэрирования и качества очистки.
На фигуре 1 схематически показан поперечный разрез установки, на фиг.2 и фиг.3 показаны узлы А и В этой установки..
На чертежах показаны атмосферный резервуар 1, подводящая труба 2 с сопловым насадком 3, кожух 4, конец 5 которого выполнен конфузорным, отбойник 6, флотирующий отсек 7 с открытыми верхними кромками, зазор 8 между стенками отбойника 6 и внешними стенками резервуара 1, являющийся накопительным отсеком резервуара 1. Кожух 4 выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль продольной оси в отбойнике 6 и крепится в рабочем положении по высоте резьбовыми зажимами 9, установленными на крышке 10 атмосферного резервуара 1. Внутри кожуха 4 размещены центрирующие радиальные косынки 11 с центрирующими кольцами 12, в которых установлен дополнительный кожух 13 с возможностью вертикального осевого перемещения относительно кожуха 4. Его крепление в рабочем положении осуществляют уплотнительным воротником 14, установленным на верхней крышке 15 кожуха 4. Здесь же смонтирован воздушный патрубок с дроссельно-запорным клапаном 16, регулирующий давление воздуха соответственно в кожухе 4 и дополнительном кожухе 13 на рабочих режимах. Внутри
дополнительного кожуха 13 размещена подводящая труба 2 рабочей жидкости с возможностью вертикального осевого перемещения. Ее крепление в рабочем положении осуществляют уплотнительным узлом 17 на верхнем днище дополнительного кожуха 13. Нижний участок подводящей трубы 2 заключен в рубашку 18, конец которой выполнен в виде конфузорного насадка 19. Рубашка 18 имеет возможность осевого перемещения вдоль трубы рабочей жидкости 2 и крепится на ней резьбовым узлом 20. Между цилиндрической частью рубашки 18 и конфузорного насадка 19 установлен кольцевой желоб 21. Над верхней плоскостью кольцевого желоба 21 и под резьбовым узлом 20 в вертикальной стенке рубашки 18 по периметру выполнены сквозные отверстия 22. Сквозные отверстия 22, расположенные над верхней плоскостью кольцевого желоба 21, обеспечивают напорный вход воздуха из полости дополнительного кожуха 13 в полость рубашки 18, а сквозные отверстия 22, под резьбовым узлом 20, обеспечивают выход воздуха из полости рубашки 18 в полость дополнительного кожуха 13, что обусловливает встречное движение кольцевого слоя воздуха и напорной рабочей струи жидкости. Возможность осевого перемещения рубашки 18 относительно трубы 2 рабочей жидкости и дополнительного кожуха 13 позволяет изменять длину стабилизированного потока жидкости, истекающей из соплового насадка 3. Центрирование рубашки 18 относительно дополнительного кожуха 13 и трубы рабочей жидкости 2 выполнено установкой центрирующих колец и косынок внутри кожуха 13, аналогично кожуху 4. Срез дополнительного кожуха 13 размещен на уровне конфузорного насадка 19 рубашки 18 подводящей трубы 2, кромка которого размещена на расстоянии от кромки выпускного отверстия кожуха 4. Кроме того, полость дополнительного кожуха 13 сообщена с источником 23 сжатого воздуха. Возможность вертикального осевого перемещения кожуха 4, дополнительного кожуха 13 и подводящей трубы 2 позволяет изменять давление воздуха в кожухе 4 на рабочих режимах, а также
геометрические параметры струи рабочей жидкости и воздушного кратера на поверхности жидкости.
Полости кожуха 4 и дополнительного кожуха 13 подключены к источнику сжатого воздуха - компрессору (на фигуре 1 не показан). Кроме того, на чертежах показаны отводные патрубки 24 и 25 атмосферного резервуара 1. Отводной патрубок 24 атмосферного резервуара 1 обеспечивает отвод сфлотированного продукта (пены), размещен на стенках резервуара 1 на уровне, соответствующем уровню жидкости в нем, а отводной патрубок 25 - осуществляет отвод аэрированной жидкости в камеру сфлотированного продукта 26.
Установка работает следующим образом.
Рабочие параметры в установке доводят до номинала, а именно: флотирующий отсек 7 и атмосферный резервуар 1 заполняют водой до верхних кромок стенок отбойника 6 (целесообразно, на этапе запуска использовать очищенную воду).
Подвижный кожух 4 погружают в жидкость на глубину, соответствующую рабочему давлению воздуха в кожухе 4 в процессе аэрации. При этом расположенный в кожухе 4 подвижный дополнительный кожух 13 в сборе с трубой 2 и рубашкой 18 устанавливают по высоте с зазором, между нижним срезом кожуха 13 и конфузором 5 кожуха 4, определяемым режимными параметрами процесса. Рубашку 18 предварительно устанавливают на подводящей трубе 2 с соответствующим зазором среза сопла 3 и среза конфузорного насадка 19 для обеспечения соответствующей рабочему режиму длины стабилизированного участка истекающей струи из сопла 3.
Подают воздух по трубопроводу 23 в кожух 4 при закрытом клапане подачи воздуха на линии 23 в дополнительный кожух 13, вытесняя воду из флотирующего отсека 7 в накопительный 8, с последующим переливом по отводящему патрубку 25 в камеру сфлотированного продукта 26 с последующим ее дренированием. При этом рабочий уровень жидкости в
кожухе 4 устанавливается над конфузором 5 кожуха 4, обеспечивая высоту слоя между нижним основанием конфузора и свободной поверхностью жидкости порядка 50-80 мм в зависимости от режимных параметров процесса. Затем подают воздух в дополнительный кожух 13, обеспечивая формирование воздушного кратера определенных геометрических параметров в поверхностном слое жидкости в кожухе 4 и регулируют рабочее давление в кожухе 4 путем дросселирования воздуха через дроссельно-запорный клапан 16 с контролем рабочего давления по манометру в верхней части кожуха.
Подают рабочую жидкость по трубе 2 и регулируют рабочие параметры в установке, доводя до номинала, при соответствующих рабочих давлениях воздуха (в пределах 1-2 ата) в кожухе 4.
Воздушная струя, выходящая из нижнего основания дополнительного кожуха 13, формирует на поверхности воды в кожухе 4 воздушный кратер, представляющий собой параболоид вращения, глубина и диаметр которого зависят от скорости воздушной струи, вытекающей из основания дополнительного кожуха 13. В кратер с высокой скоростью из сопла 3 трубы 2 подается струя рабочей жидкости, взаимодействующая с криволинейной поверхностью дна кратера и эжектирующая воздух с повышенным давлением, осуществляя процесс аэрации и последующей флотацией.
Возможность осевого вертикального перемещения кожуха 4, подводящей трубы 2 и дополнительного кожуха 13 позволяет изменять геометрические параметры истекающей струи, кратера и изменять степень аэрирования жидкости на рабочих режимах.
Избыточное давление воздуха в кратере в поверхностном слое жидкости, обусловленного дополнительной воздушной струей кожуха 13, обеспечивает повышенную эжектирующую способность водяной струи, вытекающую из соплового насадка 3.
Коэффициент аэрации в предлагаемой установке в результате создания благоприятных условий для насыщения очищаемой жидкости воздухом
составляет 15-17. Конечная степень очистки воды, обрабатываемой в предлагаемой установке, достигает 99%, что указывает на целесообразность применения предлагаемой установки.