99,39 Kb.НазваниеИспользование струйной аэрации в процессах флотационной очистки сточных водДата конвертации21.11.2012Размер99,39 Kb.Тип ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СТРУЙНОЙ АЭРАЦИИ В ПРОЦЕССАХ ФЛОТАЦИОННОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Ксенофонтов Б.С., Козодаев А.С., Таранов Р.А., Капитонова С.Н., Иванов А.С., Морозов С.Д. Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, Москва, РоссияТеоретическими и аналитическими исследованиями аэрации воды струями установлено, что их эжектирующая способность зависит от скорости струй, угла падения, формы и длины струй, диаметра сопел (насадок), поверхностного натяжения и др. факторов. При этом также установлено, что эжекционный захват воздуха происходит из за интенсивной турбулизации поверхности жидкости, причем эжекция возрастает с повышением скорости и турбулентности струи. На расход увлекаемого струей воздуха оказывает влияние диаметр и геометрия сопел. Установлено также, что существует оптимальное расстояние от сопла до поверхности аэрируемой жидкости, при котором наблюдается максимум величины эжекции. Особое значение имеет величина угла падения струи. Например, вертикально падающая струя круглого сечения обладает невысокой эжектирующей способностью. Коэффициент эжекции К ( К отношение расхода эжектируемого воздуха к расходу жидкости струи ) при скорости падения струй в пределах 10 20 м/с составляет примерно 1 2. При подаче струи под острым углом к поверхности жидкости ее эжектирующая способность возрастает. При этом на входе наклонной струи в жидкость образуется кратер с сильной турбулизацией поверхности аэрируемой жидкости ( рис. 1 ). При этом максимальная глубина аэрации Ноa = Но sina (1) где Но глубина кратера от вертикально падающей струи, Ноa глубина кратера от наклонно падающей под углом a струи. Наибольшее значение эжектирующей способности струй наблюдается при углах падения в интервале 30 60о. При этом глубина аэрирования жидкости струями, падающими со скоростью 10 15 м/с, как правило, не превышает 0,5 0,6 м. В промышленных флотационных аппаратах следует использовать аэрирование наклонными жидкостными струями, падающими со скоростями более 10 15 м/с. При этом количество эжектируемого газа ( воздуха ) Qg наклонными круглыми струями с указанными скоростями, диаметром насадки dn в пределах от 2 до 8 мм и длиной полета струи от 60 до 500 мм можно оценить по следующей формуле: Qg = 1,9 a 10-3 Vn1,7 dn Lc0,35 sin a -0,8 (2) где dn диаметр насадки, Vn скорость струи на выходе из насадки, Lc длина полета струи, A угол наклона струи. В случае использования круглых струй площадь их контакта между газом и жидкостью минимальная. Б|льшие площади соприкосновения между жидкостью и газом, и соответственно, степень эжекции могут достигаться при использовании эллипсоидальных, плоских, кольцевых и струй с максимально развитой поверхностью. Результаты исследований по аэрированию наклонными круглыми и плоскими струями с различными углами падения и насадками различного размера показывают преимущество аэрирования плоскими струями. Эжектирующая способность плоских струй в 2 3 раза выше по сравнению с круглыми струями. При этом угол падения плоской струи для получения наибольшего значения эжектирующей способности должен быть в пределах 30 45о. Результаты проведенных исследований использованы как при модернизации разработанных ранее флотационных машин и аппаратов так и при создании новых флотационных колонн для очистки производственных сточных вод от гидрофобных загрязнений, например, жиров, масел, нефтепродуктов и т.п.Рис. 1. Схема подачи струи в слой аэрируемой жидкости под углом a.Использование струйной аэрации в различных типах флотационных аппаратах приводит к разным по величине эффектам повышения степени аэрации [1, 2]. В машинах механического типа (рис.2) подача исходного потока в первую камеру в виде струи приводит к повышению степени аэрации, по сравнению с обычным вводом, примерно на 10-15%. Рис. 2 Схема флотационной комбинированной механической машины (ФКМО) со струйной подачей входного потока. 1 - корпус, 2 - рабочее пространство, 3 - обсадная труба, 4 - импеллер, 5 - электродвигатель, 6 - блок тонкослойного осветления, 7 - устройство для струйной подачи входного потока, 8 - входной патрубок,9 - перегородка с окном, 10 - выходной патрубок, 11 - пенный желоб, 12 - электропривод пеногона.Схема устройства для струйной подачи входного потока в механическую флотомашину представлена на рис. 3.Рис. 3 - Схема устройства для струйной подачи газожидкостного потока в первую камеру механической флотомашины.В других случаях эффект повышения степени аэрации более заметен, что выражается в эффективности очистки сточных вод, например от нефтепродуктов (табл. 1). Таблица 1. Эффективность очистки сточных вод в различных машинах с обычной и струйной подачей Тип флотационных машин и аппаратов Концентрация нефтепродуктов, мг/л Исходная Конечная Обычная подача Струйная подача Механические ФКМО 50-100 5-10 3-7 Пневматические ФПМ 50-100 0,5-5 0,2-0,4 Напорные 50-100 1-5 0,2-0,3 Комбинированные электрофлотационные 50-100 1-5 0,1-0,2 Испытания колонного флотационного аппарата со струйной системой аэрации (рис. 4), проведенные на стоках, загрязненных жиро- и нефтезагрязнениями, показали, что такое аппаратурное оформление в ряде случаев приводит к повышению эффективности очистки стоков (табл. 2). Рис. 4. Схема флотационной колонны для очистки сточных вод и тонкодисперсных пульп от гидрофобных загрязнений1-глубинные трубчато-струйные аэраторы; 2-камера флотации; 3-пеносборник; 4-пенный желоб; 5-пластинчатые улавливатели пузырьков; 6-разгрузочные отсеки; 7-разгрузочный патрубок; 8-ороситель; 9-аварийный кран.Таблица 2. Влияние времени флотации на остаточную концентрацию нефтепродуктов в очищенной воде (концентрация нефтепродуктов в исходной воде 27,8 мг/л; интенсивность струйной аэрации сточных вод 1,1 м3/м2 мин ) Номер п/п Время флотации, мин Концентрация нефтепродуктов в очищенной воде, мг/л Эффективность очистки, % 1 5 15,6 43,9 2 7,5 11,3 59,4 3 10 7,9 71,6 4 12,5 5,1 81,6 5 15 3,7 86,7 6 17,5 2,2 92,1 7 20 1,9 93,2 8 22,5 1,8 93,5 9 25 1,8 93,5 10 30 1,8 93,5 Подача струи в слой псевдосжиженной насадки (рис.5) усиливает эффект аэрации и в зависимости от условий эарирования и материала насадки составляет от 20% до 30%. Эффективность от использования этого приема дана в таблице 3.
Использование струйной аэрации в процессах флотационной очистки сточных вод
Использование струйной аэрации в процессах флотационной очистки сточных вод
Комментариев нет:
Отправить комментарий