ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

При очистке сточных вод свинокомплексов и ферм крупного рогатого скота концентрация загрязнений, поступающих в аэротенк, составляет по ХПК до 20000 мг/л и по взвешенным веществам до 10000 мг/л. В этом случае известные конструкции пневматических или механических поверхностных аэраторов не обеспечивают необходимой скорости движения иловой смеси у дна аэротенка, скорости растворения кислорода, гарантирующей его постоянное присутствие в любой точке сооружения и надежного пеногашения.

Предлагаемая конструкция пропеллерного пневмомеханического аэратора (ППМА), смонтированного в специальном аэротенке-отстойнике, обеспечивает скорость движения жидкости у дна сооружения более 0,3 м/с, отсутствие застойных запахов в объеме аэротенка, и позволяет поддерживать дозу активного ила до 10 мг/л. С помощью привода 15 кВт производительность аэратора по кислороду составляет 26 кг/ч. Кроме того, осуществляется надежное гашение пены.

ППМА состоит из пропеллера (см. рисунок), укрепленного на вертикальном валу внутри направляющей трубы. Внутри трубы расположен пневматический аэратор, под трубой - отражательный конус. Аэратор находится в центре квадратного аэротенка, отделенного перегородкой от зоны отстаивания. Эта зона выполнена в виде горизонтального отстойника с отделением успокоения с пирамидальным днищем. Иловая смесь подается в отстойник через заборник. Для предотвращения попадания пузырьков воздуха в отстойник на подающей трубе установлена деарирующая камера. Возвратный ил из отстойника подается в зону аэрации через трубы. Сброс избыточного активного ила из системы осуществляется через задвижку. Для предотвращения попадания всплывающих пузырьков воздуха и порыва атмосферного воздуха через поверхность воды к винту установлены «зонт» и «антикавитационная» подушка.

Исследования показали, что лучшее пеногашение обеспечивает сильная струя жидкости, направленная параллельно поверхности воды в аэротенки. Для осуществления этого принципа на вертикальный вал устанавливается пеногаситель. Жидкость через заборник по трубе подается на диск пеногасителя и под воздействием центробежной силы разбрасывается над поверхностью воды. При этом происходит не только интенсивное пеногашение, но и дополнительное насыщение разбрасываемой жидкости кислородом из атмосферы. Размеры аэротенка в плане зависят от диаметра пропеллера, его конфигурации и частоты вращения. Величина данной скорости и закон ее затухания зависят и от аэрированности струи. Здесь входят в противоречие два условия: при малой подаче воздуха зона действия аэратора больше, при этом низка производительность аэратора по кислороду. С увеличением подачи воздуха растет производительность аэратора, но уменьшается радиус. С увеличением подачи воздуха увеличивается пенообразование. Это противоречие можно разрешить за счет улучшения использования кислорода из пузырьков воздуха.

Исследован и апробирован способ получения пузырьков воздуха диаметром не более 0,5 мм, что позволяет значительно увеличить производительность аэратора по кислороду и зону его действия без увеличения энергозатрат. Для этого поверхность пневматического аэратора перфорируют отверстиями диаметром 0,5 мм. Образовавшийся в отверстии пузырек воздуха «смывается» потоком воды, идущим от пропеллера, и уносится ко дну сооружения. Таким образом, скорость потока воды позволяет пузырьку диаметром значительно меньше 2 мм преодолеть силы поверхностного натяжения. Исследования показали, что при обычной конструкции пневматического аэратора аэрированной струи не превышало 23%. Применение перфорированного аэратора позволяет увеличить при необходимости аэрированность струи до 36% без уменьшения зоны действия аэратора.

Предложенное усовершенствование ППМА позволило при нормальной подаче воздуха (аэрированности струи 20%) увеличить производительность аэратора по кислороду до 31 кг/ч, а при повышении аэрированности струи до 30% производительность возросла до 40 кг/ч. При очистке сточных вод свинокомплекса аэротенк-отстойник с размерами в плане 6х6 м при рабочей глубине 4,5 м с усовершенствованной конструкцией ППМА (диаметр пропеллера 600 мм, мощность привода 15 кВт) обеспечивал окислительную мощность 180 г кислорода на 1 м ³ сооружения в час.

1-гребной винт; 2-вертикальный вал; 3- направляющая трубка;

4-пневматический аэратор; 5-отражательный крпус;

6-разделительная перегородка; 7-зона отстаивания;

8-отделение успокоения иловой смеси; 9-пирамидальное

днище; 10-заборник для иловой смеси; 11-подающая трубка;

12-деаэрирующая камера; 13-трубы для возврата ила; 15-шибер

на иловой трубе; 16-шибер на выходе из отстойника; 17-карман для

всплывающих частиц; 18-сброс избыточного ила; 19-защитный «зонт»;

20-антикавитационная «плита»; 21-пеногаситель; 22-труба для

подачи воды на пеногаситель.