CC BY
44
Шарков Алексей Владимирович
Sharkov Aleksey Vladimirovich Ростовский государственный строительный университет Rostov State University of Civil Engineering Старший преподаватель / Major assistant E-Mail: melvibass@mail.ru
Серпокрылов Евгений Николаевич
Serpokrilov Evgeniy Nilolaevich Ростовский государственный строительный университет Rostov State University of Civil Engineering Аспирант / Postgraduate student
Саенко Мария Николаевна
Saenko Maria Nikolaevna Ростовский государственный строительный университет Rostov State University of Civil Engineering
Магистр / Master
Фесенко Екатерина Николаевна
Fesenko Ekatarina Nikolaevna Ростовский государственный строительный университет Rostov State University of Civil Engineering
Магистр / Master
05.23.04 - Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов
Определение технологических параметров новых отечественных
керамических аэраторов Determination of technological parameters of new domestic ceramic aerators
Аннотация: Представлены экспериментальные данные параметров массообмена новых отечественных керамических аэраторов и бывших в реальных условиях эксплуатации.
The Abstract: Experimental data of mass transfer parameters for new domestic ceramic aerators and aerators in actual use is present.
Ключевые слова: Параметры массообмена, отечественные керамические аэраторы, условия эксплуатации.
Keywords: Mass transfer parameters, domestic ceramic aerators, operating conditions.
***
В отечественной практике характеристиками аэрационного процесса являются объемный коэффициент массопередачи kv, [ч-1], окислительная способность аэратора ОС [гО2/
м3*ч], эффективность аэрации Е [кгО2/(кВтч)], а также поверхность контакта газовой и жидкостной фаз при барботажной аэрации, определяемые, как и во всем мире, по методике переменного дефицита кислорода [1,2].
В последние годы отечественной промышленностью освоен новый эффективный тип керамических аэраторов с регулируемой пористостью, что весьма важно для практики очистки сточных вод, однако их массообменные характеристики изучены недостаточно, особенно в условиях эксплуатации [3].
Сравнительная оценка параметрических показателей современных аэраторов ведется как по массобменным характеристикам, так и по их стоимости [4,5].
Проведена экспериментальная оценка аэраторов, производимых фирмой НТЦ «Бакор», в ряду известных систем аэрации, по методике эквипроцентирования [4], которая позволила определить условия их применимости (табл. 1).
Таблица 1
Эквивалентное процентирование наиболее эффективных аэраторов
Аэратор Сумма процентов Эквивалентный процент Ранг аэратора
ЯсИаи 336.7 92.9 2
Водные энергии 329.8 91.0 3
Фортекс 123.5 34.1 6
Бакор, 750 362.3 100 1
Бакор, 1100 280.3 77.4 4
Бакор, 2200 234.7 64.8 5
Таким образом, на базе параметрических показателей исследованные аэраторы располагаются по предпочтительности в ряд: 1 - «Бакор» - 750; 2 - КеЬаи; 3 - Водные энергии; 4 -«Бакор» - 1100; 5 - «Бакор» - 2200; 6 - «Фортекс».
Исходя из полученных данных о массообмене, энергетических затратах, технических решений по размещению, можно предложить варианты технологического использования аэраторов, производимых фирмой НТЦ «Бакор», в процессах очистки сточных вод:
1 - реконструкция аэротенков и аэрируемых песколовок;
2 - увеличение окислительной способности действующих аэротенков путем установки аэраторов без их остановки и опорожнения;
3 - установка аэраторов в сочетании с мешалками;
4 - разработка и модификация режима работы аэротенков в ББЯ - реакторы;
5 - для сокращения числа подключений отдельными трубами установка секционных аэраторов (с применением или без применения грузоподъёмного оборудования);
6 - подбор воздуходувного оборудования ведется на потери напора 0.1 м водяного столба в аэраторах;
7 - наличие центральной трубы подвода воздуха в аэратор занимает площадь аэрации менее 1 -го процента, однако служит центром коалесценции пузырьков, что в отдельных зонах вызывает факельный режим и что в итоге снижает (по аналогии с ершами) до 10%;
8 - для расширения технологического использования и оценки надежности в течение эксплуатации рекомендуется проверка в промышленных условиях не менее 6 мес.: аэротенки, шахтные воды, флотация, смешение и т. д.
В соответствии с вариантами промышленного применения изучены массооменные характеристики керамических аэраторов при очистке шахтных (рис. 1 — 3) и городских сточных вод (табл. 2).
Рис. 1. Зависимость времени насыщения кислородом аэраторов "Бакор" до и после регенерации при расходах воздуха 10 и 30 л/мин
Рис. 2. Зависимость удельного времени насыщения воды кислородом аэратором "Бакор -4100” до и после регенерации при расходе воздуха 10 л/мин
Рис. 3. Зависимость удельного времени насыщения воды кислородом аэратором "Бакор -4100" до и после регенерации при расходе воздуха 30 л/мин
Потери напора во "влажных" условиях при этом составили 0.4 - 0.5 м водяного столба.
Для изучения массообменных характеристик в течение 1 года на станции аэрации в 3-х технологических точках городских очистных сооружений установлены по 3 аэратора (рис. 4): в праэраторе первичного отстойника, в канале возвратного активного ила, в регенераторе аэ-ротенка. Аэраторы извлекаются и отслеживаются изменения в их работоспособности через 11.5 месяца эксплуатации по следующему регламенту.
Таблица 2
Массообменные характеристики аэраторов после 1,5 месяцев эксплуатации
Тип аэратора, Па Аэраторы Параметрические показатели аэраторов при расходах воздуха, м3/час и высоте слоя воды 0.40 м
кУТ, ч1 КПД, % Окислительная способность, кг/ч- м3 эффективность аэрации, кгО2/(кВт-ч)
3,9 м3/ч 3,9 м3/ч 3,9 м3/ч 3,9 м3/ч
1250 1,5 мес. Лоток 8,63 5,91 0,98 1,81
1150 1,5 мес. Регенератор, со снятым шлангом 8,24 5,5 0,83 1,56
1300 1,5 мес. Преаэратор, с перерыв., без снятия шланга. 6,83 4,25 0,51 0,96
1300 1,5 мес. Преаэратор, с перерыв., без снятия шланга. После регенерации. 6,23 3,96 0,44 0,82
Регламент исследований аэраторов "Бакор" на Ростовской станции аэрации.
В каждой точке стоит по 3 шт.: 1 - работает непрерывно в режиме аэрации; 2 - отключается от аэрации на 5 - 6 часов вентилем с сохранением давления в подводящем шланге; 3 -также отключатся от аэрации на 5 - 6 часов вентилем, но потом шланг снять со штуцера, чтобы было только гидростатическое давление столба жидкости на аэратор, без остаточного противодавления воздуха в шланге.
Установлено, что керамические аэраторы НТЦ «Бакор» в условиях эксплуатации рационально применять в аэротенках и в канале циркуляционного избыточного ила, что позволило разработать соответствующие рекомендации для практики.
ЛИТЕРАТУРА
1. Попкович Г.С., Репин Б.Н. Системы аэрации сточных вод. - М.: Стройиздат, 1986-133 с.
2. Красный Б.Л., Тарасовский В.П., Красный А.Б. Применение керамических и огнеупорных материалов - один из важнейших факторов повышения экономической и энергетической эффективности предприятий, их экологической безопасности, Новые огнеупоры, № 8, 2010, с. 10-21.
3. Серпокрылов Н.С., Алешин А. В., Смоляниченко А.С. Сравнительная оценка критериев выбора оптимальных технологий. «Строительство - 2011»: Материалы междунар. научн. - практич. конф. - Ростов н/Д: РГСУ, 2011, с. 70 - 73.
4. Мишуков Б.Г., Соловьёва Е.А., Оценка эффективности работы аэрационных систем // Вода: технология и экология. 2008. № 2. С. 42-46.
5. Ingeniería de aguas residuals: tratamiento, vertido i reutilizacion. - Mexico: Metcalf
& Eddy. - 1996, 1485 p.
