DOI 10.35776/MNP.2020.06.04
УДК 628.356.24

Григорьева А. Н., Абиев Р. Ш.

Влияние конструкции перемешивающего устройства на эффективность массообмена при пневмомеханической аэрации сточных вод

Аннотация

Аэрация при очистке сточных вод является самым энергоемким процессом. Затраты на обеспечение биологической очистки кислородом составляют около 60% в структуре себестоимости очистки. Таким образом, эффективность массообмена и снижение расхода воздуха является актуальной задачей для предприятий, которые стремятся повысить экономическую эффективность своей деятельности. Цель данной работы – определить эффективность пневмомеханической системы аэрации с использованием турбинной мешалки и разработанной авторами новой конической мешалки, а также сравнить эффективность диспергирования газа в пневматической и пневмомеханической системах аэрации. В качестве критерия для сравнения выбран показатель SOTE (Standard Oxygen Transfer Efficiency), который является основным технологическим параметром, позволяющим сравнивать эффективность различных аэрационных систем. Второй критерий эффективности – показатель SAE (Standard Aeration Efficiency) – отношение количества растворенного в жидкости кислорода к количеству используемой электроэнергии. В результате проведенных экспериментальных исследований установлено, что коническая мешалка по скорости насыщения воды кислородом работает также эффективно, как и турбинная, потребляя при этом гораздо меньше электроэнергии. С разработкой конического колеса вследствие низкого сопротивления лопастей перемешивание в системе «газ – жидкость» возможно в аппаратах больших размеров, что особенно актуально для аэротенков с небольшой глубиной при биологической очистке сточных вод в условиях, когда эффективность пневматической системы существенно снижается.

Ключевые слова

очистка сточных вод , пневмомеханическая аэрация , перемешивающее устройство , сульфитная методика , критерий эффективности аэрации , массообмен

Дальнейший текст доступен по платной подписке.
Авторизуйтесь: введите свой логин/пароль.
Или оформите подписку

Список цитируемой литературы

1. Данилович Д. А. Практика сравнения современных ­аэрационных систем // Наилучшие доступные технологии. 2015. № 2. С. 38–52.
2. Федорова А. В., Гарипова С. А. Критерии выбора аэрационной системы для биологических очистных сооружений // Экология производства. 2014. Т. 8. С. 41–45.
3. Титков А. А. Компоративный анализ современных сис­тем аэрации природных и сточных вод: Материалы Международной научно-практической конференции студентов и аспирантов «Наука, технология, техника: перспективные исследования и разработки». – Воронеж, 2014. С. 414–423.
4. Мишуков Б. Г., Соловьева Е. А. Расчет и подбор аэрационного и перемешивающего оборудования для биологической очистки сточных вод: Учебное пособие. – СПб., СПбГАСУ, 2007. 40 с.
5. Zhen H., Anurak P., Warawitya M. Oxygen-transfer measurement in clean water // The Journal of KMITNB. 2003. V. XIII. № 1. P. 14–19.
6. Харькина В. О. Эффективная эксплуатация и расчет сооружений биологической очистки сточных вод. – Волгоград: Панорама, 2015. 433 с.
7. Брагинский В. И., Евилевич Л. Н., Бегачев М. А. Мо­делирование аэрационных сооружений для очистки сточных вод. – Л.: Химия, 1980. 144 с.
8. Edward L. Paul, Victor A. Atiemo-Obeng, Suzanne M. Kresta. Handbook of industrial mixing: Science and practice. – Canada: A John Wiley & Sons, Inc., Publication, 2004. 1440 p.
9. Барабаш В. М., Абиев Р. Ш., Кулов Н. Н. Обзор работ по теории и практике перемешивания // Теоретичес­кие основы химической технологии. 2018. Т. 52. № 4. C. 367–383.
10. Брагинский Л. Н., Бегачев В. И., Барабаш В. М. Перемешивание в жидких средах. – Л.: Химия, 1984. 336 с.
11. Григорьева А. Н., Абиев Р. Ш. Влияние формы рабочего колеса на диаметр пузырьков воздуха при перемешивании в системе газ – жидкость // Химическая промышленность сегодня. 2019. № 5. С. 18–22.
12. Stenstrom M. Measurement of oxygen transfer in clean water. – Virginia: American Society of Civil Engineers, 2007. P. 3–6.
13. Григорьева А. Н., Абиев Р. Ш. Сравнительный анализ влияния геометрической формы рабочих колес перемешивающих устройств на эффективность суспендирования в системе жидкость – твердое // Известия СПбГТИ (ТУ). 2018. № 45. С. 94–97.
14. Sardeing R., Aubin J., Xuereb X. Gas-liquid mass transfer: a comparision of down- and up-pumping axial flow impellers with radial impellers // Trans IChem Engeniring. 2004. № 82 (12). P. 1589–1596.