УДК 628.161.3:66.063.6
DOI 10.35776/VST.2025.08.07

Волчек А. А., Наумчик Г. О., Белов В. С.

Обоснование применения усовершенствованного пневмогидравлического диспергатора для получения мелкой газожидкостной дисперсии

Аннотация

В процессах обработки природных и сточных вод, а также в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства часто возникает необходимость получения мелких газовых дисперсий (средний диаметр пузырьков менее 1 мм) с целью достижения большой межфазной поверхности. Рассмотрены применяемые на практике методы получения газовых дис­персий, а также механизм образования газовых пузырьков при их отрыве от отдельных пор во время барботажа. Показана возможность создания мелких газовых дисперсий путем диспергирования газа высокотурбулентным потоком течения жидкости. Наиболее предпочтительным является пневмо­гидравлический метод, так как не требует высоких энергозатрат на диспергирование, имеет высокую надежность из-за отсутствия движущихся частей, позволяет получить газовые пузырьки диаметром менее 1 мм, что обеспечит высокую эффективность растворения сравнительно дорогостоящих газов (кислород, озон и т. д.). Описано оригинальное устройство для гидродинамического диспергирования газа с целью получения мелкой газовой дисперсии, позволяющее эффективно вводить газ в обрабатываемую жидкость.

Ключевые слова

аэрация , диспергатор , диспергирование , газожидкостная дисперсия

Для цитирования: Волчек А. А., Наумчик Г. О., Белов В. С. Обоснование применения усовершенствованного пневмогидравлического диспергатора для получения мелкой газожидкостной дисперсии // Водоснабжение и санитарная техника. 2025. № 8. С. 55–64. DOI: 10.35776/VST.2025.08.07.

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

Список цитируемой литературы

1. Рубинштейн Ю. Б. и др. Пенная сепарация и колонная флотация. – М.: Недра, 1989. 304 с.
   Rubinshtein Iu. B. et al. Pennaia separatsiia i kolloidnaia flotatsiia [Froth separation and column flotation. Moscow, Nedra Publ., 1989, 304 p.].
2. Мещеряков Н. Ф. Флотационные машины и аппараты. – М.: Недра, 1982. 200 с.
   Mechsheriakov N. F. Flotatsionnye mashiny i apparaty [Flotation machines and apparatus. Moscow, Nedra Publ., 1982, 200 p.].
3. Жерноклев А. К., Пилиневич Л. П., Савич В. В. Аэрация и озонирование в процессах очистки воды. – Минск: Тонпик, 2002. 129 с.
   Zhernoklev A. K., Pilinevich L. P., Savich V. V. Aeratsiia i ozonirovanie v protsessakh ochistki vody [Aeration and ozonation in water treatment processes. Minsk, Tonpik Publ., 2002, 129 p.].
4. Попкович Г. С., Репин Б. Н. Системы аэрации сточных вод. – М.: Стройиздат, 1986. 136 с.
   Popkovich G. S., Repin B. N. Sistemy aeratsii srochnykh vod [Wastewater aeration systems. Moscow, Stroiizdat Publ., 1986, 136 p.].
5. Воронов Ю. В., Казаков В. Д., Толстой М. Ю. Струйная аэрация. – М.: Издательство АСВ, 2007. 215 с.
   Voronov Iu. V., Kazakov V. D., Tolstoi M. Iu. Struinaia aeratsiia [Jet aeration. Moscow, ASV Publ., 2007, 215 p.].
6. Перепелкин К. Е., Матвеев В. С. Газовые эмульсии. – Л.: Химия, 1979. 164с.
   Perepelkin K. E., Matveev V. S. Gazovye emul’sii [Gas emulsions. Leningrad, Khimiia Publ., 1979, 164p.].
7. Золотов А. В., Багреева И. С. Способы получения газовой дисперсии в объеме жидкости // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2017. № 1. C. 18–22.
   Zolotov A. V., Bagreeva I. S. [Methods for obtaining gas dispersion in liquid volume]. Neftepererabotka i Neftekhimiia. Nauchno-Tekhnicheskie Dostizheniia i Peredovoi Opyt, 2017, no. 1, pp. 18–22. (In Russian).
8. Григорьева А. Н., Абиев Р. Ш. Влияние конструкции перемешивающего устройства на эффективность массообмена при пневмомеханической аэрации сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника. 2020. № 6. C. 25–32. DOI: 10.35776/MNP.2020.06.04.
   Grigor’eva A. N., Abiev R. Sh. [The influence of the design of the mixing device on the efficiency of mass transfer during pneumo-mechanical aeration of wastewater]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2020, no. 6, pp. 25–32. DOI: 10.35776/MNP.2020.06.04. (In Russian).
9. Григорьева А. Н., Абиев Р. Ш. Влияние геометрии перемешивающего устройства на диаметр пузырьков воздуха при перемешивании в системе газ-жидкость // Химическая промышленность сегодня. 2019. № 5. C. 18–22.
   Grigor’eva A. N., Abiev R. Sh. [The influence of the geometry of the mixing device on the diameter of air bubbles during mixing in a gas-liquid system]. Khimicheskaia Promyshlennost’ Segodnia, 2019, no. 5, pp. 18–22. (In Russian).
10. Лямаев Б. Ф. Гидроструйные насосы и установки. – Л.: Машиностроение, 1988. 256 с.
    Luamaev B. F. Gidrostruinye nasosy i ustanovki [Waterjet pumps and installations. Leningrad, Mashinostroenie Publ., 1988, 256 p.].
11. Белов С. Г., Наумчик Г. О., Дмухайло Е. И. Пневмогидравлический диспергатор газа «Торнадо»: материалы IV Международной научно-практической конференции «Актуальные научно-технические и экологические проблемы сохранения среды обитания». Брест, 25–27 сентября 2013 г. – Брест, Брестский государственный технический университет, 2013. С. 7–12.
    Belov S. G., Naumchik G. O., Dmukhailo E. I. [Tornado pneumohydraulic gas disperser]. Proceedings of «Current Scientific, Technical and Environmental Problems of Habitat Conservation» IV International Scientific and Practical Conference. Brest, September 25–27, 2013. Brest State Technical University, 2013, pp. 7–12. (In Russian).
12. Пат. BY 12838. Пневмогидравлический диспергатор газа / Белов С. Г., Наумчик Г. О. – Опубликовано 28.02.2022.
    Belov S. G., Naumchik G. O. [Pat. BY 12838. Pneumohydraulic gas disperser]. Published 28.02.2022.
13. Сивак В. М., Янушевский Н. Е. Аэраторы для очистки природных и сточных вод. – Львов: Вища школа, 1984. 124 с.
    Sivak V. M., Ianushevskii N. E. Aeratory dlia ochistki prirodnykh i stochnykh vod [Aearators for natural and waste water treatment. L’vov, Bishcha Schkola Publ., 1984, 124 p.].
14. Ксенофонтов Б. С. Использование процессов струйной аэрации в процессах флотационной очистки сточных вод // Сантехника. 2022. № 6. C. 32–37.
    Ksenofontov B. S. [Use of jet aeration processes in flotation wastewater treatment processes]. Santekhnika, 2022, no. 6, pp. ­32–37. (In Russian).
15. Ксенофонтов Б. С. Повышение эффективности струйной аэрации в процессах флотационной очистки сточных вод // Сантехника. 2020. № 4. C. 36–39.
    Ksenofontov B. S. [Improving the efficiency of jet aeration in flotation wastewater treatment processes]. Santekhnika, 2020, no. 4, pp. 36–39. (In Russian).
16. Ксенофонтов Б. С., Стельмах Е. С. Интенсификация флотационной очистки сточных вод с использованием струйных аэраторов и эжекторов // Водоочистка. 2018. № 6. C. 25–35.
    Ksenofontov B. S., Stel’makh E. S. [Intensification of flotation treatment of wastewater using jet aerators and ejectors]. Vodoochistka, 2018, no. 6, pp. 25–35. (In Russian).
17. Анопольский В. Н., Фельдштейн Г. Н., Фельдштейн Е. Г. Применение напорной флотации в технологии очистки природных и сточных вод // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. 2008. № 8 (8). C. 38–44.
    Antopol’skii V. N., Fel’dshtein G. N., Fel’dshtein E. G. [Using pressure flotation in natural and waste water treatment technologies]. Vodoochistka. Vodopodgotovka. Vodosnabzhenie, 2008, no. 8 (8), pp. 38–44. (In Russian).
18. Гафаров Г. А. Электрофлотационная очистка сточных вод от нефтепродуктов // Водоснабжение и канализация. 2011. № 5. C. 80–83.
    Gafarov G. A. [Removin oil products from wastewater by electroflotation]. Vodosnabzhenie i Kanalizatsiia, 2011, no. 5, pp. 80–83. (In Russian).
19. Минаева И. А., Колесников В. А., Капустин Ю. И., Матвеева Е. В. Кинетика электрофлотационной очистки судовых сточных вод от нефтепродуктов // Химическая промышленность сегодня. 2009. № 10. C. 32–38.
    Minaeva I. A., Kolesnikov V. A., Kapustin Iu. I., Matveeva E. V. [Kinetics of removing oil products from ship wastewater]. Khimicheskaia Promyshlennost’ Segodnia, 2009, no. 10, pp. 32–38. (In Russian).
20. Наумчик Г. О., Белов В. С. Разработка метода диспергирования газа с помощью турбулентного потока жидкости на границе пористой стенки // Вестник Брестского государственного технического университета. Серия: Водохозяйственное строительство, теплоэнергетика и геоэкология. 2017. № 2. C. 102–105.
    Naumchik G. O., Belov V. S. [Development of a method for gas dispersion using turbulent liquid flow at the boundary of a porous wall]. Vestnik Brestskogo Gosudarstvennogo Tekhnicheskogo Universiteta. Water Engineering, Thermal Power Engineering and Geoecology, 2017, no. 2, pp. 102–105. (In Russian).