RU143766U1

RU143766U1 - MIXER

Info

Publication number: RU143766U1
Application number: RU2014103842/05U
Authority: RU
Inventors: Борис Михайлович Гришин; Сергей Михайлович Салмин
Priority date: 2014-02-04
Filing date: 2014-02-04
Publication date: 2014-07-27

Abstract

Смеситель, содержащий корпус, патрубки для подвода и отвода воды, входную камеру, перегородки и патрубок для подачи реагента, отличающийся тем, что в него дополнительно введено водоподъемное устройство, всасывающий патрубок которого находится в потоке воды непосредственно перед патрубком отвода воды, а напорный патрубок водоподъёмного устройства присоединён к рециркуляционному трубопроводу, слив которого расположен над установленной во входной камере смесителя контактной камерой, представляющей собой открытый короб с насыпной контактной загрузкой из инертного материала, при этом днище короба выполнено перфорированным и находится над днищем входной камеры.A mixer comprising a housing, nozzles for supplying and discharging water, an inlet chamber, partitions and a nozzle for supplying a reagent, characterized in that an additional water-lifting device is introduced into it, the suction nozzle of which is located in the water stream directly in front of the water outlet, and the discharge nozzle is water-lifting the device is connected to a recirculation pipe, the drain of which is located above the contact chamber installed in the input chamber of the mixer, which is an open box with a bulk circuit by loading from an inert material, while the bottom of the box is perforated and is located above the bottom of the inlet chamber.

Description

Полезная модель относится к реагентной очистке природных вод, более конкретно - к смешению реагентов с водой поверхностных источников на очистных сооружениях водопровода.The utility model relates to the reagent purification of natural waters, and more specifically to the mixing of reagents with water from surface sources at sewage treatment plants.

Известен смеситель, содержащий корпус, внутри которого установлены перегородки, наличие которых вызывает завихрение потоков воды. Во входной камере смесителя непосредственно перед первой перегородкой расположены патрубки для подачи реагента в обрабатываемую воду [1].A known mixer containing a housing, inside of which partitions are installed, the presence of which causes a swirl of water flows. In the inlet chamber of the mixer directly in front of the first partition are pipes for supplying the reagent to the treated water [1].

Такой смеситель работает недостаточно эффективно вследствие того, что при расходах воды меньше расчетных не обеспечивается достаточная турбулизация потока и ухудшается эффект смешения.Such a mixer does not work efficiently due to the fact that when the water consumption is less than the calculated, sufficient turbulence of the flow is not provided and the mixing effect is worsened.

Известен смеситель, имеющий корпус, входную камеру, перегородки, патрубки для подачи и отвода воды, центральный стакан с расположенной внутри него пропеллерной мешалкой, а также присоединенный к стакану патрубок для подвода реагента. Центральный стакан не имеет днища и установлен на опорах, что позволяет обеспечить рециркуляцию коагулируемой воды [2].A known mixer having a housing, an inlet chamber, partitions, nozzles for supplying and discharging water, a central cup with a propeller stirrer located inside it, and a nozzle for supplying reagent attached to the cup. The central cup has no bottom and is mounted on supports, which allows for the recirculation of coagulated water [2].

Это устройство обеспечивает хорошее качество смешения реагента с водой и высокую скорость агломерации примесей воды (хлопьеобразования) при изменении расходов в широких пределах за счет возможности регулирования частоты вращения мешалки и рециркуляции части потока коагулируемой воды в центральный стакан, однако энергоемкость процесса при этом значительно возрастает.This device provides good quality of mixing the reagent with water and a high agglomeration rate of water impurities (flocculation) when the flow rate varies widely due to the possibility of regulating the speed of the mixer and recirculating part of the flow of coagulated water into the central glass, however, the energy consumption of the process increases significantly.

Задачей настоящей полезной модели является обеспечение эффективного смешения реагентов с водой при относительно низких затратах энергии. Для достижения этого технического результата в смеситель, содержащий корпус, патрубки для подачи и отвода воды, входную камеру, перегородки и патрубок для подачи реагента, дополнительно введено водоподъемное устройство, всасывающий патрубок которого находится в потоке воды непосредственно перед патрубком отвода воды, а напорный патрубок водоподъемного устройства присоединен к рециркуляционному трубопроводу, слив которого расположен над установленной во входной камере смесителя контактной камерой, представляющей собой открытый короб с насыпной контактной загрузкой из инертного материала, при этом днище короба выполнено перфорированным и находится над днищем входной камеры.The objective of this utility model is to ensure efficient mixing of reagents with water at relatively low energy costs. To achieve this technical result, a water lifting device is additionally introduced into the mixer containing the housing, the nozzles for supplying and discharging water, the inlet chamber, partitions, and the nozzle for supplying the reagent, the suction nozzle of which is located in the water stream directly in front of the drainage nozzle, and the discharge nozzle is the device is connected to a recirculation pipe, the drain of which is located above the contact chamber installed in the input chamber of the mixer, which is an open core b contact with a bulk load of an inert material, wherein the bottom box is provided with perforations and is located above the bottom of the inlet chamber.

На чертеже изображен продольный разрез предлагаемого смесителя (фиг. 1). Смеситель содержит корпус 1, вертикально установленные перегородки 2, патрубок 3 подачи воды и патрубок 4 отвода воды, входную камеру 5, в которой установлена контактная камера 6 с насыпной загрузкой 7 из инертного материала (щебень, гравий и т.п.). Контактная камера имеет перфорированное днище 8, которое удерживает контактную загрузку в статическом положении. Днище 8 контактной камеры расположено над днищем 9 входной камеры. Во входной камере 5 также расположен патрубок 10 для подвода реагента (коагулянта). В смеситель дополнительно введено водоподъемное устройство 11 (насос, эрлифт и т.п.), всасывающий патрубок 12 которого погружен в воду в последней камере перед патрубком отвода воды 4, а напорный патрубок 13 водоподъемного устройства 11 соединен с рециркуляционным трубопроводом 14, слив 15 которого расположен над контактной камерой 6. Смеситель работает следующим образом. Обрабатываемая вода под некоторым напором подается по патрубку 3 во входную камеру 5 смесителя, где смешивается с реагентом, подача которого осуществляется через патрубок 10. Далее поток со свободной поверхностью (самотеком) движется между перегородками 2, вызывающими изменение направления движения потока и местные повышения скорости при поворотах. Все это создает завихрение и турбулентность потока, что способствует смешению воды с реагентом.The drawing shows a longitudinal section of the proposed mixer (Fig. 1). The mixer comprises a housing 1, vertically mounted partitions 2, a water supply pipe 3 and a water discharge pipe 4, an inlet chamber 5, in which a contact chamber 6 with a bulk load 7 of inert material (crushed stone, gravel, etc.) is installed. The contact chamber has a perforated bottom 8, which holds the contact load in a static position. The bottom 8 of the contact chamber is located above the bottom 9 of the input chamber. In the input chamber 5 is also located pipe 10 for supplying a reagent (coagulant). In addition to the mixer, a water-lifting device 11 (pump, airlift, etc.) is introduced, the suction pipe 12 of which is immersed in water in the last chamber in front of the water discharge pipe 4, and the pressure pipe 13 of the water-lifting device 11 is connected to a recirculation pipe 14, the discharge of which 15 located above the contact chamber 6. The mixer operates as follows. The treated water under some pressure is supplied through the pipe 3 to the inlet chamber 5 of the mixer, where it is mixed with the reagent, which is supplied through the pipe 10. Next, the flow with a free surface (gravity) moves between the partitions 2, causing a change in the direction of flow and local speed increases when bends. All this creates a swirl and turbulence of the flow, which contributes to the mixing of water with the reagent.

Часть расхода обработанной реагентом воды забирается водоподъемным устройством 11, подается в рециркуляционный трубопровод 14 и через слив 15 поступает в контактную камеру 6. За счет контактной коагуляции, происходящей в толще загрузки 7, ускоряется процесс агломерации частиц примесей воды с образованием крупных и прочных агрегатов, хорошо осаждающихся при последующем отстаивании. Выходящий из днища 8 камеры 6 рециркуляционный поток перемешивается с потоком исходной воды, вытекающим из патрубка 3. Крупные агрегаты взвеси (хлопья) рециркуляционного потока начинают сорбировать на себя мелкие взвешенные частицы исходной воды, осуществляя процесс коагуляции во входной камере 5 еще до ввода реагента через патрубок 10.Part of the flow rate of the treated reagent water is taken up by the water-lifting device 11, fed into the recirculation pipe 14, and through the drain 15 it enters the contact chamber 6. Due to contact coagulation occurring in the thickness of the charge 7, the process of agglomeration of particles of water impurities with the formation of large and strong aggregates is accelerated, well precipitated during subsequent sedimentation. The recirculation stream leaving the bottom 8 of chamber 6 is mixed with the feed water flowing out from the nozzle 3. Large aggregates of suspended particles (flakes) of the recirculation flow begin to absorb small suspended particles of the source water, carrying out the coagulation process in the inlet chamber 5 even before the reagent is introduced through the nozzle 10.

Интенсификация процесса агломерации мелких частиц примесей воды в предлагаемом смесителе обеспечивает улучшение последующей очистки воды отстаиванием и/или фильтрованием.The intensification of the process of agglomeration of small particles of water impurities in the proposed mixer improves the subsequent purification of water by settling and / or filtering.

Сравнительные лабораторные испытания прототипа [2] и предлагаемого смесителя производились на природной воде с содержанием взвеси 23,0 мг/л, которая обрабатывалась коагулянтом - раствором сернокислого алюминия с дозой 22,0 мг/л. После смешения с реагентом вода отстаивалась в стеклянных цилиндрах емкостью 1 л каждый в течение 2 часов. Пробы отстоянной (осветленной) воды отбирались из верхней части цилиндров и анализировались на содержание взвешенных веществ. Эффект осветления определялся по формулеComparative laboratory tests of the prototype [2] and the proposed mixer were carried out on natural water with a suspension content of 23.0 mg / l, which was treated with a coagulant - aluminum sulfate solution with a dose of 22.0 mg / l. After mixing with the reagent, water was settled in glass cylinders with a capacity of 1 l each for 2 hours. Samples of settled (clarified) water were taken from the upper part of the cylinders and analyzed for suspended solids. The clarification effect was determined by the formula

, ,

где С и С₀ - соответственно содержание взвешенных веществ в исходной (не обработанной воде реагентом) и отстоянной воде, мг/л.where C and C ₀ are, respectively, the content of suspended solids in the source (not treated with water reagent) and settled water, mg / L.

Расход воды Q₀, подаваемый на смеситель, составлял 5 м³/ч.The water flow rate Q ₀ supplied to the mixer was 5 m ³ / h.

Технические характеристики прототипа [2]:Technical characteristics of the prototype [2]:

ширинаwidth - 200 мм- 200 mm высотаheight - 400 мм- 400 mm длинаlength - 400 мм- 400 mm диаметр центрального стаканаcenter cup diameter - 120 мм- 120 mm мощность пропеллерной мешалкиpropeller stirrer power - 10 Вт.- 10 watts. Технические характеристики предлагаемого устройства:Technical characteristics of the proposed device: ширинаwidth - 150 мм- 150 mm

высотаheight - 400 мм- 400 mm длинаlength - 600 мм- 600 mm количество перегородок number of partitions - 4- four водоподъемное устройство water lifting device - лабораторный насос- laboratory pump подача насоса Q_в pump flow Q _in - 0,5 м³/ч- 0.5 m ³ / h потребляемая мощность насосаpump power consumption - 4 Вт.- 4 watts. размеры контактной камеры (l×b×h)contact chamber dimensions (l × b × h) - 80×80×400 мм- 80 × 80 × 400 mm контактная загрузкаcontact download - гранитный щебень крупностью 5-7 мм.- granite crushed stone with a particle size of 5-7 mm.

Высота загрузки в контактной камере изменялась в разных сериях экспериментов по пяти вариантам от 100 до 320 мм.The loading height in the contact chamber was varied in different series of experiments in five versions from 100 to 320 mm.

Время контакта загрузки с рециркуляционным потоком коагулированной воды определялось по формулеThe contact time of the load with the recirculated flow of coagulated water was determined by the formula

, ,

где l и b - длина и ширина контактной камеры;where l and b are the length and width of the contact chamber;

h - высота контактной камеры;h is the height of the contact chamber;

Q_в - расход рециркуляционного (возвратного) потока.Q _in - flow rate of the recirculation (return) stream.

Данные по эффективности отстаивания воды, обработанной в смесителе - прототипе [2] (контроль) и в контактной камере предложенного смесителя при различных вариантах времени контакта рециркуляционного потока коагулируемой воды с загрузкой приведены в таблице 1.Data on the effectiveness of the sedimentation of water treated in the mixer prototype [2] (control) and in the contact chamber of the proposed mixer for various options for the contact time of the recirculated flow of coagulated water with the load are shown in table 1.

Таблица 1Table 1 Показатели качества осветленной водыQuality indicators of clarified water КонтрольThe control Время контакта, с, по вариантамContact time, s, according to options 5,05,0 8,08.0 10,010.0 13,013.0 16,016,0 Взвешенные вещества, мг/лSuspended Substances, mg / L 6,96.9 6,76.7 6,26.2 5,75.7 5,35.3 5,35.3 Эффект отстаивания, %The effect of sedimentation,% 70,070.0 70,970.9 73,073.0 75,275,2 76,976.9 76,976.9

Как следует из таблицы 1, применение смесителя с водоподъемным устройством и контактной камерой во всех сериях экспериментов привело к улучшению эффекта удаления взвешенных веществ отстаиванием при снижении энергозатрат на смешение воды с реагентом.As follows from table 1, the use of a mixer with a water-lifting device and a contact chamber in all series of experiments led to an improvement in the effect of removal of suspended solids by sedimentation while reducing energy costs for mixing water with a reagent.

Источники информации:Information sources:

1. Журба М.Г., Соколов Л.И., Говорова Ж.М. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений. Том 2. Очистка и кондиционирование природных вод. - М.: АСВ, 2010.1. Zhurba M.G., Sokolov L.I., Govorova Zh.M. Water supply. Design of systems and structures. Volume 2. Purification and conditioning of natural waters. - M.: DIA, 2010.

2. Фрог Б.Н., Левченко А.П. Водоподготовка. - М.: Изд-во МГУ, 2003.2. Frog B.N., Levchenko A.P. Water treatment. - M.: Publishing House of Moscow State University, 2003.

Claims

A mixer comprising a housing, nozzles for supplying and discharging water, an inlet chamber, partitions and a nozzle for supplying a reagent, characterized in that an additional water-lifting device is introduced into it, the suction nozzle of which is located in the water stream directly in front of the water outlet, and the discharge nozzle is water-lifting the device is connected to a recirculation pipe, the drain of which is located above the contact chamber installed in the input chamber of the mixer, which is an open box with a bulk circuit by loading from an inert material, while the bottom of the box is perforated and is located above the bottom of the inlet chamber.