Изучение работы эжекторного аэратора

В открытый водоток кислород поступает двумя путями — через зеркало воды (от контакта с атмосферным воздухом) и от деятельности фотосинтезирующих организмов, обитающих в воде.

На насыщение воды кислородом от контакта с атмосферой влияет как характер реки (скорость, извилистость), так и погодные условия (ветер, температура, время года).

Выработка кислорода от фотосинтезирующих организмов зависит в первую очередь от прозрачности воды и температуры.

При любом способе получения водой кислорода в воде он находится в растворенном состоянии. Зависимость предельной растворимости кислорода от температуры при атмосферном давлении представлена на рис 14.1. Фактическая концентрация кислорода в воде, мг/л, в условиях отличных от лабораторных, всегда будет меньше предельной растворимости кислорода.

Растворимость кислорода в воде при давлении 760 мм рт. ст

Рис 14.1. Растворимость кислорода в воде при давлении 760 мм рт. ст.

Описание экспериментальной установки

Работа эжекторного аэратора изучается на стенде аэра-тенка-отстойника, описанного в параграфе 13 (фото 13.1). Принцип работы эжекторного аэратора основывается на соблюдении закона Д. Бернулли: «Там, где жидкость движется медленно, давление будет больше, чем в тех сечениях, где жидкость движется быстро». Конструкция эжекторного аэратора представлена на рис 14.2. Рабочая жидкость (вода) подается под давлением в коаксиально расположенный патрубок. В конце своей длины патрубок сужается, формируя сопло эжектора. В этом месте при неизменном расходе воды будет наблюдаться максимальные скорости движения воды. К соплу с небольшим зазором примыкает патрубок большего сечения, называемый камерой смешения. Через этот зазор происходит подсос воздуха. Водовоздушная смесь, пройдя камеру смешения, попадает в расширяющуюся часть эжектора — диффузор, где уменьшает свою скорость, что приводит к повышению давления и растворению воздуха в воде.

Схема устройства эжекторного аэратора

Рис. 14.2. Схема устройства эжекторного аэратора:

1 — рабочая жидкость; 2 — воздух; 3 — водовоздушная смесь;

I — длина эжектора; Р — давление; V — скорость потока

При падении водо-воздушной смеси на зеркало воды в лабораторном стенде происходит дополнительная аэрация.

Проведение эксперимента

  • 1. Аэротенк-отстойник заполняют водопроводной водой до установленного уровня.
  • 2. Измеряют объемным методом объем воды в аэротенке V, л.
  • 3. Термометром определяют температуры воды в аэротенке.
  • 4. Используя рис. 14.1, определяют предельную растворимость кислорода Снас.
  • 5. Используя анализатор растворенного кислорода (к примеру АЖА-101М или аналог), определяют начальную концентрацию растворенного кислорода в аэротенке.
  • 6. Для полного обескислороживания воды в аэротенк вводится сульфит натрия Иа23 в количестве 5—6 мг/л на 1 мг/л растворенного кислорода.
  • 7. Включают насос, пропуская воду через эжекторный аэратор.
  • 8. Данные заносят в табл. 14.1.
  • 9. С интервалом 1—2 мин выполняют замер концентрации растворенного кислорода в аэротенке.
  • 10. При прекращении роста концентрации кислорода в аэротенке эксперимент прекращают.

Таблица 14.1

Время начала опыта

Время окончания опыта

Продолжительность опыта, ?, с

Концентрацию растворенного кислорода в момент окончания опыта, Сфакт, мг/л

Дефицит кислорода, ~ СНас ~ ~ Сфакт> МГ/Л

Обработка опытных данных

Рассчитаем окислительную способность эжекторного аэратора, кг/ч, по формуле 14.1

где V — объем аэротенка, л; Снас — концентрация насыщения кислорода при данной температуре, мг/л; К — объемный коэффициент массопередачи, с-1 определяем по формуле 14.2 [19]

где И дефицит кислорода В момент времени С! и С2 [19].

Построить график в осях «Продолжительность опыта, с» — «Концентрация растворенного кислорода, мг/л».

Контрольные вопросы

  • 1. Какие параметры влияют на растворимость кислорода в воде?
  • 2. Как определяется концентрация кислорода в воде?
  • 3. Что показывает окислительная способность аэратора?
  • 4. С какой целью производится аэрация воды в аэротенке?
  • 5. Какая концентрация кислорода должна быть для активной жизнедеятельности активного ила в аэротенке?
  • 6. Как устроен эжекторный аэратор?
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >