曲面葉片徑向氣體渦輪混合器臭氧接觸

比利時(shí)布魯塞爾梅塞河上的泰爾費(fèi)給水站，用一種空氣擴(kuò)散渦輪混合器進(jìn)行過一些生產(chǎn)性試驗(yàn)。在水流通過帶隔板的池子時(shí)，完成臭氧向水中的噴射。每一間噴射室的平均停留時(shí)間為2min，經(jīng)5min總接觸時(shí)間（噴射時(shí)間2min，剩余作用時(shí)間4min）后測(cè)定水中溶解臭氧的剩余濃度。

無論臭氧化還是預(yù)臭氧化，每一間噴射室都是3m×3m的方室。渦輪混合器裝在臭氧化水面下5m處。在循環(huán)室或再噴射室，臭氧化空氣是在3m水柱之下擴(kuò)散。預(yù)臭氧化部分設(shè)有一臺(tái)壓縮機(jī)。臭氧化空氣擴(kuò)散器是一臺(tái)工業(yè)用帶反向曲面槳葉葉輪的徑向渦輪混合器。當(dāng)渦輪以2840r/min旋轉(zhuǎn)時(shí)，為有利于導(dǎo)入渦輪的空氣向橫向擴(kuò)散，在水平板上裝有復(fù)雜的導(dǎo)流板。只有由擴(kuò)散作用產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)通過渦輪傳遞到液體。裝置的一般構(gòu)造如圖5-18所示。運(yùn)行電耗按噴射情況平均2~3W·h/g臭氧。  

為改進(jìn)氣體渦輪混合器的臭氧接觸，已采用液體（如水）部分循環(huán)。盡管仍然基本上是氣體擴(kuò)散裝置，但凱拉格（Kerag）渦輪能使部分液體循環(huán)。

此型裝置在標(biāo)準(zhǔn)水壓力下，能擴(kuò)散25~1000m³/h，2m淹沒深度下15~500m³/h.該設(shè)備的擴(kuò)散能力隨淹沒深度急劇下降，如在0.05Mpa時(shí)7~250m³是它的可比極限。因此，這種裝置基本上是一種能使部分液體環(huán)流的表面氣體擴(kuò)散器，經(jīng)常安裝在待處理水水面之下。其本質(zhì)是密集的臭氧化氣氣泡同水的瞬時(shí)相互作用，而不是某種剩余臭氧濃度的延遲作用。根據(jù)中試研究，出口處臭氧損耗有20%~30%。同時(shí)，為保證充分抽吸作用，擴(kuò)散器約需7~10W·h/g臭氧。該法似乎不大適合用于主臭氧化，但能有益的適合于預(yù)臭氧化。這項(xiàng)工藝是先進(jìn)的，能產(chǎn)生極微小的氣泡。所以，它多少有點(diǎn)與雙層傳遞原理不同。為限制能耗適合采用支流工藝。例如，像克拉林根（Kralingen）的鹿特丹水廠那樣，重復(fù)接觸也能對(duì)這種裝置有利。

雖然這種設(shè)備不是按機(jī)械攪拌器的歷史發(fā)展，但目前所采用的液體環(huán)流設(shè)備原理要比氣體擴(kuò)散渦輪更有效。況且，還考慮過在氣體擴(kuò)散裝置中無液體環(huán)流時(shí)免不了因壓縮-減壓使部分臭氧分解的可能性。Kerag型渦輪混合器是對(duì)這些氣液環(huán)流理論的一次探討。

某些根據(jù)此種氣液環(huán)流理論設(shè)計(jì)的小型和中型試驗(yàn)裝置已得出滿意結(jié)果，并提高了殺菌作用的效率。

當(dāng)將一臺(tái)螺槳混合器淹沒到容器約1/3的深度時(shí)，通過以適當(dāng)速度轉(zhuǎn)動(dòng)渦輪能造成一股渦流。這種運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)到液體上能將0.05Mpa的臭氧化空氣卷吸到渦流區(qū)造成臭氧的直接溶解。在適當(dāng)操作條件下，此法能得到良好的溶解率，而且臭氧損失量小于投加量的5%~10%。

在臭氧溶解過程中，總接觸時(shí)間起重要的作用，并且極大的影響著液體環(huán)流接觸過程的處理效率。所以，進(jìn)行了液體環(huán)流旋轉(zhuǎn)混合器進(jìn)氣有帽分散和無帽分散試驗(yàn)。