曲面葉片徑向氣體渦輪混合器臭氧接觸

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

無論臭氧化還是預臭氧化，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水柱之下擴散。預臭氧化部分設(shè)有一臺壓縮機。臭氧化空氣擴散器是一臺工業(yè)用帶反向曲面槳葉葉輪的徑向渦輪混合器。當渦輪以2840r/min旋轉(zhuǎn)時，為有利于導入渦輪的空氣向橫向擴散，在水平板上裝有復雜的導流板。只有由擴散作用產(chǎn)生的運動通過渦輪傳遞到液體。裝置的一般構(gòu)造如圖5-18所示。運行電耗按噴射情況平均2~3W·h/g臭氧。  

為改進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)。

此型裝置在標準水壓力下，能擴散25~1000m³/h，2m淹沒深度下15~500m³/h.該設(shè)備的擴散能力隨淹沒深度急劇下降，如在0.05Mpa時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，為保證充分抽吸作用，擴散器約需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臭氧化。這項工藝是先進的，能產(chǎn)生極微小的氣泡。所以，它多少有點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，重復接觸也能對這種裝置有利。

雖然這種設(shè)備不是按機械攪拌器的歷史發(fā)展，但目前所采用的液體環(huán)流設(shè)備原理要比氣體擴散渦輪更有效。況且，還考慮過在氣體擴散裝置中無液體環(huán)流時免不了因壓縮-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)計的小型和中型試驗裝置已得出滿意結(jié)果，并提高了殺菌作用的效率。

當將一臺螺槳混合器淹沒到容器約1/3的深度時，通過以適當速度轉(zhuǎn)動渦輪能造成一股渦流。這種運動傳動到液體上能將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，進行了液體環(huán)流旋轉(zhuǎn)混合器進氣有帽分散和無帽分散試驗。