Использование реагентной обработки воды является одним из самых распространенных способов очистки воды [1–6]. Важное значение при реагентной обработке воды имеет не только подбор дозы реагентов, а также процесс смешения реагентов, в частности коагулянтов с водой. Процесс коагуляции происходит довольно быстро, и в этой связи важно распределить реагент в воде наиболее равномерно и быстро. Интенсивность смешения реагентов с водой характеризуется величиной градиента скорости G (с-1), а также критерием Кэмпа:
где τ — время перемешивания, с.
Градиент скорости можно найти по формуле:
где W — мощность, затрачиваемая на перемешивание воды, отнесенная к единице объема воды в камере смешения: µ — динамическая вязкость.
Время перемешивания определяется по формуле:
где Q — расход сточных вод, м3 /с;
V — рабочий объем смесителя, м3 .
В случае предварительно проведенной оптимизации процесса перемешивания должно быть выполнено следующее условие:
Выполнение указанных соотношений дает возможность осуществлять процесс перемешивания реагентов с водой практически в оптимальном режиме.
Быстрое перемешивание реагентов с водой, как правило, повышает эффективность их использования. Тем не менее, применение для этих целей аппаратов с мешалками как наиболее эффективных технических средств приводит в ряде случаев к разрушению образующихся при этом агрегатов, что требует в этой связи строгого соблюдения временного интервала перемешивания. Наиболее простым в аппаратурном отношении и в то же время эффективным устройством является эжектор [7–9]. В рассматриваемом случае эжектор, функционирующий как струйный насос, позволяет дозировать и перемешивать реагент со сточной водой (рис. 1).
Для исследования процесса смешения реагента и сточной воды в камере эжектора была выбрана опытная модель эжектора, представленная на рис. 2.
Модель была спроектирована и исследовалась в программном комплексе ANSYS (далее — Программа) с установлением различных вводных параметров работы модели.