AT386186B

AT386186B - Verfahren und einrichtung zur verhinderung der blasenbildung bei der zumischung einer an reaktionsgas gesaettigten fluessigkeit

Info

Publication number: AT386186B
Application number: AT0227384A
Authority: AT
Inventors: Johannes Dipl Ing Dr Muellner
Original assignee: Waagner Biro Ag
Priority date: 1984-07-13
Filing date: 1984-07-13
Publication date: 1988-07-11
Also published as: ATA227384A

Description


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   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung der Blasenbildung bei der Zumischung einer an Reaktionsgas, insbesondere Sauerstoff, gesättigten Flüssigkeit zu einer in einem Reaktor gelagerten Flüssigkeit, in welchem ein chemischer und/oder biologischer Prozess stattfindet, bei welchem das Reaktionsgas aufgebraucht und gegebenenfalls durch ein Abgas ersetzt wird, vorzugsweise zur Verbesserung der Lebensbedingungen von Organismen, wie z. B. Fischen oder
Mikroorganismen, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. 



   Es ist bekannt, mit Gasen aufgesättigte Flüssigkeit einem Reaktor unter der Oberfläche der darin befindlichen Flüssigkeit zuzuführen, wodurcn beim Aufstieg der ungelösten Gasblasen eine Durchmischung des Reaktorinhalts erreicht wird. Eine derartige Durchmischung stört das
Absetzverhalten der im Reaktor befindlichen Flüssigkeit sowie auch die natürliche Schichtung der mehr oder weniger mit Reaktionsgas aufgesättigten Flüssigkeit im Reaktor. 



   Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, den angeführten Schwierigkeiten zu begeg- nen, wobei durch Einleiten einer blasenlosen Flüssigkeit im Reaktor eine langsame Aufwärtsströ- mung ohne Turbulenzen erreicht wird, die im wesentlichen parallel zum Verbrauch des in der
Flüssigkeit gelösten Reaktionsgases geht, wodurch eine fast vollständige Ausnutzung des gelösten
Reaktionsgases erreicht wird. 



   Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein in einem Begasungsapparat hydraulisch verdichtetes Gas-Flüssigkeitsgemisch von den Blasen ungelösten Gases getrennt wird und die blasenfreie Flüssigkeit horizontal, insbesondere tangential zur Reaktorwand, in Bodennähe in den
Reaktor eingebracht wird, in welchem die an Reaktionsgas sich verarmende und an Abgas sich anreichernde Flüssigkeit aufsteigt und in der Nähe der Oberfläche über einen Überlauf einem
Fallkanal mit angeschlossenem Steigkanal zugeführt wird, dass in den Steigkanal das unter Druck stehende abgetrennte Restgas aus dem Begasungsapparat eingeleitet und die Flüssigkeit im Steigkanal angehoben wird und dass die gehobene Flüssigkeit oberhalb des Flüssigkeitsspiegels im Reaktor dem Pumpensumpf der Umwälzpumpe des Begasungsappartes bereits auf höherem Druckniveau zugeführt wird. 



   Die erfindungsgemässe Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass auf der einen Seite des Reaktors eine Begasungseinrichtung mit einem Gefäss zur Trennung der Flüssigkeit von den Gasblasen und auf der andern Seite des Reaktors eine hydraulische Hebeeinrichtung für Flüssigkeiten vorgesehen ist, von welcher eine Überlaufleitung in den Pumpensumpf einer Umwälzpumpe für die hydraulische Begasungseinrichtung geführt ist. 



   Bei der Verwirklichung der Erfindung stellte sich noch überraschend heraus, dass im Reaktor fast alle Schwebestoffe zurückgehalten werden, wodurch sich die Nachklärung vereinfacht und das Nachklärbecken kleiner wird. Ferner wurde festgestellt, dass die Schwebstoffe, wie   z. B.   



  Schlammflocken, durch den ständigen Aufstrom in Schwebe gehalten werden und erst nach Erreichen einer gewissen Grösse in die nächsttiefere Schicht absinken, wodurch sich eine Klassierung nach Grösse und Population über der Beckentiefe ergibt. Dies ermöglicht die optimale Schlammrückführung, indem gezielt aus der entsprechenden Schichte die aktivsten Schlammflocken entnommen und nach einer Zerkleinerung im Begasungsapparat dem Reaktor zum Aufschwimmen wieder zugeführt werden. Als Überschussschlamm wird der inaktivste Schlamm ausgeschleust. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch die langsame hydrostatische Änderung des Flüssigkeitsdruckes auch mehr Sauerstoff in Lösung geht bzw. verbraucht wird, so dass die Verweilzeit im Reaktor verkürzt und damit das Reaktorvolumen verkleinert werden konnte.

   Diese Erscheinung erklärt sich daraus, dass in der hydrostatisch unter höherem Druck stehenden Flüssigkeit mehr Gas bzw. Sauerstoff gelöst werden kann als in der unter geringerem hydrostatischem Druck stehenden Flüssigkeit an der Oberfläche des Reaktors. 



   Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und schematisch dargestellt. 



   In der Zeichnung ist ein Reaktor-l-im Schnitt dargestellt, der auf der einen Seite (links) eine Begasungseinrichtung --2-- aufweist, in welche Flüssigkeit aus dem Reaktor angesaugt und über die   Umwälzpumpe --6-- auf   niedrigen hydrostatischen Druck gebracht wird, so dass ohne grösseren Energieaufwand Gas bzw. Luft in den Flüssigkeitsstrom eingesaugt und im angeschlossenen Fallkanal --10-- hydraulisch verdichtet wird. Am Ende des   Fallkanal-10-   ist ein Gefäss --3-- zur Trennung von Gas und Flüssigkeit vorgesehen, in welchem eine Abtrennung 

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 die Flocken nicht hinlänglich zerkleinern sollte. 



   Auch ein Hinzufügen des zu zerkleinernden Belebtschlammanteils in den Unterteil des Steig- rohres --18-- bzw. die Wirkung der in der Rinne --7-- angebrachten Rührorgane (Oberflächen- belüfter) können die Zerkleinerungswirkung wesentlich erhöhen. 



   Als Reaktionsgas wird bei aeroben Verfahren Luft oder technisch reiner Sauerstoff verwendet, während bei anaeroben Verfahren z. B. Methan verwendet wird, welches im Verfahren entsteht. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur Verhinderung der Blasenbildung bei der Zumischung einer an Reaktionsgas, insbesondere Sauerstoff, gesättigten Flüssigkeit zu einer in einem Reaktor gelagerten Flüssigkeit, in welchem ein chemischer und/oder biologischer Prozess stattfindet, bei welchem das Reaktionsgas aufgebraucht und gegebenenfalls durch ein Abgas, insbesondere CO   2 s ersetzt   wird, vorzugsweise zur Verbesserung der Lebensbedingungen von Organismen, wie   z.

   B.   Fischen oder Mikroorganismen von Belebtschlamm, daurch gekennzeichnet, dass ein in einem Begasungsapparat hydraulisch verdichtetes Gas-Flüssigkeits-Gemisch von den Blasen ungelösten Gases getrennt wird und die blasenfreie Flüssigkeit horizontal, insbesondere tangential zur Reaktorwand, in Bodennähe in den Reaktor eingebracht wird, in welchem die an Reaktionsgas sich verarmende und an Abgas sich anreichernde Flüssigkeit aufsteigt und in der Nähe der Oberfläche über einen Überlauf einem Fallkanal mit angeschlossenem Steigkanal zugeführt wird,

   dass in den Steigkanal das unter Druck stehende abgetrennte Restgas aus dem Begasungsapparat eingeleitet und die Flüssigkeit im Steigkanal angehoben wird und dass die gehobene Flüssigkeit oberhalb des Flüssigkeitsspiegels im Reaktor dem Pumpensumpf der Umwälzpumpe des Begasungsapparates bereits auf höherem Druckniveau zugeführt wird.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die an Reaktionsgas verarmte und an Abgas angereicherte Flüssigkeit durch Zufuhr des Restgases aus dem Begasungsapparat und/oder Oberflächenbelüftung mittels Luft zumindest teilweise vom Abgas getrennt wird.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der einen Seite eines Reaktors (1) eine Begasungseinrichtung (2) mit einem Gefäss (3) zur Trennung der Flüssigkeit von den Gasblasen und auf der andern Seite des Reaktors (1) eine hydraulische Hebeeinrichtung (4) für Flüssigkeiten vorgesehen ist, von welcher eine Überlaufleitung (7) in den Pumpensumpf (5) einer Umwälzpumpe (6) für die hydraulische Begasungseinrichtung (2) geführt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Überlaufleitung (7) der Flüssigkeit aus dem Reaktor (1) in den Pumpensumpf (5) der Begasungseinrichtung (2) hydraulische und/oder mechanische Entgasungseinrichtungen (8) zum Ausspülen des Abgases vorgesehen sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (1) trichterförmig ausgebildet ist und schräge nach aussen ansteigende Seitenwandungen (9) aufweist.