AT392055B

AT392055B - Einrichtung zum ruehren, homogenisieren und belueften von guelle, industriellem abwasser u.dgl.

Info

Publication number: AT392055B
Application number: AT0214987A
Authority: AT
Inventors: Wilhelm Dipl Ing Wolfbauer; Franz Ing Kainz
Original assignee: Bauer Roehren Pumpen
Priority date: 1987-08-26
Filing date: 1987-08-26
Publication date: 1991-01-25
Also published as: ATA214987A

Description

AT 392 055 B

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Rühren, Homogenisieren und Belüften von in einen Behälter eingebrachter Gülle, industriellem Abwasser u. dgl., mit einer im Bereich des Behälterbodens angeordneten Pumpe und einem an diese angeschlossenen Steigrohr.

Das Homogenisieren von Gülle, speziell jener mit starken Sinkschichten, ist schwierig und aufwendig. Das Ausbringen der Gülle ist nur dann möglich, wenn der Rührvorgang während der ganzen Ausbringzeit erfolgt und die Sinkschicht ständig in Schwebe gehalten wird. Am Markt sind sehr aufwendige und teure Lösungen bekannt, wie beispielsweise Mixer, welche an einen Traktor angeschlossen werden. Diese weisen eine sehr geringe Reichweite auf und erfordern einen hohen Energieeinsatz.

Darüber hinaus muß die Güllegrube versenkt sein und von mehreren Seiten mit dem Traktor angefahren werden. Weiters sind Mixer bekannt, welche an einem Frontlader angeordnet werden, um in einem Hochbehälter rühren zu können. Allerdings sind derartige Geräte sehr schwierig zu hantieren. Auch weisen sie, wie schon die oben genannten Mixer, eine geringe Reichweite auf und die Grube muß von mehreren Seiten angefahren werden. Es sind auch beispielsweise in der Grube fix installierte Rührflügelmixer bekannt, welche allerdings ebenfalls geringe Reichweite und hohen Energiebedarf haben. Im Einsatz stehen auch Pumpen mit Rührdüse, deren Nachteil ebenfalls geringe Reichweite, hohen Energieeinsatz als auch beim Rührvorgang eine Person benötigen, welche die Richtung des Rührstrahles verändert. Bei offenen Gruben ist eine Betätigung vom Grubenrand aus erforderlich.

Auch die in Verwendung stehenden bekannten Propellermixer sowie Rührdüsenkombinationen weisen oben genannte Nachteile auf.

Weiters sind oft aufwendige Gestänge und Mechanismen zum Betrieb dieser Geräte erforderlich.

Weiters ist noch die Verwendung eines durch die Grubenwand geführten Horizontalmixers bekannt. Dieser wiederum ist an einen Traktorangeschlossen und hat einen hohen Energiebedarf. Bei Verwendung dieses Systems treten auch Abdichtungsprobleme in der Grubenwand auf, es hat nur geringe Reichweite und Reparaturen sind nur bei leerer Grube möglich.

Alle oben beschriebenen Systeme machen zwar unter Berücksichtigung deren Nachteile ein Ausbringen der Gülle möglich, verändern jedoch negative Eigenschaften der Gülle selbst, wie beispielsweise Geruchsbelästigung, schlechte Pflanzenverträglichkeit, Entstehen von Gülleunkraut, Krankheitskeime, Futterverschmutzung usw., überhaupt nicht. Um der Gülle einen höheren biologischen Wert zu geben, und eine Geruchsverminderung, leichtere Anwendbarkeit, raschere Nutzung von Weiden usw. zu erzielen, werden Güllebelüftungssysteme eingesetzt. Es sind Oberflächenbelüfter bekannt, bei denen über ein Schaufelrad Gülle angesaugt und über die Behälteroberfläche mehr oder weniger fein verteilt wird. Damit wird eine Luftanreicherung bewirkt, wobei, vor allem in der wärmeren Jahreszeit, eine stärkere Verdunstung und ein Entweichen von NHj gegeben ist. Bei geringer Eintauchtiefe des Schaufelrades ist zwar ein höherer Lufteintrag, jedoch ein geringerer Mischeffekt gegeben. Bei größerer Eintauchtiefe steigt zwar der Homogenisierungseffekt, dafür nimmt der Sauerstoffeintrag ab. Es tritt also im wesentlichen eine geringe Vermischung ein und es ist ein zusätzliches Aufbereiten vor dem Ausfahren notwendig. Dieser Oberflächenbelüfter ist bei geschlossenen Gruben nicht einsetzbar.

Neben den Oberflächenbelüftern sind Druckbelüfter bekannt, welche Drucklufterzeuger, wie Kompressoren, und am Grubenboden angeordnete Luftverteilersysteme umfassen. Mit diesen Druckbelüftem wird allerdings nur ein grobblasiger Sauerstoffeintrag erzielt, was zu einer mangelnden Verteilung der Gülle führt, da größere Mengen Luft an Stellen des geringsten Widerstandes entweichen. Es besteht auch die Gefahr der Verstopfung der Verteilerelemente. Weitere Nachteile sind eine, speziell bei bereits in Betrieb befindlichen Güllegruben, aufwendige Montage als auch die Notwendigkeit von zusätzlichem Aufbereiten der Gülle vor dem Ausfahren. Weiters sind Saugbelüfter bekannt, bei welchen von außen angesaugte Luft mehr oder weniger tief in die Gülle eingebracht wird. Saugbelüfter werden in Oberflursysteme und Unterflursysteme unterteilt und bringen bei kleineren Gruben gute Ergebnisse. Für größere Gruben müßten allerdings, um erstrebenswerte Ergebnisse zu erzielen, mehrere solcher Anlagen installiert werden, wodurch der Aufwand erheblich steigen würde.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine wie im Oberbegriff genannte Einrichtung vorzusehen, welche die oben genannten Nachteile beseitigt und auch für größere Behälter eine wirtschaftliche Lösung hinsichtlich geringster Betriebs- und Anschaffungskosten bietet

Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, daß die Pumpe über das Steigrohr mit einer um eine zentral im Behälter angeordnete, lotrechte Achse drehbaren Einheit zum Verteilen der Gülle, des industriellen Abwassers und dgl. im Behälter verbunden ist, und daß die drehbare Einheit eine Belüftungsvorrichtung sowie verdrehbare Austrittsöffnungen für die Gülle, das industrielle Abwasser u. dgl. umfaßt, wobei der Antrieb der drehbaren Einheit durch den Impuls der ausströmenden Gülle, des industriellen Abwassers u. dgl. erfolgt. Ein anderes Merkmal der Erfindung ist es, daß die drehbare Einheit einen mit dem Steigrohr drehbar verbundenen Verteiler mit vorzugsweise mindestens zwei sich in horizontaler Richtung erstreckenden Leitungen umfaßt, daß die Leitungen unterschiedliche Längen aufweisen, wodurch bei Rotation der drehbaren Einheit um die Achse unterschiedlich große Kreise umfahren werden und daß zwei Leitungen vorgesehen sind, wobei die kürzere Leitung der drehbaren Einheit einen Ausgleichsbehälter sowie Ausgleichsgewichte umfaßt. Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es, daß die drehbare Einheit zwei, an je eine der Leitungen anschließende, lotrecht in den Behälter weisende Injektoibelüfter umfaßt. Ein anderes, weiteres Merkmal der Erfindung ist es, daß jeder Injektorbelüfter über einen Drehteil mit einem lotrecht in den Behälter weisenden Tiefenrohr verbunden ist, welches an seinem Ende die -2-

AT 392 055 B verdrehbare Austrittsöffnung aufweist, und daß der Drehteil mit einem über den oberen Behälteirand ragenden, von außen betätigbaren Gestänge verbunden ist, mittels welchem der Drehteil verdrehbar ist, wodurch auch die Austrittsöffnung verdreht wird. Nach einer anderen Ausführung ist der Verteiler über dem oberen Behälterrand angeordnet und die Drehachse erstreckt sich vom Verteiler bis zum Behälterboden. Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es, daß die Drehachse mit der drehbaren Einheit über Abstrebungen und mit mehreren, vorzugsweise drei um 120° versetzten, am Beckenrand angeordneten Abspannmasten über Spannseile verbunden ist. Ein anderes Merkmal der Erfindung ist es, daß die drehbare Einheit am Behälterboden angeordnet ist. Ein anderes, weiteres Merkmal der Erfindung ist es, daß der Verteiler von einem Gehäuse ummantelt ist, und daß vom Gehäuse weg Luftleitungen sowohl zu an der drehbaren Einheit angeordneten Belüftungsköpfen als auch an die Oberfläche geführt sind. Ein anderes Merkmal der Erfindung ist es, daß die Austrittsöffnungen zwei, einen flachen und breiten Austrittsstrahl bildende Flachteller umfaßt.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es, daß die drehbare Einheit im Bereich der Austrittsöffnungen eine Spülöffnung umfaßt, wobei die Austrittsrichtungen der beiden Öffnungen einander im wesentlichen gegenüberliegen. Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es, daß die Pumpe am Behälterboden angeordnet ist. Ein anderes weiteres Merkmal der Erfindung ist es, daß die Pumpe in einer externen Pumpenkammer angeordnet ist. Ein abschließendes Merkmal der Erfindung ist es, daß die Pumpe über eine externe Steuerung bedienbar ist.

Die Erfindung wird nun nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der angeschlossenen Zeichnung näher beschrieben.

Es zeigen Fig. 1 die erfindungsgemäße Einrichtung; Fig. 2 eine Austrittsöffnung der erfindungsgemäßen Einrichtung; und Fig. 3 bis 6 unterschiedliche Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Einrichtung.

In einem mit Gülle gefüllten Behälter befindet sich eine am Behälterboden angeordnete Pumpe (1), welche mit einer von außen bedienbaren Steuerung (2) verbunden ist. Die Steuerung (2) schaltet die Pumpe (1) entsprechend frei einstellbaren Zyklen ein. Der Güllestrom bewegt sich bei Betrieb der Pumpe durch die Steigleitung (3) zu einem Verteiler (4), welcher die Verbindung zwischen dem unbeweglichen Steigrohr (3) und der drehbaren Einrichtung bildet, wobei die drehbare Einrichtung in diesem Bereich die sich in horizontaler Richtung erstreckenden Leitungen (19,20) umfaßt. Der Güllestrom verteilt sich also vom Steigrohr kommend, über den Verteiler (4) in die Leitungen (19,20). An diese Leitungen schließen die Injektorbelüfter (6) und (7) an. Der erforderliche Staudruck der Injektordüsen sorgt dafür, daß die Leitungen (19,20) bei Betrieb gefüllt bleiben. Es können aber auch die Leitungen (19, 20) oder ebenso die Steigleitung (3) direkt mit Anschlußstellen für Druckluft versehen sein; je nach Bedarf und Anwendungsfall kann die Druckluft durch ein anderes geeignetes gasförmiges Druckmedium ersetzt werden.

Die mit Luft im Injektor (6) und (7) angereicherte Gülle fließt durch ihr Eigengewicht durch das mit dem Injektor (6,7) über einen drehbaren Auslauf (8a, 8b) verbundene Tiefenrohr (9a, 9b) und die an deren Enden angeordneten Austrittsöffnungen (10a, 10b) in den Behälter. Die Austrittsöffnungen (10a, 10b) sind mit zwei Flachteller (RI) versehen (Fig. 2), die für einen flachen und breiten Güllestrahl sorgen. Zeigen nun die Austrittsöffnungen (10a, 10b) in einander entgegengesetzte Richtungen, so beginnt sich der gesamte Aufbau entweder im Uhrzeigersinn oder entgegengesetzt auf Grund der auftretenden Strömung, welche einen Impuls verursacht, um die vertikale Achse (5) zu drehen, wobei sich die vertikale Achse (5) einerseits unten, am Behälterboden abstützt und anderseits oben durch drei Spannseile (16), welche vom Verteiler (4) weg zu drei um 120° versetzte, am Behälterrand angeordnete Abspannmaste (15) führen, in vertikaler Richtung gehalten wird.

Des weiteren dienen zur Stützung des Aufbaues noch weitere Abstrebungen (11,12,13,14), welche vom unteren Teil der Achse (5) im wesentlichen zu den Enden der Leitungen (19,20) führen. Jeder drehbare Auslauf (8a, 8b) ist mit einem aus dem Behälter führenden Betätigungsgestänge (21a, 21b) verbunden, über welches die Austrittsrichtung des Mediums aus den Austrittsöffnungen (10a, 10b) reguliert werden kann. Durch diese konstruktive Lösung kann ein Verdrehen der Austrittsöffnungen (10a, 10b) auch bei gefülltem Behälter erfolgen.

Werden beide Austrittsöffnungen (10a, 10b) genau in Bewegungsrichtung eingestellt, so kann die maximale Geschwindigkeit erreicht werden, wobei diese allerdings auch vom Füllstand des Behälters abhängt. Zur Erzeugung einer optimalen Strömung und eines gleichmäßigen Sauerstoffeintrages über den gesamten Behälterquerschnitt bedarf es einer optimalen Drehgeschwindigkeit, die durch Verdrehen der Austrittsöffnungen (10a, 10b) erzielt wird.

Laufen die Austrittsöffnungen bei sehr dicker Gülle oder festen Sinkschichten auf Widerstand, bleibt die drehbare Einrichtung zwar vorerst stehen (da kein mechanischer Antrieb erfolgt, besteht allerdings auch keine Bruchgefahr), die Austrittsöffnungen spülen sich aber auf Grund der im Auslaufbogen der Austrittsöffnungen (10a, 10b) entgegenwirkenden Spülöffnung (R3) wieder frei und die drehbare Einheit dreht sich weiter (Fig. 2).

Weiters zeigt Fig. 1, daß die Austrittsöffnung (10a) einen großen Kreis und die Austrittsöffnung (10b) einen kleinen Kreis um die lotrechte Achse (5) befahren. Auf diese Weise ist es in Verbindung mit der durch die Flachteller gebildeten Düse (R2) möglich, pro Umdrehung einen kompletten Sauerstoffteppich über den gesamten Behälterquerschnitt zu legen. Es hat sich gezeigt, daß durch Belüftung im Intervall eine optimale Wirkung und Wirtschaftlichkeit erreicht wird.

Um die unterschiedlich langen Arme in Balance zu halten, sind für den Leerzustand Ausgleichsgewichte (18) -3-

Claims

AT 392 055 B und im Betriebszustand Ausgleichsbehälter (17) vorgesehen. Das leere System wird durch die Ausgleichsgewichte (18) und das gefüllte System (bei Betrieb) durch den Ausgleichsbehälter (17), der sich bei Betrieb füllt, ausgewogen. Weitere Ausführungen, beispielsweise mit einem Injektor, mit drei (Sternausführung), vier (Kreuzausführung) oder mehreren Injektoren oder durch andere Aufbauten erzeugte Drehbewegungen sind selbstverständlich Inhalt vorliegender Erfindung. Ebenso ist die Behälterform und die Behältergröße frei wählbar. Fig. 3 zeigt, daß die Einrichtung auch in ein komplettes, sogar bereits bestehendes Gülleentsorgungssystem eingegliedert werden kann. Hier steht die Pumpe (1) in der Vorgrube und an die Steigleitung (3) sind Abzweigungen, wie Faßfülleitung (25), Umspülleitung (26) sowie Rührdüse (27) angeschlossen, wobei vorzugsweise gegebenenfalls auch in der Hauptgrube eine Spülleitung (26a) mit einer Düse (27a) angeordnet ist. Durch diese Kombinationsmöglichkeit wird die Einrichtung Teil eines wirtschaftlichen Entsorgungssystems. Weitere Anschlüsse oder Kombinationen sind möglich. Ebenso beschränkt sich der Einsatz nicht ausschließlich auf Gülle, sondern kann in der Kläranlagentechnik, Gewässerbelüftung usw. Verwendung finden. Nachstehend werden weitere, der Erfindung dienliche Varianten aufgezeigt. Fig. 4 zeigt die drehbare Einheit auf einen Träger (30) aufgebaut, der auf Rollen oder ähnlichen Bauteilen (31) am Behälterrand (32) entlang fährt. Fig. 5 zeigt, daß die am kürzeren Arm angebrachte Austrittsöffnung (10b) um die Vertikalachse (33), im Drehlager (34) frei drehbar ist und sich bei Betrieb um diese Achse (33) dreht Die Drehung des ganzen Systems erfolgt durch die Austrittsöffnung (10a) am langen Arm. Fig. 6 zeigt eine Anordnung der drehbaren Einheit am Behälterboden. Der Verteiler (4) ist von einem Gehäuse (36) ummantelt, von dem aus die Luftleitung (37) ins Freie und Luftleitungen (38) und (39) zu den Belüftungsköpfen führen. Die Drehbarkeit des Systems ist, wie beschrieben, durch den Impuls des aus den beiden Austrittsöffnungen (10a) und (10b) austretenden Mediums gegeben. Bei konstantem Füllstand des Behälters könnten die Luftleitungen (38) und (39) auch direkt an die Oberfläche geführt und dort mittels Schwimmer gehalten werden. PATENTANSPRÜCHE 1. Einrichtung zum Rühren, Homogenisieren und Belüften von in einen Behälter eingebrachter Gülle, industriellem Abwasser u. dgl., mit einer im Bereich des Behälterbodens angeordneten Pumpe und einem an diese angeschlossenen Steigrohr, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (1) über das Steigrohr (3) mit einer um eine zentral im Behälter angeordnete, lotrechte Achse (5) drehbaren Einheit zum Verteilen der Gülle, des industriellen Abwassers u. dgl. im Behälter verbunden ist, und daß die drehbare Einheit eine Belüftungsvorrichtung sowie verdrehbare Austrittsöffnungen (10a, 10b) für die Gülle, das industrielle Abwasser od. dgl. umfaßt, wobei der Antrieb der drehbaren Einheit durch den Impuls der ausströmenden Gülle, des industriellen Abwassers u. dgl. erfolgt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Einheit einen mit dem Steigrohr (3) drehbar verbundenen Verteiler (4) mit mindestens einer sich in horizontaler Richtung erstreckenden Leitung (19, 20) umfaßt.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (19, 20) unterschiedliche Längen aufweisen, wodurch bei Rotation der drehbaren Einheit um die Achse (5) unterschiedlich große Kreise umfahren werden.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Leitungen (19, 20) vorgesehen sind, wobei die kürzere Leitung (20) der drehbaren Einheit einen Ausgleichsbehälter (17) sowie Ausgleichsgewichte (18) umfaßt.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Einheit mindestens einen, die Leitung (19, 20) anschließenden, vorzugsweise lotrecht in den Behälter weisenden Injektorbelüfter (6, 7) umfaßt. -4- AT 392 055 B
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Injektorbelüfter (6, 7) über einen Drehteil (8a, 8b) mit einem lotrecht in den Behälter weisenden Tiefenrohr (9a, 9b) verbunden ist, welches an seinem Ende die verdrehbare Austrittsöffnung (10a, 10b) aufweist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehteil (8a, 8b) mit einem über den oberen Behälterrand ragenden, von außen betätigbaren Gestänge (21a, 21b) verbunden ist, mittels welchem der Drehteil verdrehbar ist, wodurch auch die Austrittsöffnung (10a, 10b) verdreht wird.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler (4) über dem oberen 10 Behälterrand angeordnet ist und daß sich die Drehachse (5) vom Verteiler (4) bis zum Behälterboden erstreckt.
9. Einrichtung nach Anbruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (5) mit der drehbaren Einheit über Abstrebungen (11,12,13,14) und mit mehreren, vorzugsweise drei um 120° versetzten, am Beckenrand angeordneten Abspannmasten (15) über Spannseile (16) verbunden ist 15
10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Einheit am Behälterboden angeordnet ist
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler (4) von einem Gehäuse (36) 20 ummantelt ist, und daß vom Gehäuse weg Luftleitungen (37, 38, 39) sowohl zu an der drehbaren Einheit angeordneten Belüftungsköpfen als auch an die Oberfläche geführt sind.
12. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (10a, 10b) zwei, einen flachen und breiten Austrittsstrahl bildende Flachteller (RI) umfaßt. 25
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Einheit im Bereich der Austrittsöffnungen (10a, 10b) eine Spülöffnung (R3) umfaßt, wobei die Austrittsrichtungen der beiden Öffnungen einander im wesentlichen gegenüberliegen.
14. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (1) am Behälterboden angeordnet ist.
15. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe in einer externen Pumpenkammer angeordnet ist. 35
16. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe über eine externe Steuerung (2) bedienbar ist. 40 Hiezu 6 Blatt Zeichnungen -5-