<Desc/Clms Page number 1>
Vast-bedlichaamsblok en bijbehorend vast-bedlichaam
De uitvinding heeft betrekking op een vast-bedlichaamsblok voor de biologische afvalwaterbehandeling, bestaande uit verscheidene, met elkaar verbonden, in alle richtingen van het coördinatensysteem doorstroombare, in hoofdzaak buisvormige elementen uit een materiaal, waarvan het specifieke gewicht onder dat van water ligt.
Een dergelijk vast-bedlichaamsblok, hierna blok genoemd, is reeds lang bekend. Deze dient als aangroeioppervlak voor micro-organismes in een, in het algemeen beluchte biologische kamer van een reinigingsinrichting. Verscheidene blokken worden tot een vast-bedlichaam van een gewenste grootte samengesteld. Men spreekt in dit geval ook wel van een volledig doorstroomd vastbed. Om deze "volledige doorstroombaarheid" voor het te behandelen afvalwater evenals de eventueel toegevoerde lucht (zuurstof) zeker te stellen, wordt het blok gewoonlijk door met elkaar verbonden buisvormige elementen gevormd die op hun manteloppervlak talrijke openingen omvatten. Daarbij worden overwegend buizen met netvormige gestructureerde manteloppervlakken gebruikt.
De buizen bestaan, om de gewenste aangroei van micro-organismes te bevorderen, gewoonlijk uit kunststof, bijvoorbeeld polyethyleen. Naast elkaar liggende buizen zijn met elkaar bijvoorbeeld door lassen verbonden.
Vastlichaamblokken, respectievelijk vast-bedlichamen van de genoemde techniek, zijn in de techniek geschikt gebleken. Een probleem bij de werkwijze voor de vervaardiging ervan bestaat echter daarin dat in de handel verkrijgbare blokken uit een materiaal zoals het genoemde polyethyleen bestaan waarvan het specifieke gewicht onder dat van water ligt zodat de blokken, respectievelijk het gehele vast-bedlichaam, de neiging heeft om te gaan drijven.
Wat dit betreft zijn reeds verschillende voorstellen gedaan om de blokken naar onderen te houden.
<Desc/Clms Page number 2>
DE-C-43. 36. 787 beschrijft een uitgebreid framenetwerk voor het fixeren van een vast-bedlichaam.
In DE-U-298. 01. 304 wordt beweerd dat het bekend is om balken loodrecht over de bovenzijde van het vastbedlichaam te leggen, die buiten met een kader zijn verbonden, dat wederom door stangvormige neerhouders met een oplegger voor het vast-bedlichaam is verbonden. Hierbij is het een nadeel dat de balken een aanzienlijk deel van de kopse zijde van de bovenste blokken afdekken.
In het genoemde gebruiksmodel wordt derhalve voorgesteld om de neerhouders zodanig uit te voeren dat deze aan de vrije kopse zijden van een bovenkant van het vast-bedlichaamvormende blokken, afsteunen. Een vrijwel gelijke oplossing wordt voorgesteld in DE-U-298. 12. 564.
Daartoe worden stangen door het vast-bedlichaam geleid die aan het einde uit het vast-bedlichaam steken. Aan de naar beneden via het vast-bedlichaam uitstekende gedeelten worden de stangen aan de oplegger voor het vast-bedlichaam verankerd. Aan hun naar boven toe, via het vast-bedlichaam uitstekende gedeelten, zijn de stangen met schotels of dergelijke uitgevoerd die op naastliggende buizen van hetzelfde blok afsteunen. In tegenstelling tot de hiervoor genoemde uitvoeringsvorm met opliggende balken, waarbij het vastbedlichaam naar onderen wordt gedrukt, wordt het vastbedlichaam hier dus naar beneden toe getrokken en overeenkomstig gefixeerd.
Een nadeel bij deze uitvoeringsvorm is het dat de neerhouders door het vast-bedlichaam heen lopen en derhalve de vrije doorstroombaarheid van het vast-bedlichaam nadelig beïnvloeden. Indien de neerhouder, zoals in deze gebruiksmodellen voorgesteld, door "zwikken" tussen naast elkaar liggende buizen wordt geleid, dan wordt de effectieve doorsnede van deze zwikken door de neerhouders zodanig verminderd dat in dit gedeelte van het vaste bed verstoppingen vanwege de groeiende micro-organismes (het zogenaamde biologische gazon) kunnen optreden. Bovendien is het convectioneren van een dergelijk vast-bedlichaam moeilijk, met name vanwege de dringend
<Desc/Clms Page number 3>
noodzakelijke verankering van de neerhouders onder het-vaste bedlichaam aan een bijbehorende oplegger.
De uitvinding heeft derhalve tot doel om een vast-bedlichaamsblok evenals een bijbehorend vast-bedlichaam te verschaffen die ook bij toepassing van een materiaal waarvan het specifieke gewicht lager is dan dat van water, zonder uitgebreide verankering niet in het afvalwater naar boven toe drijft.
De uitvinding is nu gebaseerd op het feit dat dit doel op verbluffend eenvoudige wijze kan worden verkregen wanneer een vast-bedlichaamsblok naast (conventionele) in het bijzonder buisvormige elementen uit een materiaal waarvan het specifieke gewicht onder dat van water ligt, van ten minste een extra element wordt voorzien waarvan het specifieke gewicht zodanig is dat het specifieke gewicht van het gehele blok hoger ligt dan het specifieke gewicht van water.
Met andere woorden : het effect dat bij de in de techniek bekende uitvoeringsvorm met opliggende balken wordt verkregen, namelijk dat het vastlichaamsblok naar onderen toe (in de richting van de bodem van een reinigingsinrichting) wordt gedrukt, wordt volgens de uitvinding bereikt door een specifieke uitvoeringsvorm van het vastlichaamsblok zelf.
Daardoor wordt niet slechts de noodzaak voorkomen om de genoemde balken neer te leggen, maar wordt ook voorkomen dat elke soort neerhouder moet worden toegepast die aan de oplegger voor het vast-bedlichaam of aan de bodem van de reinigingsinrichting moet worden bevestigd. Voor zover kunnen de vast-bedlichaamsblokken zonder verdere maatregelen tot een vast-bedlichaam worden samengesteld zonder dat het gevaar van omhoogdrijven bestaat.
Volgens een eerste uitvoeringsvorm wordt voorgesteld het extra element (waarbij deze omschrijving gelijktijdig verscheidene extra elementen omvat) in hoofdzaak gelijk aan de overige elementen uit te voeren. Indien de elementen bijvoorbeeld uit de hiervoor genoemde polyethyleen-netbuizen bestaan, dan kan het extra element bijvoorbeeld uit een metalen buis met een netachtig gestructureerd oppervlak, respectievelijk een oppervlak met talrijke openingen, bestaan. De meta-
<Desc/Clms Page number 4>
len buis is vanwege zijn specifieke gewicht aanzienlijk zwaarder dan de kunststof-netbuizen en zorgt er derhalve voor dat het blok ook zwaarder wordt en wel zo zwaar dat deze in een afvalwater niet meer naar boven kan drijven.
Hierbij vindt de keuze van het materiaal voor het extra element, respectievelijk het aantal van de noodzakelijke extra elementen, plaats overeenkomstig het eerdere doel, d. w. z. afhankelijk van het materiaal van de overige elementen en de grootte van het blok.
In het eenvoudigste geval vervangt het genoemde extra element een overeenkomstig (conventioneel) element. Hierdoor wordt de opbouw en de geometrie van het blok niet veranderd. Slechts een of verscheidene elementen worden door een of verscheidene extra elementen vervangen.
Terwijl voor de elementen in het bijzonder kunststofmateriaal zoals polyethyleen geschikt is, kan het extra element uit een metalen materiaal zoals edelstaal bestaan.
Het materiaal voor het extra element wordt uiteraard gekozen uit die groepen van materialen die in een afvalwater van een reinigingsinrichting met name goed bestand zijn tegen corrosie, maar anderzijds ook de gewenste aangroei van microorganismes mogelijk maken.
Eventueel kan het extra element uit een hol lichaam van kunststof of metaal bestaan dat met een materiaal van een hoog specifiek gewicht ten minste gedeeltelijk gevuld is. Een dergelijk materiaal met een hoog specifiek gewicht kan bijvoorbeeld beton zijn. Daarbij is het beton door het materiaal van het omgevende holle lichaam tegen corrosie beschermd. Het materiaal van een hoog specifiek gewicht kan voor het aanpassen aan bepaalde bedrijfsomstandigheden van de reinigingsreactor worden aangepast.
Om de volledige doorstroombaarheid van het vaste bed niet te beïnvloeden kan het holle lichaam bijvoorbeeld een buisvorm omvatten waarbij slechts een of verscheidene delen met een gesloten wand (en een gesloten bodem en deksel) zijn uitgevoerd waarin zich het materiaal met een hoog specifiek gewicht bevindt, terwijl de overige delen weer zijn uitgevoerd met open manteloppervlakken.
<Desc/Clms Page number 5>
Het beschreven effect en in het bijzonder een-gelijkmatige gewichtsverdeling, met betrekking tot het vastlichaamsblok, wordt daardoor ondersteund wanneer verscheidene extra elementen symmetrisch ten opzichte van elkaar zijn geplaatst. Daarbij kunnen de extra elementen bijvoorbeeld in de hoekgedeeltes zijn aangebracht.
Bij deze uitvoeringsvorm kan een vastlichaamsblok eerst in hoofdzaak op conventionele manier en wijze worden vervaardigd waarbij slechts de vier in de hoeken geplaatste elementen (bijvoorbeeld netbuizen) worden weggelaten. Op deze overeenkomstige posities kunnen de extra elementen op eenvoudige wijze worden aangebracht, bijvoorbeeld door verkleven, klemmen of iets dergelijks.
Voor zover kunnen de extra elementen met de naastliggende elementen op in hoofdzaak dezelfde manier en wijze worden verbonden als de elementen zelf.
Een andere mogelijkheid bestaat daarin het extra element in een element te hangen. Daartoe omvat het extra element aan zijn einden bijvoorbeeld een (kleine) rondom lopende flens, die op delen van de bovenste rand van naastliggende elementen (in het bijzonder netbuizen) ligt. Ook in dit geval dient het extra element uiteraard een doorbroken oppervlak te omvatten om een volledige doorstroombaarheid voor het afvalwater in alle richtingen van het coördinatensysteem mogelijk te maken.
Zoals hiervoor reeds is vermeld, is het bekend om verscheidene blokken, die meestal vierkante vormen omvatten, te convectioneren tot een compleet vastbed (vast-bedlichaam).
Vanwege de beschreven uitvoeringsvorm van een vast-bedlichaamsblok is het weliswaar voldoende om de blokken naast elkaar en op elkaar te leggen. Het is echter voordelig, in het bijzonder om boven elkaar geplaatste blokken ook met elkaar te verbinden, om zodoende een horizontale verschuifbaarheid van een blok ten opzichte van een naastliggend blok onmogelijk te maken.
Hiertoe wordt een uitvoeringsvorm voorgesteld waarbij het extra element naar onderen toe voorbijsteekt aan de overige elementen. Op deze manier kan het extra element van
<Desc/Clms Page number 6>
het overeenkomstige blok in een naar onderen geplaatst-blok worden gestoken. Hiertoe wordt het uitstekende gedeelte van het extra element bijvoorbeeld uitgevoerd met een dwarsdoorsnede die kleiner is dan de dwarsdoorsnede van het element (of het extra element), waarin het extra element dient te worden gestoken.
Een andere mogelijkheid bestaat daarin om het overeenkomstige corresponderende element of extra element van het daaronder liggende blok op afstand van het bovenste kopse vlak van het blok te plaatsen zodat een overeenkomstige ruimte voor opname van het uitstekende uiteinde van het genoemde extra element ter beschikking staat.
Een verdere uitvoeringsvorm stelt voor dat ten minste drie extra elementen worden voorzien die naar onderen toe aan de elementen voorbij steken. De uitstekende delen van de
EMI6.1
extra elementen kunnen in dit geval de functie van gers"overnemen. Voor zover betreft deze uitvoeringsvorm in de genoemde toepassing blokken in het onderste deel van een vast-bedlichaam. De naar onderen toe uitstekende delen van de extra elementen kunnen daarbij op de bodem of een oplegger van de reinigingsinrichting worden gebracht, waarbij het uitstekende deel van de extra elementen zodanig worden gekozen dat in de overeenkomstige vrije ruimte behorende beluchtingsinrichtingen kunnen worden geplaatst.
De stabiliteit kan daarbij worden verhoogd wanneer de vrij aanwezige delen van de extra elementen zijn voorzien van een voet.
In het bijzonder wanneer de extra elementen in een element worden gehangen, kunnen deze met een flens zijn uitgevoerd die onder het naastliggende element grijpt, om zo een zekere positionering in een blok te verschaffen.
De extra elementen, met name wanneer deze uit een metaal bestaan, kunnen aan hun bovenste vrije uiteinde een transporthaak omvatten. In dit geval kan een bijbehorend blok of een reeds voor-geconvectioneerd vast-bedlichaam met behulp van een kraaninrichting in een reinigingsinrichting worden geplaatst of hieruit worden weggenomen.
<Desc/Clms Page number 7>
Al naar gelang de uitvoeringsvorm van de blokken kan het voldoende zijn om slechts de bovenste delen van een vast-bedlichaam uit vast-bedlichaamsblokken van de genoemde techniek uit te voeren. Daarbij kan ervoor worden gezorgd dat de gewichtsverhoging door het extra element zodanig is dat ook het opdrijven van de daaronder geplaatste blokken op zekere wijze kan worden tegengegaan.
De blokken van een vast-bedlichaam kunnen ook op andere dan hiervoor beschreven manier en techniek onder elkaar worden verbonden, bijvoorbeeld met behulp van klemmen of dergelijke.
Het bijzondere voordeel van de uitvinding ligt daarin dat voor het zekere positioneren van een vast-bedlichaam in een reinigingsinrichting geen bijzondere montagewerkzaamheden noodzakelijk zijn, en waarbij met name de plaatsing van neerhouders of opleglichamen wordt voorkomen. Daardoor worden niet alleen de montagetijd verminderd, maar ook de kosten.
Verdere kenmerken van de uitvinding blijken uit de kenmerken van de volgconclusies evenals de overige bijgevoegde beschrijving.
De uitvinding wordt hierna aan de hand van verschillende uitvoeringsvoorbeelden nader beschreven.
Fig. 1 toont een bovenaanzicht van een eerste uitvoeringsvorm van een vast-bedlichaamsblok.
Fig. 2 toont een bovenaanzicht van een tweede uitvoeringsvorm van een vast-bedlichaamsblok.
Fig. 3 toont een perspectivisch aanzicht, gedeeltelijk in uitsnede, van een uit twee vast-bedlichaamsblokken bestaand vast-bedlichaam.
In de figuren zijn dezelfde of overeenkomstige bouwdelen met dezelfde verwijzingscijfers aangeduid.
Fig. 1 toont een bovenaanzicht van een vastbedlichaamsblok volgens de uitvinding die het verwijzingscijfer 10 draagt.
Het blok 10 bestaat uit tien x tien buisvormige elementen 12, respectievelijk buisvormige extra elementen 14, die zoals uit het bovenaanzicht blijkt, in een ongeveer vier-
<Desc/Clms Page number 8>
kant grondvlak zijn aangebracht en het blok 10 in totaal een vierkante vorm verschaffen.
Het in fig. 1 weergegeven blok 10 omvat totaal vier extra elementen 14 die in de hoeken van het vierkant zijn aangebracht. Deze extra elementen 14 bestaan uit edelstaal en omvatten een manteloppervlak met talrijke openingen (doorbrekingen).
De overige (96) buisvormige elementen 12 bestaan uit polyethyleen en hebben een (op zich bekend) netvormig uitgevoerd manteloppervlak met talrijke openingen.
Terwijl de buisvormige elementen 12 over hun contactplaatsen ten minste gedeeltelijk zijn gelast, zijn de extra elementen 14 op hun contactplaatsen met naastliggende buisvormige elementen 12 hiermee verkleefd.
Vanwege de opname van vier (zware) extra elementen 14 heeft het blok 10 totaal een specifiek gewicht dat hoger is dan het specifieke gewicht van water (afvalwater).
In het kader van de uitvinding kunnen meer of minder dan vier extra elementen 14 in het blok 10 worden opgenomen, respectievelijk is het mogelijk de extra elementen 14 op andere plaatsen dan de weergegeven hoekdelen van het blok 10 aan te brengen. Eveneens kan het blok 10 een andere dan de weergegeven vierkante totale geometrie hebben.
Een voorbeeld hiervan wordt gegeven in fig. 2. Het blok 10 volgens fig. 2 bestaat uit een veelvoud van buisvormige elementen 12, analoog aan fig. 1, die overeenkomstig fig. 1 een netvormig gestructureerd manteloppervlak omvatten en met elkaar zodanig zijn verlast dat de gehele doorstroombaarheid van het blok behouden blijft.
Hierbij zijn de buisvormige elementen 12 zodanig uitgevoerd dat het blok 10 in totaal een cylindervormig omtreksoppervlak omvat.
In het buisvormige element 12 in het midden van het blok 10, dat zich overeenkomstig coaxiaal aan de middenlangsas van het blok 10 uitstrekt, is een extra element 14 uit edelstaal gehangen dat overeenkomstig het extra element 14 van fig. 1 een manteloppervlak met een veelvoud van uitspa-
<Desc/Clms Page number 9>
ringen- (openingen) omvat, zodat het extra element 14 in hoofdzaak een analoog uiterlijk heeft als de netbuizen 12.
Zoals in fig. 3 weergegeven omvat het extra element 14 volgens fig. 2 aan het bovenste vrije uiteinde een radiaal geplaatste flens 14f, die op de bovenste delen van de kopse vlakken van naastliggende buisvormige elementen 12 ligt en zodanig in het betreffende buisvormige element 12 wordt gehouden.
Ook in dit geval is het specifieke gewicht van het blok 10 in totaal hoger dan het specifieke gewicht van water.
Voor zover het blok 10 in een reactor wordt toegepast, die onder het blok 10 beluchtingsinrichtingen omvat, die een bijzonder intensieve luchtdoorstroming veroorzaken, kan het noodzakelijk zijn om meer extra elementen 14 in andere plaatsen van het blok 10 aan te brengen (bijvoorbeeld ook hier weer in te hangen), om het gewicht van het blok 10 in totaal te verhogen.
Alternatief kan erin worden voorzien om het extra element 14 volgens fig. 2 langs zijn lengterichting met zones uit te voeren die aan hun omtrek evenals aan de bodem-en dekselzijde, zijn gesloten en waarin een materiaal met een bijzonder hoog specifiek gewicht, bijvoorbeeld beton, is gebracht. Om de volledige doorstroombaarheid van het blok 10 eveneens te verzorgen, dienen de overeenkomstige zones aan de ene kant relatief klein te zijn en anderzijds dienen de tussen de zones geplaatste wandgedeeltes van het extra element 14 de genoemde uitsparingen (openingen) te omvatten.
Uiteraard kunnen ook de uitvoeringsvormen volgens de figuren 1 en 2 met elkaar worden gecombineerd.
Fig. 3 toont in perspectivisch aanzicht een uit twee vast-bedlichaamsblokken 10. 1, 10. 2 bestaand vast-bedlichaam 20, waarbij vanwege de betere zichtbaarheid het vastbedlichaam 20 slechts twee blokken 10. 1, 10. 2 omvat. In de praktijk wordt het vast-bedlichaam 20 uit zeer veel meer blokken opgebouwd, bijvoorbeeld drie, vier of vijf boven elkaar geplaatste lagen van telkens vijf tot tien blokken 10.
Het in fig. 3 voorste, rechte buisvormige element 12, is met zijn netachtig gestructureerde manteloppervlak 12m
<Desc/Clms Page number 10>
weergegeven. De andere buisvormige elementen 12 zijn overeenkomstig uitgevoerd en opnieuw ten minste aan hun einden met elkaar gelast.
Bij het uitvoeringsvoorbeeld volgens fig. 3 is een ongeveer in het midden geplaatst buisvormig element 12 door een extra element 14 vervangen, dat opnieuw een doorbroken (niet weergegeven) manteloppervlak omvat.
Het extra element 14 is los in het blok 10 gehangen, waartoe het, analoog aan fig. 2, met een bovenste flens 14f is uitgevoerd die op randgedeeltes van naastliggende buisvormige elementen 12 ligt. Een boven de flens 14f naar boven toe uitstekend gedeelte 14o van het extra element 14 is uitgevoerd met een horizentaal gat 18, die voor opname van een kraanhaak dient om het extra element en/of het extra blok 10. 1 en/of het extra bijbehorende vast-bedlichaam 20 op de gewenste positie te kunnen zetten of ook van een bepaalde positie te verwijderen.
Het extra element 14 volgens fig. 3 steekt uit onder het vast-bedlichaam 20 (deel 14u). Het deel 14u omvat een dergelijke lengte dat deze met zijn onderste uiteinde 14ue op een bodem van een reinigingsinrichting of een oplegger in een reinigingsinrichting kan worden geplaatst en derhalve gelijktijdig als oplegger (voet) voor het vast-bedlichaam 20 dient.
Voor het zekeren van het vast-bedlichaam 20 is het onderste gedeelte 14u van het extra element 14 voorzien van een buitenste schroefdraad, waarop een moer 20 kan worden geschroefd en wel zo ver dat de moer 20 tegen de onderzijde 20u van het vast-bedlichaam 20 aanligt, en wel bij voorkeur analoog aan de flens 14f op delen van naastliggende buisvormige elementen 12.
Op deze manier worden de blokken 10. 1, 10. 2 tegen elkaar tot een vast-bedlichaam 20 gefixeerd.
Om een zekere convectionering van het vast-bedlichaam 20 te bewerkstelligen, worden in de praktijk ten minste drie, bij voorkeur meer dan drie van de genoemde extra elementen 14 analoog aangebracht zodat in het totaal ten minste drie"opzetvoetjes"voor het vast-bedlichaam 20 worden verkregen.
<Desc/Clms Page number 11>
In de ruimte tussen het onderste uiteinde 14ue van het onderste deel 14u van het extra element 14 en de onderzijde 20u van het vast-bedlichaam 20 kunnen beluchtingsinrichtingen worden toegepast die het vast-bedlichaam 20 van onderen af van lucht voorzien.
De lucht stroomt dan net als het afvalwater door het vast-bedlichaam 20, waarbij lucht en water in alle richtingen van het coÌrdinatensysteem van het vast-bedlichaam 20 kunnen stromen.