CH362375A - Device for introducing at least one gas into a liquid - Google Patents

Device for introducing at least one gas into a liquid

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CH362375A
CH362375A CH362375DA CH362375A CH 362375 A CH362375 A CH 362375A CH 362375D A CH362375D A CH 362375DA CH 362375 A CH362375 A CH 362375A
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CH
Switzerland
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organs
brush
shaft
ventilation
liquid
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Application number
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German (de)
Inventor
Kornelis Prof Baars Johan
Muskat Josef
Original Assignee
Passavant Werke
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/12Activated sludge processes
    • C02F3/14Activated sludge processes using surface aeration
    • C02F3/18Activated sludge processes using surface aeration the aerator having a horizontal axis
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Description

  

  Vorrichtung zur Eintragung mindestens eines Gases in eine Flüssigkeit    Die Erfindung     beziät    sich auf eine Vorrichtung  zur Eintragung mindestens eines Gases in eine Flüs  sigkeit, welche eine in Rotation versetzbare     Well,    e  besitzt, auf der in     Längsrichtung    mindestens ein  Kamm angeordnet ist, wobei der Kamm aus einer  Anzahl von radial zur Welle verlaufenden Organen  besteht.  



  Es ist ein     Belüftungsrotor    (Bürste) zur     Abwas-          serreinigang    mittels Belüftung bekannt, der aus einer  umlaufenden Achse besteht, auf der in der     Ungs-          richtung    Kämme befestigt sind, wobei jeder Kamm  in eine Anzahl von sägeförmig     gezahnten    Organen  aufgeteilt ist.  



  Zweck der Erfindung ist u. a. einen Belüftungs  rotor zu erhalten, der eine höhere     Sauerstoffzufuhr-          kapazität    pro     Längeneinhelt    des Rotors hat als der  bekannte Rotor, wodurch also für ein bestimmtes       Sauerstoffeintragungsvermögen    weniger     bzw.    kleinere       Beläftungsrotoren    als bisher erforderlich und somit  die     Anschaffungs-,        Investierungs-    und Betriebsko  sten bedeutend niedriger sind.  



  Die     Anmelderin    hat erkannt, dass eine günstige  Verteilung und Auflösung der Gase im Wasser er  halten wird, wenn beim Bewegen solcher     Belüftungs-          organe    durch das Wasser möglichst viel Turbulenz  erzeugt wird und der Widerstand der Organe beim  Bewegen durch das Wasser möglichst gering ist.  



  überraschenderweise zeigte sich, dass es mög  lich ist,<B>je</B> verbrauchter Energiemenge eine viel     grös-          sere    Sauerstoffmenge mit einem Belüftungsrotor ins  Wasser einzutragen, wenn man     genfäss    der Erfin  dung das Verhältnis zwischen der Kopfbreite und  der     Fussbreite    der Organe zwischen den Werten<B>1 : 1</B>  und<B>5 :3</B> wählt.  



  Es wird bemerkt, dass bei der bekannten Bürste  das Verhältnis zwischen der Fläche des Spaltes zwi-         schen    zwei Organen und der Fläche der Organe das  selbe ist.  



  Wenn bei einer Bürste Organe mit einer grossen  Breite an dem Kopf verwendet werden, so soll dafür  gesorgt werden, dass bei Rotation der Bürste das  Wasser zwischen zwei Organen leicht passieren kann,  und dazu soll der Flächenbereich jedes Spaltes zwi  schen zwei Belüftungsorganen von etwa derselben  Grösse wie die Fläche jedes einzelnen der Belüf  tungsorgane sein.  



  Der günstige Effekt der Bürste kann noch ver  stärkt werden, indem man die Organe in den     aufein-          anderfolgenden    Kämmen, in der Richtung der Be  wegung gesehen, abwechselnd gegeneinander versetzt  auf der Welle anordnet.  



  Mit Vorteil<U>kann</U> eine Bürste als Belüftungsbürste  verwendet werden     in    einem. mit Wasser gefüllten Be  hälter, wobei sich Luft über dem Wasser befindet.  Wird die Bürste gedreht, so wird Sauerstoff in das  Wasser gebracht. Das Verhältnis zwischen dem ein  gebrachten Sauerstoff und der erforderlichen Ener  gie     (O.C./kWh,    wobei das     Sauerstoffeintragungsver-          mögen    mit     O.C.    und die erforderliche Energie mit       kWh,    bezeichnet wird) hängt u. a. ab von der Form  und den Abmessungen der Organe, der Grösse der  Räume zwischen den Organen, der Tourenzahl und  der     Eintauchtiefe.     



  Bemerkenswert ist der Zusammenhang zwischen  den erreichten     O.C.-Werten    und den Spalten zwi  schen den Organen. Bei schmalen Organen<B>(3</B> cm)  werden bei niedrigen Tourenzahlen um so höhere       O.C.-Werte    erreicht,<B>je</B> nachdem die Spalte schma  ler sind<B>;</B> bei höheren Tourenzahlen hingegen bei den  breiteren Spalten. Für die<B>5</B> cm breiten Organe gilt  dies ebenso, was die niedrigen Tourenzahlen betrifft,  für die höheren jedoch nicht mehr. Bei den Organen      von<B>7</B> cm ist dieser Zusammenhang auch bei niedri  gen Umlaufgeschwindigkeiten nicht mehr zu finden,  und die     O.C.-Werte    sind dann für alle untersuchten  Tourenzahlen einfach um so höher,<B>je</B> nachdem die  Spalte enger werden.  



  Auch die Energieverhältnisse zeigen ein sonder  bares Bild<B>;</B> bei zunehmender Breite der Organe wird  der Energieverbrauch bei kleineren Tourenzahlen im  Verhältnis höher<B>(3,5</B> und<B>7</B> cm Breite)<B>;</B> bei den hö  heren Tourenzahlen verbrauchen jedoch z. B. die  <B>7</B> cm breiten Organe weniger Energie als die von  <B>5</B> cm und diese letzteren wiederum etwa     ebensoviel     wie die Organe mit einer Breite von<B>3</B> cm.  



  Aus Proben geht hervor, dass bei hohen Tou  renzahlen relativ schmale Organe mit grösseren Spal  ten verwendet werden sollen; bei niedrigen Touren  zahlen jedoch breite Organe mit wenig Zwischen  raum, um das     Sauerstoffzufuhrvermögen    optimal und  ökonomisch zu halten. Für das     Eintragungsvermögen     spielt die Tourenzahl und die     Eintauchtiefe    eine  grosse Rolle.  



  Die Bürsten, die bis jetzt bei verschiedenen     Ein-          tauchtiefen    untersucht wurden, zeigten, dass die       #Ökonomiewerte    bei tieferem Eintauchen zuerst hö  her wurden, dann wieder zurückgingen<B>;</B> die optima  len Werte wurden bei<B>13</B> cm     Eintauchtiefe    gefunden,  bei einer Bürste mit einem Durchmesser von<B>50</B> cm.  



  Als     Bei-spiel    diene, dass mit einer     erfindungsge-          mässen    Vorrichtung und einer Belüftungsbürste mit  einem Durchmesser von<B>50</B> cm, bei einer Touren  zahl von<B>100</B> Umdrehungen pro Minute und einer       Eintauchtiefe    von<B>13</B> cm, wobei     Belüftungsorgane     mit einer Kopfbreite von<B>5</B> cm und einer Fussbreite  von<B>3</B> cm vorgesehen sind, während der gegenseitige  Abstand an dem Kopfende<B>3</B> cm beträgt und die Be  lüftungsorgane pro Kamm abwechselnd gegenein  ander versetzt angeordnet sind,

  <B>2800</B> Gramm Sauer  stoff<B>je</B> Meter Bürste<B>je</B> Stunde ins Wasser gebracht  werden (bei einer Sauerstoffkonzentration von  <B>0</B>     mg/1    bei     1011   <B>C</B> und<B>760</B> mm     Hg).    Das Verhältnis  zwischen dem eingebrachten Sauerstoff und der er  forderlichen Energie     (O.C./kWh)    beträgt hierbei etwa  <B>3700.</B>  



  Bei Organen mit einer Breite von<B>5</B> cm (Verhält  nis Kopfbreite: Fussbreite ist<B>1 : 1)</B> wird bei demsel  ben Bürstendurchmesser und Verhältnis zwischen  der Breite und dem Spalt, der gleichen     Eintauchtiefe     und Tourenzahl dieselbe Sauerstoffmenge<B>je</B> Energie  einheit, nämlich<B>3700</B>     g/kWh.    ins Wasser gebracht,

    während die Menge des eingebrachten Sauerstoffs  <B>3500 g je</B> in     Bürste/Stunde        beträgL     Mit einer Belüftungsbürste der bekannten Art  mit Organen mit     spitzzulaufenden    Enden und mit  einem Durchmesser von<B>50</B> cm kann bei einer Tou  renzahl von<B>100</B> Umdrehungen     prcy    Minute nur<B>1320</B>    Gramm Sauerstoff pro Meter Bürste ins Wasser ge  bracht werden bei derselben     Eintauchtiefe    der Bür  ste, während das genannte Verhältnis     O.C./kWh    hier  bei etwa<B>2800</B> beträgt.  



  Die Anwendung der erfindungsgemässen Vor  richtung mit Bürste beschränkt sich nicht auf das  Eintragen von Sauerstoff in Wasser. Sie kann auch  mit Vorteil für das Lösen eines beliebigen Gases in  eine Flüssigkeit benützt werden. Man kann die Vor  richtung gleichfalls verwenden, um ein in eine Flüs  sigkeit gelöstes Gas hieraus zu vertreiben, indem  man ein anderes Gas durch diese Flüssigkeit     ieitet.     



  In der Zeichnung ist beispielsweise eine Ausfüh  rungsform einer Belüftungsbürste einer Vorrichtung  nach der Erfindung dargestellt.  



  Hierin sind<B>.</B>  



       Fig.   <B>1</B> eine Ansicht in Längsrichtung       Fig.    2 ein Querschnitt nach der Linie     11-II    in       Fig.   <B>1.</B>  



  In     Fig.   <B>1</B> ist mit dem Bezugszeichen<B>1</B> eine rotie  rende Welle angedeutet, worauf in der Längsrichtung  Kämme 2 radial zur Welle angeordnet sind. Diese  Kämme 2 bestehen aus     Belüftu#ngsorganen   <B>3,</B> deren  Kopf breiter als der Fuss ist.  



  Die Befestigung der     Belüftungsorgane   <B>3</B> kann  z. B. geschehen mittels klemmender, im Durch  schnitt     trapezförmiger    Streifen 4 (in der     Fig.    2 an  gegeben), die in Längsrichtung auf der Welle<B>1</B> mit  Schraubenbolzen<B>5</B> befestigt sind. Das Verhältnis  zwischen der Kopfbreite und der Fussbreite der     Or-          "ane        a        liegt        zwischen        den        Werten   <B>1 : 1</B>     und   <B>5 :</B>     3.  



  Device for introducing at least one gas into a liquid The invention relates to a device for introducing at least one gas into a liquid which has a shaft that can be rotated and on which at least one comb is arranged in the longitudinal direction, the comb from a number of organs extending radially to the shaft.



  A ventilation rotor (brush) for wastewater cleaning by means of ventilation is known, which consists of a rotating axis on which combs are attached in the unidirectional direction, each comb being divided into a number of saw-shaped toothed organs.



  The purpose of the invention is u. a. To obtain a ventilation rotor that has a higher oxygen supply capacity per length unit of the rotor than the known rotor, which means that fewer or smaller ventilation rotors than before are required for a certain oxygen transfer capacity and thus the purchase, investment and operating costs are significantly lower .



  The applicant has recognized that a favorable distribution and dissolution of the gases in the water will be maintained if as much turbulence as possible is generated when such ventilation organs are moved through the water and the resistance of the organs when moving through the water is as low as possible.



  Surprisingly, it turned out that it is possible <B> for </B> the amount of energy consumed to introduce a much larger amount of oxygen into the water with an aeration rotor if, according to the invention, the ratio between the head width and the foot width of the organs is between selects the values <B> 1: 1 </B> and <B> 5: 3 </B>.



  It is noted that in the known brush the ratio between the area of the gap between two organs and the area of the organs is the same.



  If organs with a large width on the head are used in a brush, it should be ensured that the water can easily pass between two organs when the brush is rotated, and for this purpose the surface area of each gap between two ventilation organs should be approximately the same size be like the area of each of the ventilation organs.



  The beneficial effect of the brush can be further enhanced by arranging the organs in the successive combs, viewed in the direction of movement, alternately offset from one another on the shaft.



  With advantage <U> </U> one brush can be used as a ventilation brush in one. container filled with water, with air above the water. When the brush is turned, oxygen is brought into the water. The ratio between the oxygen introduced and the energy required (O.C./kWh, where the oxygen input capacity is designated with O.C. and the required energy with kWh) depends, among other things. a. from the shape and dimensions of the organs, the size of the spaces between the organs, the number of revolutions and the immersion depth.



  The relationship between the O.C. values achieved and the gaps between the organs is remarkable. In the case of narrow organs <B> (3 </B> cm), the higher the OC values, <B> depending </B> as the gaps are narrower, <B>; </B> with higher numbers of revolutions Tour numbers, however, in the wider columns. This also applies to the <B> 5 </B> cm wide organs with regard to the low number of revolutions, but no longer for the higher ones. In organs of <B> 7 </B> cm, this relationship can no longer be found even at low rotational speeds, and the OC values are then simply higher for all the number of revolutions examined, <B> each </B> after the crevices get narrower.



  The energy ratios also show a strange picture <B>; </B> as the width of the organs increases, the energy consumption is proportionally higher <B> (3.5 </B> and <B> 7 </B>) with smaller numbers of trips cm width) <B>; </B> with the higher number of revolutions however, e.g. For example, the organs <B> 7 </B> cm wide have less energy than those <B> 5 </B> cm and the latter in turn about as much as the organs <B> 3 </B> cm wide .



  Samples show that if there are high numbers of tourists, relatively narrow organs with larger gaps should be used; However, at low tours, wide organs with little space between them pay in order to keep the oxygen supply capacity optimal and economical. The number of revolutions and the depth of immersion play a major role in the registration capacity.



  The brushes that have so far been investigated at different immersion depths showed that the # economic values first increased with deeper immersion, then decreased again <B>; </B> the optimal values were <B> 13 < / B> cm immersion depth found with a brush with a diameter of <B> 50 </B> cm.



  Serve as an example that with a device according to the invention and a ventilation brush with a diameter of <B> 50 </B> cm, with a number of revolutions of <B> 100 </B> revolutions per minute and an immersion depth of <B> 13 </B> cm, with ventilation organs with a head width of <B> 5 </B> cm and a foot width of <B> 3 </B> cm being provided, while the mutual distance at the head end <B > 3 </B> cm and the ventilation organs per comb are alternately offset from one another,

  <B> 2800 </B> grams of oxygen <B> per </B> meter of brush <B> per </B> hour are brought into the water (with an oxygen concentration of <B> 0 </B> mg / 1 at 1011 <B> C </B> and <B> 760 </B> mm Hg). The ratio between the oxygen introduced and the energy required (O.C./kWh) is around <B> 3700. </B>



  For organs with a width of <B> 5 </B> cm (head width: foot width ratio is <B> 1: 1) </B> with the same brush diameter and ratio between the width and the gap, the same immersion depth and number of revolutions the same amount of oxygen <B> per </B> energy unit, namely <B> 3700 </B> g / kWh. brought into the water,

    while the amount of oxygen introduced is <B> 3500 g each </B> in brush / hour. With an aeration brush of the known type with organs with pointed ends and a diameter of <B> 50 </B> cm, a tou At a rate of <B> 100 </B> revolutions per minute, only <B> 1320 </B> grams of oxygen per meter of brush are brought into the water with the same immersion depth of the brush, while the above-mentioned ratio OC / kWh here is around < B> 2800 </B>.



  The use of the device according to the invention with a brush is not limited to the introduction of oxygen into water. It can also be used to advantage for dissolving any gas in a liquid. The device can also be used to expel a gas dissolved in a liquid therefrom by guiding another gas through this liquid.



  In the drawing, for example, a Ausfüh approximately form of a ventilation brush of a device according to the invention is shown.



  Here are <B>. </B>



       FIG. 1 shows a view in the longitudinal direction, FIG. 2 shows a cross section along the line 11-II in FIG. 1



  In Fig. 1, the reference symbol 1 indicates a rotating shaft, whereupon combs 2 are arranged radially to the shaft in the longitudinal direction. These combs 2 consist of ventilation organs <B> 3 </B> whose head is wider than the foot.



  The fastening of the ventilation elements <B> 3 </B> can, for. B. done by means of clamping, in average trapezoidal strips 4 (given in Fig. 2), which are fastened in the longitudinal direction on the shaft <B> 1 </B> with screw bolts <B> 5 </B>. The ratio between the head width and the foot width of the pattern a lies between the values <B> 1: 1 </B> and <B> 5: </B> 3.

 

Claims (1)

<B>PATENTANSPRUCH</B> Vorrichtung zur Eintragung mindestens eines Ga ses in eine Flüssigkeit, welche eine in Rotation ver setzbare Welle besitzt, auf der in Längsrichtung min destens ein Kamm angeordnet ist, wobei der Kamm aus einer Anzahl von radial zur Welle verlaufenden Organen besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der Kopfbreite und der Fuss- breite der Organe zwischen den Werten<B>1 - 1</B> und <B><I>5</I> : 3</B> liegt. <B>UNTERANSPRÜCHE</B> <B>1.</B> Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche des Spaltes zwischen zwei nebeneinanderliegenden Organen der Fläche dieser Organe etwa gleich ist. 2. <B> PATENT CLAIM </B> Device for introducing at least one gas into a liquid, which has a shaft which can be rotated and on which at least one comb is arranged in the longitudinal direction, the comb consisting of a number of radial to the shaft Organs, characterized in that the ratio between the head width and the foot width of the organs between the values <B> 1 - 1 </B> and <B> <I> 5 </I>: 3 </B> lies. <B> SUBClaims </B> <B> 1. </B> Device according to patent claim, characterized in that the area of the gap between two adjacent organs is approximately the same as the area of these organs. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch mit minde stens zwei Kämmen, dadurch gekennzeichnet, dass die Organe, gesehen in der Bewegungsrichtung der Welle, in den aufeinanderfolgenden Kämmen ab wechselnd gegeneinander versetzt angeordnet sind. <B>3.</B> Vorrichtung nach Patentansprach, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle mit den Kämmen in einem Flüssigkeitsbehälter angeordnet ist. Device according to patent claim with at least two combs, characterized in that the organs, seen in the direction of movement of the shaft, are arranged alternately offset from one another in the successive combs. <B> 3. </B> Device according to patent claim, characterized in that the shaft with the combs is arranged in a liquid container.
CH362375D 1956-08-22 1957-08-20 Device for introducing at least one gas into a liquid CH362375A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0785172A3 (en) * 1996-01-19 1998-06-10 Passavant-Werke Ag Horizontal axis aerator for surface aeration of water and waste water

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0785172A3 (en) * 1996-01-19 1998-06-10 Passavant-Werke Ag Horizontal axis aerator for surface aeration of water and waste water

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