Vorrichtung zum Belüften einer Flüssigkeit in einem Behälter
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Belüften einer Flüssigkeit in einem zylindrischen Behälter, z.B. von Abwasser und rückgeführtem Belebtschlamm in einem Wiederbelüftungsbehälter einer nach dem Belebtschlammverfahren arbeitenden biologischen Abwasserreinigungsanlage.
Es ist bekannt, besonders bei den Belüftungsbehältern von Belebtschlamm-Abwasserreinigungsanlagen zur Belüftung die Behälterflüssigkeit in einer ausserhalb des Behälters geführten Umpumpleitung einem Luftstrahl auszusetzen.
Neben dem konstruktiven Aufwand für die Umpumpleitung und die zugehörige Pumpe haben diese bekannten Konstruktionen den Nachteil, dass jeweils nur der gerade in der Umpumpleitung befindliche Teil des Behälterinhalts intensiv belüftet wird, wobei sich ausserdem im Behälter Strömungsverhältnisse herau sbilden können, die zur Folge haben, dass gewisse Teile des Behälterinhalts nicht in die Umpumpleitung gelangen und infolgedessen nicht oder jedenfalls ungenügend belüftet werden können.
Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung einer Vorrichtung zum Belüften einer Flüssigkeit in einem zylindrischen Behälter, die diesen Nachteil vermeidet und ausserdem konstruktiv einfacher ist als die bekannten Belüftungsvorrichtungen.
Hierzu ist die erfindungsgemässe Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass zur Luftzufuhr in den Behälter im unteren Teil desselben ein Rost mit auf seiner Fläche verteilten, nach oben gerichteten Luftaustrittsöffnungen angeordnet ist, die eine auf den Behälterquerschnitt bezogen angenähert gleichmässige Verteilung von zugeführter Luft gewährleisten, und dass oberhalb dieses Rostes im Behälter ein Register mit vertikal verlaufenden Kanälen angeordnet ist, die dazu bestimmt sind, die durch den Rost gegebene Verteilung der eingeführten Luft bei deren Aufstieg im Behälter aufrecht zu erhalten und einen innigen Kontakt der Behälterflüssigkeit mit der eingeführten Luft zu gewährleisten.
Das Register kann dabei durch eine spiralig gewickelte, gewellte Platte, durch ein Rohrbündel oder durch sich rechtwinklig durchsetzende Platten gebildet sein.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung mit Varianten dargestellt, und zwar in der Anwendung bei einem Wiederbe- lüftungsbehälter einer biologischen Abwasserreinigungsanlage. Es zeigt:
Fig. 1 einen Axialschnitt, und die
Fig. 24 Querschnitte durch die Vorrichtung.
In fig. 1 bezeichnet 1 einen zylindrischen Belüftungsbehälter zur Belüftung von zu reinigendem Abwasser, das durch eine Leitung 2 dem Behälter 1 von oben zugeführt wird. Gleichzeitig förder eine nicht dargestellte Pumpe Belebtschlamm durch eine Leitung 3 ebenfalls in den obersten Teil des Behälters 1. Das entstehende Gemisch durchströmt den Behälter 1 von oben nach unten und verlässt den Behälter durch eine Leitung 4 die es in bekannter Weise in einen nicht dargestellten Absetzbehälter leitet, in welchem die Belebtschlammteilchen sich setzen und zu einem Teil als Rückschlamm durch die Leitung 3 wieder in den Behälter zurückgeführt werden können.
Die Assimilation und der Abbau der im Abwasser vorhandenen, organischen Verunreinigungen durch Bakterien setzt bekanntlich eine ausreichende Belüftung des Abwassers im Behälter 1 voraus, die zudem noch möglichst gleichmässig sein sollte, um den den Abbau bewerkstelligenden Organismen-Gruppen möglichst optimale Lebensbedingungen bieten zu können.
Zu diesem Zweck sind im dargestellten Behälter vier Zonen 5, 6, 7 und 8 geschaffen. Die oberste Zone 5 bildet eine Kammer, in welcher sich das durch die Leitung 2 zugeführte Abwasser und der durch die Leitung 3 zugeführte Belebtschlamm intensiv miteinander vermischen. Die in Strömungsrichtung nach unten an die Zone 5 anschliessende Zone 6 bildet die eigentliche Belüftungszone. In dieser Zone 6 strömt das Gemisch aus der Zone 5 durch die vertikalen Kanäle 9 eines Registers 10. In den Kanälen 9 des Registers 10 erfolgt ein inniger Kontakt zwischen der abwärtsströmenden Flüssigkeit und den in entgegengesetzter Richtung, also aufwärtsperlenden Luftblasen.
Um eine möglichst gleichmässige Verteilung der zugeführten Luft über den ganzen Querschnitt des Behälters zu gewährleisten, wobei das Register 10 dazu dient, diese Verteilung aufrechtzuerhalten, erfolgt die Luftzufuhr durch einen Rost 11, der an der Luftzufuhrleitung 12 hängend im unteren Teil des Behälters 1 angeordnet ist. Dieser Rost besitzt auf seiner nach oben gerichteten Fläche und auf dieser gleichmässig verteilt eine grosse Zahl düsenförmiger Luftaustrittsöffnungen 13, deren Lage mit den darüberliegenden Kanälen 9 des Registers übereinstimmen kann, so dass die Kanäle gleichmässig von aufsteigenden Luftblasen durchströmt werden.
Unterhalb des Rostes 13 ist die Behälterwandung kegelstumpfförmig verjüngt und bildet in dieser mit 8 bezeichneten Zone ein Auffangbecken für feste Teile, die gegebenenfalls durch eine Leitung 14 abgezogen werden können.
Mit 15 sind ferner Klappdeckel bezeichnet, mit denen bei abgestellter Luftzufuhr der Rost 13 abgedeckt werden kann, um eine Verstopfung der Luftaustrittsöffnungen durch in der Flüssigkeit absinkende Feststoffe zu verhindern.
Die Fig. 2-4 zeigen einige beispielsweise Ausführungsvarianten für die Herstellung des Registers 10.
Die in der Herstellung bei weitem billigste Ausführung zeigt Fig. 2. Gemäss dieser Fig. ist das Register 10 durch spiraliges Aufwickeln einer gewellten Platte 16, vorzugsweise aus Kunststoff, gebildet. Solche Platten sind mit verschiedenartigen Wellungen, auch mit sogenannter Spundwandwellung, aus säure- und laugenbeständigem Polyvinylchlorid im Handel erhältlich.
Das in Fig. 3 dargestellte Register besteht aus sich gegenseitig rechtwinklig durchsetzenden Platten 17.
Gemäss Fig. 3 dient als weitere Variante zur Bildung des Registers ein Bündel von Rohren 18.
Device for aerating a liquid in a container
The present invention relates to a device for aerating a liquid in a cylindrical container, e.g. of wastewater and recycled activated sludge in a re-aeration tank of a biological wastewater treatment plant working according to the activated sludge process.
It is known, particularly in the case of the aeration tanks of activated sludge wastewater purification systems, to expose the tank liquid to an air jet in a pumped circulation line outside the tank for aeration.
In addition to the structural effort for the circulation line and the associated pump, these known constructions have the disadvantage that only the part of the container content that is currently in the circulation line is intensively ventilated, and flow conditions can also develop in the container which result in certain parts of the container contents do not get into the circulation line and as a result cannot be ventilated or at least insufficiently ventilated.
The present invention aims to provide a device for aerating a liquid in a cylindrical container which avoids this disadvantage and is moreover structurally simpler than the known aerating devices.
For this purpose, the device according to the invention is characterized in that a grate with upwardly directed air outlet openings distributed over its surface is arranged for supplying air into the container in the lower part thereof, which ensure an approximately uniform distribution of the supplied air in relation to the container cross-section, and that above This grate in the container a register with vertically extending channels is arranged, which are intended to maintain the distribution of the introduced air given by the grate as it rises in the container and to ensure intimate contact of the container liquid with the introduced air.
The register can be formed by a spirally wound, corrugated plate, by a tube bundle or by plates penetrating at right angles.
The drawing shows an exemplary embodiment of a device according to the invention with variants, specifically in use in a re-ventilation container of a biological wastewater treatment plant. It shows:
Fig. 1 is an axial section, and the
24 cross sections through the device.
In fig. 1 denotes 1 a cylindrical aeration tank for the aeration of wastewater to be cleaned, which is fed through a line 2 to the tank 1 from above. At the same time, a pump, not shown, delivers activated sludge through a line 3 also into the uppermost part of the container 1. The resulting mixture flows through the container 1 from top to bottom and leaves the container through a line 4 which leads it in a known manner into a settling container, not shown , in which the activated sludge particles settle and can be partly returned as return sludge through line 3 to the container.
The assimilation and degradation of the organic contaminants present in the wastewater by bacteria is known to require adequate ventilation of the wastewater in the container 1, which should also be as uniform as possible in order to be able to offer the organism groups that are responsible for the degradation the best possible living conditions.
For this purpose, four zones 5, 6, 7 and 8 are created in the container shown. The uppermost zone 5 forms a chamber in which the wastewater fed in through line 2 and the activated sludge fed in through line 3 mix intensively with one another. Zone 6 adjoining zone 5 in the downward flow direction forms the actual ventilation zone. In this zone 6, the mixture flows from zone 5 through the vertical channels 9 of a register 10. In the channels 9 of register 10, there is intimate contact between the downward flowing liquid and the air bubbles bubbling in the opposite direction, i.e. upward.
In order to ensure that the air supplied is distributed as evenly as possible over the entire cross-section of the container, the register 10 serving to maintain this distribution, the air is supplied through a grate 11, which is suspended from the air supply line 12 in the lower part of the container 1 . This grate has a large number of nozzle-shaped air outlet openings 13 on its upward-facing surface and evenly distributed over it, the position of which can coincide with the overlying channels 9 of the register, so that the channels are evenly traversed by rising air bubbles.
Below the grate 13, the container wall is tapered in the shape of a truncated cone and forms a collecting basin for solid parts, which can be drawn off through a line 14, if necessary.
With 15 hinged lids are also referred to, with which the grate 13 can be covered when the air supply is switched off in order to prevent the air outlet openings from being blocked by solids sinking in the liquid.
2-4 show some exemplary embodiment variants for the production of the register 10.
The embodiment that is by far the cheapest to manufacture is shown in FIG. 2. According to this FIG., The register 10 is formed by spirally winding a corrugated plate 16, preferably made of plastic. Such plates are commercially available with various types of corrugation, including so-called sheet pile corrugation, made of acid- and alkali-resistant polyvinyl chloride.
The register shown in FIG. 3 consists of plates 17 penetrating each other at right angles.
According to FIG. 3, a bundle of tubes 18 serves as a further variant for forming the register.