Einrichtung zum Belüften von Flüssigkeiten
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Belüften von Flüssigkeiten, mit einem langgestreckten, die zu belüftende Flüssigkeit enthaltenden Becken und wenigstens einem in die Flüssigkeit getauchten Oberflächenbelüfter.
Es sind Anlagen zum Reinigen von Abwasser bekannt, bei welchem die Abwasser durch Belüftungsmittel in Bewegung gehalten sind. Vorzugsweise wird hierfür eine an sich bekannte, rotierende Bürste verwendet, die zu gleicher Zeit das Wasser in einer ringförmigen Grube zirkulieren lässt. Die rotierende Bürste, deren Borsten in das Wasser eingetaucht sind, liegt horizontal über dem Spiegel des Abwassers und zugleich quer zur Bewegungsrichtung desselben.
Bei dieser bekannten Anlage entstehen besonders grosse Probleme mit der Lagerung der Bürstenwalze, und ausserdem ist der Wirkungsgrad dieser Anlage nicht sehr gross, weil die Borsten der Bürstenwalze nur verhältnismässig wenig in den Spiegel des Abwassers eingreifen und tieferliegende Abwasser, d. h. in der Nähe des Bodens des Beckens, nicht in die erwünschte Zirkulation gebracht werden.
Es sind auch Vorrichtungen mit langgestrecktem Becken zum Belüften von Abwasser bekannt, bei welchen durch eine Lufteinblasung eine vertikale Strömung der zu belüftenden Flüssigkeit in dem Oxydationsbecken hervorgerufen wird. Diese Vorrichtungen haben zwar den Vorteil, dass die Verweilzeit der Luftblasen in den unteren Schichten des Schlammgemisches genügend lang ist, jedoch die Beförderung der Flüssigkeit durch die aufsteigenden Luftblasen unvollkommen ist. Darüber hinaus kommen die Luftblasen beim vertikalen Hochsteigen mit zunehmend gesättigtem Schlammwasserge misch in Berührung, wodurch das Sauerstoffdefizit und damit die Sauerstoffaufnahme zur Oberfläche hin immer geringer wird.
Es sind weiterhin Oberflächenbelüfter bekannt, die zentralsymmetrisch sind, das heisst, sie weisen eine lotrechte Achse auf, wobei rund um diese Achse herum Mittel angeordnet sind, die während des Drehens eines solchen Belüfters das Abwasser ansaugen und mit der Luft neumischen. Diese zentralsymmetrischen Oberflächenbelüfter können mit einem gebogenen Ansaugrohr versehen werden, welches ein Ansaugen des zu belüftenden Schlammes aus einer bevorzugten Richtung bewirkt. Diese zentralsymmetrischen Belüfter wurden bis jetzt lediglich in quadratischen oder rechteckigen Belebungsbecken für die Belüftung verwendet.
Alle erwähnten Nachteile der bekannten Einrichrungen zum Belüften von Flüssigkeiten werden weitgehend erfindungsgemäss dadurch behoben, dass der Oberflächenbelüfter ein vertikalachsiger Kreisel ist, dem ein Ansaugrohr vorgeschaltet ist, dessen Saugöffnung in Längsrichtung des Beckens gerichtet ist.
Nachstehend sind sechs Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Einrichtung anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 einen Schnitt durch das erste Ausführungsbeispiel der Einrichtung,
Fig. 2 eine Draufsicht dieser Einrichtung,
Fig. 3 und 4 in ihrer linken Hälfte ein weiteres und in der rechten Hälfte ein drittes Beispiel der Einrichtung,
Fig. 5 und 6 weitere zwei Ausführungsbeispiele der Einrichtung zum Belüften von Flüssigkeiten und
Fig. 7 und 8 noch ein Ausführungsbeispiel, das den Aufbau verhältnismässig langer Oxydationsgräben ermöglicht.
In einem langgestreckten Becken 1, Fig. 1, ist eine Mittelwand 2 angeordnet, die dieses Becken 1 in zwei Kanäle aufteilt. Die Mittelwand 2 ihrerseits ist kürzer als das Belüftungsbecken 1 und in letzterem mittig derart untergebracht, dass zwischen den Enden dieser Mittelwand 2 und den runden Wänden 3 des Belüftungsbeckens ein Kanal 4 entsteht, der die beiden genannten Kanäle zusammen verbindet. Jeder der genannten Kanäle des Beckens bildet einen Trog 5, in welchem die zu belüftende Flüssigkeit in gerader Richtung befördert wird.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Einrichtung zum Belüften von Flüssigkeiten ist in den Endpartien der Mittelwand 2 je ein Ausschnitt vorhanden, der mit einer Brücke 7 überdeckt ist. Diese Brücke 7 trägt in jedem der Ausschnitte einen vertikalachsigen Belüftungskreisel 8. Die Ansaugröhren 9 dieser Belüftungskreisel 8 ragen je in einen Trog 5 hinein und saugen die von dem anderen Belüftungskreisel 8 behandelte Flüssigkeit an. Die Brücke 7 ist mit einer Verlängerung 10 versehen, die von der Mittelwand 2 zu einer der Wände des Beckens 1 führt, und dem Bedienungspersonal den Zutritt zu den Belüftungskreiseln ermöglicht.
Die im Belüftungsbecken vorhandene Flüssigkeit, z. B. Schlamm, wird von einem der Ansaugrohre angesaugt und dem Rotor je eines Belüftungskreisels zugeführt. Der Rotor des Belüftungskreisels schleudert die angesaugte Flüssigkeit derart aus, dass ein bestimmter Anteil der Flüssigkeit in den nachgeschalteten Trog 5 in Richtung zum anderen Belüftungskreisel befördert wird.
Die Strömungsverhältnisse in den verbindenden Kanälen 4, die bei dieser Ausführungsform kompliziert scheinen, werden durch das verlängerte Ende 11 der Mittelwand 2 gesteuert. Dieses Ende 11 hindert die Flüssigkeit daran, sich in den vorangehenden Trog zurückzubewegen. Bei den weiteren Ausführungsbeispielen ist je eine Brücke 7 verwendet, die zwar auch wie vorher je einen Belüftungskreisel 8 trägt, jedoch sich zwischen der Mittelwand 2 und der Wandung des Beckens 1 erstreckt, etwa wie die vorstehend erwähnte Verlängerung 10 der genannten Brücke 7.
In den Fig. 3 und 4 ist in je einer Hälfte jeweils ein Ausführungsbeispiel dargestellt.
Diesen zwei Ausführungsbeispielen ist der Umstand gemeinsam, dass die Brücken 7 quer zur Mittelwand 2 und zugleich auch zur Wandung der Tröge 5a, 5b stehen, und zwar derart, dass jede dieser Brücken 7 einen Trog 5a resp. 5b überspannt. Dabei ist jede Brücke 7 über dem Trog 5a resp. 5b derart angeordnet, dass die gegen die Strömung der Flüssigkeit gerichtete Saugöffnung jedes der Ansaugrohre 9 in den entsprechenden Trog 5a bzw. 5b zu liegen kommt.
Um die Strömung der vom Belüftungskreisel versprühten Flüssigkeit entgegen der Zufluss richtung zu verhindern, ist dem Belüftungskreisel ansaugseitig eine Umlenkwand 12 vorgeschaltet. Diese Umlenkwand 12 ist entweder gekrümmt, wie dies in der linken Hälfte der Fig. 3 und 4 dargestellt ist, oder gerade, siehe rechte Seite der Fig. 3 resp. 4.
In den Fig. 5 und 6 sind zwei weitere Ausführungs- beispiele dargestellt, bei welchen die Belüftungskreisel 8 tragenden Brücken 7 die Kanäle 4 überspannen. Dabei ist es wieder zweckmässig, aus den vorstehend envähnten Gründen jedem Belüfter 8 eine Umlenkwand vorzuschalten. Wie in der rechten Seite der Fig. 5 und 6 dargestellt, ist bei einem dieser Ausführungsbeispiele auch eine Ablenkwand 13 vorgesehen, die den vom Belüfter 8 behandelten Schlamm in Richtung zum Boden des Beckens 1 wieder ablenkt. Da die Abwasser oft zähflüssig sind, was den Durchfluss dieser Abwasser durch die gekrümmten Verbindungskanäle erschweren könnte, liegt die Saugöffnung des Belüfters 8 jeweils in dem vorangehenden Trog 5, so dass der Umkehr der Flussrichtung der Abwasser mittels des Belüftungskreisels 8 wesentlich geholfen wird. Die Flüssigkeit wird am Ende eines Troges z.
B. 5a durch ein Ansaugrohr 9 angesaugt und zum Rotor des Belüftungskreisels 8 befördert, wo sie durch letzteren versprüht wird. Ein Teil der versprühten Flüssigkeit wird in den anderen Trog 5b befördert und der Teil, der den Rotor an der der zufliessenden Flüssigkeit zugewandten Seite verlässt, stösst an die Umlenkwand 12 an, und auf diese Weise wird dieser Teil der Flüssigkeit daran gehindert, sich entgegen der Strömung der angesaugten Flüssigkeit zu bewegen.
Von Vorteil bei Belüftungsbecken ist es, wenn der Inhalt des Beckens so gross wie möglich ist. Dies führt jedoch zu übermässigen Längen der Becken, weil die Breite des Beckens durch die Leistung des Belüftungskreisels gegeben ist, wenn die Strömung der Flüssigkeit beibehalten werden soll. Die verhältnismässig grosse Länge des Beckens ist jedoch durch Serieschaltung von mehreren Belüftungskreiseln durchaus realisierbar. Belüftungsbecken solcher Länge lassen sich oft aus Platzgründen nicht bauen, und für diese Fälle ist die Lösung nach dem letzten Ausführungsbeispiel aus den Fig. 7 und 8 vorgesehen. Das ganze Belüftungsbecken 1 ist bei diesem Ausführungsbeispiel gekrümmt, so dass es U-Form hat. In den Endpartien 14, 15 der Längsseiten des so geformten Beckens 1 sind Belüftungskreisel 8 angeordnet, deren Ausführung z. B. der Ausführung aus Fig. 6 entspricht.
Um die Umkehrung der Bewegungsrichtung des Abwassers in dem inneren Trog 16 des U-förmigen Beckens zu unterstützen, ist eine weitere Brücke über die Krümmung dieses Troges 16 angeordnet, die einen weiteren Belüftungskreisel 8 trägt.
Die Saugöffnung des Ansaugrohres 8 dieses Belüftungskreisels 8 liegt im zuführenden Abschnitt des inneren Troges 16, und der Rotor des Belüftungskreisels 8 ist derart am Anfang des nachfolgenden Abschnittes des Troges 16 angeordnet, dass die zu belüftende Flüssigkeit in den nachfolgenden Abschnitt befördert wird. Es ist selbstverständlich auch hier von Vorteil, den Belüftungskreiseln je eine der beschriebenen Umlenkwände 12 zuzuordnen.
Der grosse Vorteil bei diesen Ausführungsbeispielen der Einrichtung zum Belüften von Flüssigkeiten liegt darin, dass das Wasser aus einer Richtung her angesaugt und in derselben Richtung weiter befördert wird, wobei zugleich Gewähr für eine Tiefenwirkung geboten ist, welche bei den bekannten, langgestreckten Becken bisher nicht erreicht worden ist.