CN101155626A - 用于污水处理的搅动装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种搅动装置，其中双曲面状的搅动体(6)借助于轴(4)与驱动单元(2、3)连接。在搅动体(6)的上侧(O)上设有一些从周边(Ur)向轴(4)的方向伸展的肋(7)。根据本发明，由于肋(7)的高度(hl)至少从搅动体(6)的周边(Ur)向轴(4)的方向逐渐增大，因此可提高搅动装置的效率。

Description

用于污水处理的搅动装置及方法
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所限定的搅动装置。此外，本发明还涉及一种污水处理方法。
背景技术
常规的搅动装置例如可从DE 4218027A1以及DE 29803497U1中获知。
这些公知的搅动装置具有双曲面状的搅动体，在该搅动体的上侧上设置有多个从周边向轴的方向伸展的肋。肋的高度或者保持恒定或者从周边向轴的方向降低。由于这种双曲面状搅动体具有良好的搅动性能，其在污水处理领域尤其被普遍采用。尽管如此，仍期望能进一步提高这种搅动体的效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有可提高效率的搅动装置。本发明的另一目的是提供一种用于污水处理的可能的有效方法。
所述目的可通过权利要求1和14所述的特征来实现。而从权利要求2至13以及15的特征可得出一些实用的扩展方案。
根据本发明，肋的第一高度至少部分地从搅动体的周边向轴的方向增大。令人惊讶的是，这将导致搅动装置的效率显著提高。试验表明当使用配备有本发明的设有肋的双曲面状的搅动体时，可使效率提高20％以上。在本发明一扩展的实施形式中，甚至可使效率的提高接近30％。
所采用的肋的“高度”是指从肋的顶部边缘垂直延伸到双曲面状搅动体的表面的长度。
根据本发明一实施例，在从周边向轴的方向伸展的第一部分中的高度增大，而在从第一部分的第一端部进一步向轴的方向伸展的第二部分中的高度减小。在上侧的顶视图中，所述肋可具有弯曲部分，尤其可将弯曲部分形成为双曲线部分。具有上面所提到的特征的肋能够有效地将搅动体的转动能量传递给搅动体周围的液体。
根据另一特别有利的实施例，搅动体具有多个设置在轴附近的缺口。这些缺口按规定距离合理排列，优选以相同的径向距离合理排列。一方面，建议将缺口设置成能将搅动体下方产生的气泡排出。当然，它们还能形成被轴向地导引到内部突出有搅动体的液池的底部的液流。这种液流起到带出形成于搅动体下方的如沙子等之类的沉淀物的作用。
根据再一实用的实施例，在与上侧相对的搅动体下侧上设有多个向周边方向伸展的另外的肋。这些另外的肋可沿径向伸展。这些另外的肋的第二高度可在从搅动体的中央区域向周边方向伸展的部分中适当增大并在从第三部分的第二端部进一步向周边方向伸展的第四部分中减小。另外，每个所述另外的肋可具有水平部分，以便支撑于用于运送或存放被堆置在下方的另外的搅动元件上。在搅动体转动过程中所述建议的另外的肋产生负压。因此，通过设置在肋附近的缺口可吸入位于搅动体上方的液体并使液体向污水池底部方向轴向地加速。这可进一步提高搅动作用的效果。试验表明，设置另外的肋可使效率提高约8％到10％。此外，通过由所述另外的肋与缺口的组合产生的效果能可靠而有效地避免由朝向液池底部的轴向流动在搅动体下方形成沉积物。
肋可适当地从周边伸展至靠近轴。这意味着这些肋的长度基本上延伸超过上侧的总径向距离。反之，所述另外的肋不必适当伸展到周边。优选的是，这些另外的肋的径向延伸不大于所述肋的径向延伸的一半。
根据本发明的可供选择的主题，为了提高效率，还可将搅动装置设置成使该搅动装置上的双曲面状搅动体通过轴与驱动单元连接，其中，搅动体具有多个位于轴附近的缺口，其中，在搅动体的下侧上设有多个向周边方向伸展的另外的肋。关于这些另外的肋的结构可参考上面有关另外的肋的具体描述。当然，这里描述的本发明的可供选择的主题还可将前面已描述的设置在搅动体上侧的肋和这些另外的肋的优选实施形式相结合。
根据本发明的又一实施例，搅动体与所述肋和/或所述另外的肋一起被构成为一整体件，优选其由纤维加强塑料制成。这可使制造过程简化并可提高所提供的搅动体的稳定性。尤其可采用传统的和便于控制的制造工艺。
根据本发明的再一实施例，提供了设有至少一个本发明的搅动装置的污水处理单元，其中被安置在轴上的搅动元件突出于液池内，而驱动单元被安置在液池的外侧的框架上。框架可以是从液池的边缘向液池方向延伸的桥状框架。可将该框架支撑在液池的底部。当然也可将搅动体安置在完全被支撑于液池底部上的塔状框架上，其中驱动单元再被安置在液池的外侧。显然，也可通过安置在需要被搅动的液位之下的作为浸没单元的框架上的驱动单元来驱动搅动体。
根据本发明的另一实施例，设有通风单元。这种通风单元可特别有效地减少污水处理过程中在污水中的污染物。该通风单元可以是安装在液池底部上的管道或软管，这些管道或软管设有用于通风的开口、缝隙等。当然，通风单元也可以是搅动装置的一部分。在这种方式中，例如空气可通过突出到液池内的框架或通过搅动装置的轴被压入液体内。
根据本发明另外的方案，所提供的用于污水处理的方法包括以下步骤：
a)提供液池以存放污水，提供本发明的搅动装置以便在液池内循环污水，并在液池中设置通风装置；
b)将污水注满液池；
c)利用通风装置在规定时间内对污水进行通风；
d)利用搅动装置在另一规定时间内使污水循环；
e)使搅动装置停止运转以使污水内所含的污泥沉淀；
f)从液池中排出处理后的污水。
可选择地多次重复步骤(c)和(d)。也可在执行步骤(c)之前执行步骤(d)。所建议的方法可保证特别有效地降低污水内所含的污染物质。
附图说明
下文将参考附图对一些实例进行详细描述。附图中：
图1为搅动装置的透视图；
图2为图1所示的搅动体的横截面图；
图3为图1所示的搅动体的透视详图；
图4为图1所示的搅动体的透视图；
图5为图1所示的搅动体的顶视图；
图6为图1所示的搅动体的部分剖开的透视图；
图7的曲线示出了由不同搅动体所获得的底部速度与搅动体的距离之间的关系；
图8的曲线示出了设有本发明的搅动体的用于液池容积的功率输入与设有传统的搅动体的用于液池容积的功率输入的比较结果；
图9的曲线示出了设有本发明的搅动体的液池容积的电机额定功率与设有传统的搅动体的液池容积的电机额定功率的比较结果。
附图标记说明
1 框架
2 驱动单元
3 齿轮
4 轴
5 凸缘
6 搅动体
7 肋
8 缺口
9 安装部分或固定部段
10另外的肋
A1第一部分
A2第二部分
A3第三部分
A4第四部分
Ah水平部分
E1第一端部
E2第二端部
F1陡峭边缘(steep edge)
F2平缓边缘(flat edge)
h1第一高度
h2第二高度
O 上侧
U 下侧
Ur周边
具体实施方式
图1示出了搅动装置，该装置中带齿轮3的驱动装置2被容纳在部分示出的框架1上。从齿轮3延伸出轴4，该轴例如可由纤维加强塑料制成的管构成。优选将由纤维加强塑料制成的搅动体6安装在设置于轴4的端部上的凸缘5上。搅动体6呈双曲面状。在搅动体上侧O上设有肋7。由于陡峭的上升边缘和平缓的下降边缘，肋7的横截面积F是非对称的。如尤其结合图5清楚看出的那样，肋7从搅动体6的周边Ur向轴4的方向延伸。可使肋7弯曲，优选使其弯曲成双曲面状。形成肋7的轮廓的陡峭边缘在图5中用附图标记F1表示，而平缓的下降边缘用附图标记F2表示。
在图1至5中，设置在轴4附近或设置在搅动体6的安装部分9附近的缺口由附图标记8表示。缺口8位于肋7之间。这些缺口呈椭圆形或缝隙状的形式且基本上与肋7平行地伸展。
尤其如图4所示，第一高度h1在从周边Ur向安装部分9的方向伸展的第一部分A1中连续增大。第一高度h1在第一部分A1的第一端部E1上为最大高度。第一高度h1在从第一端部E1向安装部分9的方向延伸的第二部分A2中连续减小。在安装部分9的附近该高度等于零。部分A1/A2的长度比在0.5到1.5的范围内。
图6为搅动体6部分剖开的透视图。在下侧U上设有一些另外的肋，这些肋从安装部分9或从搅动体6的中央区域径向地向周边Ur的方向(此处看不到)伸展。与设置在上侧O的肋7相似，所述另外的肋10的第二高度h2也在从安装部分9向周边Ur的方向延伸的第三部分A3中增大。第二高度h2在第三部分A3的另一端部E2处达到最大。第二高度在从该另一端部E2向周边Ur的方向延伸的第四部分A4中连续减小，直到第二高度为零。
所述另外的肋具有水平部段Ah，该水平部段用作将搅动体6堆置于处于下面的另一搅动体的安装部段9上的支撑面。
根据图7所示的对测试结果的比较，本搅动装置的有益效果特别明显。用圆圈标出的测量值是采用上面设有恒定的第一肋高度的上侧肋的搅动体所获得的结果。用×标出的测量值是采用在上面联接有带恒定的第二肋高度的上侧肋的另外的搅动体所得到的结果。第二肋高度大于第一肋高度。用方形标出的测量值是采用本发明所提供的搅动体所获得的结果。如图7的比较结果所示出的那样，这些测量值使人印象深刻地显示出搅动体6的效率的提高。因此在充满了液体的液池底部所达到的底部速度(floor level speed)比传统的搅动体所能达到的底部速度高30％。
在图8中示出了遍布在液池容积上的传统的搅动体(第五代)的功率输入与设有本发明的搅动体(第六代)的功率输入的比较结果。传统的搅动体(第五代)是从DE 29803497U1中获知的搅动体。如图8所示，例如，在1000m3的液池容积时本发明的搅动体(第六代)比传统的搅动体(第五代)相比功率输入可降低40％。
图9示出了在液池容积上方的从DE 29803497U1中所获知的传统的搅动体(第五代)的电机额定功率与本发明所提供的搅动体(第六代)的电机额定功率的比较结果。如图9所示，在1000m3的液池容积时，用来驱动被比搅动体的电机额定功率可从用于传统的搅动体(第五代)的大约2.2KW降低到用于本发明的搅动体(第六代)的1.5KW。这可相应地节省高于30％的装置功率，即备用供给能量。

Claims (15)

1.一种搅动装置，在该搅动装置中双曲面状的搅动体(6)通过轴(4)与驱动单元(2、3)连接，其中，在所述搅动体(6)的上侧(O)设有多个从所述搅动体的周边(Ur)向所述轴(4)的方向伸展的肋(7)，其特征在于，
所述肋(7)的第一高度(h1)至少在部分区段从所述搅动体(6)的周边(Ur)向所述轴(4)的方向增大。
2.如权利要求1所述的搅动装置，其特征在于，所述第一高度(h1)在从所述周边(Ur)向所述轴(4)的方向伸展的第一部段(A1)中逐渐增大，而在从所述第一部段(A1)的第一端部(E1)进一步向所述轴(4)的方向伸展的第二部段(A2)中则逐渐减小。
3.如上面任一项权利要求所述的搅动装置，其特征在于，沿俯视所述肋(7)的上侧(O)的方向看，所述肋(7)具有一弯曲部分。
4.如上面任一项权利要求所述的搅动装置，其特征在于，所述弯曲部分是双曲线弯曲部分。
5.如上面任一项权利要求所述的搅动装置，其特征在于，所述搅动体(6)具有多个设置在所述轴(4)附近的缺口(8)。
6.如上面任一项权利要求所述的搅动装置，其特征在于，所述缺口(8)规律地排列，优选按相同的径向距离排列。
7.如上面任一项权利要求所述的搅动装置，其特征在于，在与所述上侧(O)相对的所述搅动体(6)的下侧(U)处设有多个向所述周边(Ur)方向伸展的另外的肋(10)。
8.如上面任一项权利要求所述的搅动装置，其特征在于，所述另外的肋(10)沿径向伸展。
9.如上面任一项权利要求所述的搅动装置，其特征在于，所述另外的肋(10)的第二高度(h2)在从所述搅动体(6)的中央区域向所述周边(Ur)方向伸展的第三部段(A3)中逐渐增大，而在从所述第三部段(A3)的第二端部(E2)进一步向所述周边(Ur)方向伸展的第四部段(A4)中则逐渐减小。
10.如上面任一项权利要求所述的搅动装置，其特征在于，所述另外的肋(10)还分别具有一水平部段，以支撑在为运输或储存目的而叠置在下的另一搅动元件上。
11.如上面任一项权利要求所述的搅动装置，其特征在于，所述搅动体(6)与所述肋(7)和/或所述另外的肋(10)优选用纤维加强塑料被制成为一体。
12.一种具有至少一个如上面任一权利要求所述的搅动装置的污水处理单元，其特征在于，所述安装在所述轴(4)上的搅动元件(6)伸入液池内，所述驱动单元(2、3)被安置在所述液池之外的框架(1)上。
13.如权利要求12所述的污水处理单元，其特征在于，在所述液池中设有通风单元。
14.一种用于污水处理的方法，包括以下步骤：
a)提供液池以存放污水，提供上面任一权利要求所述的搅动装置以使所述液池内的污水翻转，以及在所述液池中设置通风装置；
b)将污水注满所述液池；
c)利用所述通风装置在规定时间内对污水进行通风；
d)利用所述搅动装置在另一规定时间内搅动污水；
e)使所述搅动装置停止运转以使污水内所含的污泥沉淀；
f)从所述液池中排出处理后的污水。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，可选择地使步骤(c)和(d)重复多次。
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