CN101529192B - 用于在容器内的废水和液体之间进行热量传递的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种方法，用于借助于由液体流过的热交换器(46)来进行在容器内的废水和液体之间的热传递，所述热交换器具有被废水接触的外表面(48)，其中在废水中将产生对流，该对流使得废水沿着外表面(48)运动。在此，废水流过容器，并且所产生的对流用作清洁废水的辅助措施，同时也用于清洁热交换器(46)的外表面(48)。本发明还涉及一种装置，用于借助于由液体流通的热交换器(46)来传递在处于容器中的废水和液体之间的热量，所述热交换器具有被废水接触的外表面(48)，其中在废水中设置有用于压入空气的扩散管道(34)和/或搅拌机，它们都将产生对流，该对流使得废水沿着外表面运动。容器是废水处理设施的由废水流过的水处理池。

Description

用于在容器内的废水和液体之间进行热量传递的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种方法，该方法用于借助于由液体流过的热交换器来进行在容器内的废水和液体之间的热量传递，该热交换器具有被废水接触的外表面，其中在废水中将产生对流，该对流使得废水沿着外表面运动，本发明还涉及一种用于实施该方法的装置。
背景技术
废水可以是居民废水、市政废水、商用废水或工业废水。液体可能例如会是水、一种水状溶剂、酒精或油。或者是废水的热量传递给液体，以使得废水被冷却或液体被加热。特别是，被加热的液体可以在循环中通过热泵来引导，以便于可以利用到用于加热的废水热量。反之，热量也可以从液体传递给废水，以便于加热该废水并且由此而能够更好地操作。
容器可以是一种密封的罐子或是一种开放的水处理池。容器可以由废水持续地流通，或者废水通过容器批量地输入或排出、热交换器是一种空心体，其内部流通液体并且其外表面与废水接触。当液体和废水具有温差时，将通过热交换器的至少一个优选由良导热的金属片构成的壁来传递热量。热交换器的热传递功率与接触废水的外表面、两种液体的温差和热传递系数(k值)成比例。k值是热传递阻尼的逆值。这种阻尼是对于从液体到壁上的热传入的阻尼、对于通过壁的热传导的阻尼以及对于从壁到废水上的热传入的阻尼的总和。对于通过壁的热传导的阻尼与壁的强度成比例并且反之与壁材料的导热能力成比例，也就是说由热交换器的类型来决定。对于将液体热量传递到壁上的阻尼及反之将壁热量传递到液体上的阻尼相反不仅仅关系到流体属性(尤其是其导热能力、黏度和热容)，而尤其也关系到其流动比例。内部和外部热传递阻尼的逆值是热传递系数(Alpha值)。
当流体处于静止时，Alpha值很小，这就表示热传递很差。然后，热传送要依赖于由扩散和自然对流产生的普通热传导，对流是一种流动，这种流动当流体在壁上遇热或冷却时由流体的所变化的密度产生。事实上更好的，也就是更高的Alpha值可以通过强制的对流来实现，该对流是在壁上人造产生的流动。这些流动通过其雷诺数(Re)来表征，该雷诺数与流动速度和所表现出的几何长度(例如管的直径)成比例，并且反之与流体的运动黏度成比例。
在较小的Re数时，流动是层流的，在超过一个临界的Re数时，流动突变成一种急剧流动并且Alpha值跳跃式地上升。因此，在使用热交换器时将力求，两种流体急剧地流动。在由热交换器泵出的液体时将轻易地产生一种急剧流动，在此期间可以选择出足够高的流量以及由此而得到的流动速度。很少使用到k值，当外部的Alpha值保持较低时，内部的Alpha值将持续变高。随后，所要求的热传递功率仅通过热交换器的足够大的外表面来实现，其缺点是，热交换器较大且更为昂贵。为了避免这种情况，必须在废水中产生一种对流的流动，优选是一种沿着热交换器外表面的急剧流动。
这种流动可以优选在外表面上掠过，也就是说，其可以具有一个几乎平行于外表面的方向。通过在热交换器外表面上所限定的并且较高的流动速度提高了Alpha值并且冲洗了外表面的妨碍固体和附着物，由此而可以使外表面的几何尺寸变小并且降低热交换器的成本。
在现有技术中，热交换器安装到废水管或排水管中，以便于传递废水和流过热交换器的液体的热量。在管道和排水管中，废水流过热交换器的外表面。当然，流动速度要决定于通过管道或排水管的废水流量和液面高度。或者流量还有液面高度都是一定的，从而将不存在受限的流动。通常，流动是层流式的。当流量，例如在降雨发生之后被突然增大时，将造成急剧的流动行为。因为在热交换器外表面上的Alpha值较小，该外表面必须要有较大的面积。尤其是当外表面安装在废水管到中时，其容易被污染。
由公开出版物DE 101 56 253 A1已知一种集成在工业用水罐中的热交换器，用于能够在其他地方继续利用到在工业用水中存在的热量。在此，工业用水必须缓冲存放在罐中，其中该工业用水优选通过吹入空气来进行循环。通过这种循环，工业用水流过热交换器外表面，由此而改善了热交换并且同时可以清除热交换器外表面的污垢。
由公开出版物DE 36 05 585 A1也已知一种安装在废水容器中的热交换器，在该热交换器的外表面上会产生对流。在这种情况下，这种流动通过废水容器的活动护壁的运动来产生。
由欧洲专利EP 0 174 554 B1也已知一种安装在用于污水的容器中的热交换器，其中在水中的热交换器的下方吹入清洁气体，以便于热交换器外表面得到清洁并且改善热传递。
根据该出版物，将有利地在热交换器的外表面上产生对流，改善热交换并且清洁外表面的污垢。在此，热交换器始终安装在一个出于该目的设置的外部容器上，其中水必须缓冲存放地或者通过相对复杂的流通管道导入，该流通管道也由多个热交换板构成。这种装置当然显著地提高了热交换器的投入及运营成本。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种方式以及一种执行该方法的装置，该方法和装置都没有现有技术中提到的缺点并且能够轻易且成本合理地利用在废水中存在的热量。本发明的目的尤其是，例如现有装置额外用于热交换，从而能够进一步地改善能源支配。
该目的通过符合独立权利要求的特征的方法和装置来实现。
根据本发明，废水流过容器，在该容器中有热交换器，其中将产生对流，该对流一方面用作清洁废水的辅助措施，同时也用于清洁热交换器的外表面以及改善热交换器上的热传递。
被流通的容器都几乎是每种废水处理设施的构件并且可以通过简单的方式额外用于废水和工业用水之间的热传递。在这种容器中通常存在用于产生对流的装置，该对流用作清洁废水的辅助措施。这种流动例如可以通过搅拌机或通过在废水中吹入气体(例如空气)来产生。例如这种用于清洁废水的对流可以例如避免底部沉积物，即彻底混合废水，即化学物品混入到废水中，即加快沉淀或絮凝或为废水散热。因此在废水处理设施的不同位置上业已存在流动性为，其可以额外用于改善在热交换器上的热传递或用于清洁热交换器表面。
前提条件是，从而能够以简单的方式实现，即通过热交换器安装到废水处理设施的流通容器的合理位置上能够额外地例如废水的热量。待消耗的能量在此仅限于已存在的泵设备的驱动，该泵设备起到将液体传送通过热交换器的作用以及尽可能地驱动额外存在的热泵。因为对流不仅用于清洁废水还用于回收热量，所以从而一次性地降低了成本。还有就是，废水不必以繁复的方式缓存到罐中。热交换器不如安装在被流通的、用于清洁废水的容器中，因为由此能够进一步地降低投入及能源成本。
在此，废水清洁可以在工业处理或市政污水处理站中进行。尤其也可以是一种在酒店、住宅或办公楼宇、娱乐场所或其它区域中的分散的废水清洁。这种分散的废水处理尤其适用于该目的，即废水热量借助于热泵加热来利用，因为在这种情况下，废水相对而言是热的并且本地在加热量上有较大的需求。
根据本发明方法的一个特别有利的实施例，在废水容器中的对流通过压缩通风装置来产生。在这种压缩通风装置中，空气被吹入到废水中，以便于通过氧气来供养微生物并且去除气体形式的新陈代谢产物，例如二氧化碳或氮气。当空气压缩到废水中时，废水中的气泡上升并且携带所包围的废水。在容器的区域中被压入空气，形成一个强劲的上向流并且在其他位置上形成相应的向下流。在通风装置的合理布置中可以通过较少的能量消耗在容器中产生所呈现的流动翻滚，其具有每秒几米的流动速度。空气优选从下方或倾斜地输送到热交换器的下方，从而向上流通过搅流包围着上升的气泡而叠加。当然也可以是流动在就地设置的热交换器上方向向下。热交换器外表面可以在两种情况下具有一个几乎垂直的指向，从而废水以较小的流动阻尼在外表面上流动。接下来在设置于该位置上的热交换器上的流动也可以具有一个水平的分量，其中外表面优选平行于流动方向。
有利地并且对于其他措施也是可选或附加地，在容器中的对流通过表面通风装置来产生。表面鼓风机或者是具有垂直轴的回旋装置或者具有水平轴的滚筒，其将废水和活性污泥的混合物通过空气进行脱水或者在混合物中进行鼓风，以便于通风。在此，表面鼓风机在通风水处理池中产生所需的强烈对流。
在本发明的另一有利设计方案中提出，废水在容器中，例如一个分沙器(其将在下文中详细说明)中通过压缩空气来通风并且逐渐上升的气泡产生废水的一个翻滚式的流动。翻滚的流动尤其是在长形的容器中通过吹入空气在容器的侧壁周围产生。但是，在宽的容器中也可以产生一个双重的流动翻滚，在此期间空气被压入到容器的中心纵轴周围。优选地，热交换器设置在被吹入的气泡向上升起并且产生废水的向上流动的区域中。当然热交换器也可以安装在废水向下回流的位置上。
根据本发明的一个特别有利的变体，在容器中产生废水的一种环形的流动。环形的流动优选在容器中通过圆形或近似正方形的基本面产生。大多数情况下，废水在中心向上流动并且周边向下流动。但是，流动也可以具有相反的方向。
在根据本发明的方法的另一设计方案中，在容器中的对流有利地通过搅拌机产生。在此，其可以是一种能产生轴向或径向流动的搅拌机。搅拌机的类型和其布置尤其是取决于容器的形状。在长四边形容器中优选使用水平的螺旋桨搅拌机，其将产生沿着容器的纵轴的流动。在圆形或正方形的容器中优选将搅拌机设置在垂直的中心轴上。该搅拌机或者具有产生螺旋流动的搅动叶轮，或者具有在容器中产生环形流动或环形翻滚流动的朝上的螺旋桨。在所有的情况下，热交换器优选这样设置，即其外表面平行于流动。
另外，当废水在分沙器中被清洁时是有利的。分沙器用于分离特别高密度的固体，也就是，例如沙、分裂物和石块。在分沙器中产生对流，其这样来测量，即一方面有机物保持悬浮，另一方面不会阻碍矿物质下沉。这样的对流可以额外用于，提高设置在分沙器中的热交换器外表面的Alpha值。在分沙器中用于区分沙子产生的对流是非常强烈的并且是很明显的。因此，其能够以特别有效的方式利用热交换器上的流动。分沙器容器通常由钢制成并且提供了完整的装配。因此特别经济耐用，热交换器能够在工厂中集成在分沙器容器中。
根据本发明的另一有利的变体，废水被有机地清洁。有机的清洁大多数情况下在废水处理设施的通风水处理池中进行。每个废水处理设施的一部分都是通风水处理池，其中由废水和活性污泥构成的混合物被通风，以便于为活性污泥中的微生物提供氧气并且剔除新城代谢产物二氧化碳和氮气。通常，通风水处理池装备有压缩通风装置，通过该装置空气被吹入到废水中。特别有利的是，热交换器安装在被压入空气的位置上。在将热交换器安装到具有压缩通风装置的通风水处理池中时可以使用到已经存在的对流，而无需对于热交换的额外成本。但是，废水处理设施的通风水处理池也可以配备有表面通风机，其将产生对流。
为了执行该方法，提出一种装置，用于借助于由液体流通的热交换器来传递在处于容器中的废水和液体之间的热量，该热交换器具有被废水接触的外表面，其中在废水中设置有用于压入空气的扩散管道和/或搅拌机，它们都将产生对流，该对流使得废水沿着外表面运动。根据本发明，在此容器是一种废水处理设施的由废水流过的水处理池。这种水处理池通常具有用于产生对流的装置，该装置促进了机械、生物和/或化学清洁阶段的效果。为了尽可能地降低对于热交换所需要的能量而建议，热交换器集成在这种由废水流过的容器中，因为在该容器中已经存在了合理用于热传递的流动性为。此外，这样的对流可以用于清洁热交换器表面。根据本发明的装置由此通过废水清洁和热回收的组合而保证了特别合理的能源支出。另外可以显著地节省投入成本，因为通常对于热回收不仅需要额外的容器，还需要用于产生流动的装置。
由废水流过的水处理池是具有进水口和排水口的容器。它们实际上都是每个废水处理设施的构件。水处理池可以在上方打开或关闭。扩散管道是一种水平设置的管道，其将输入压缩空气并且具有开口，通过该开口空气以粗气泡的形式压入到废水中。扩散管道可以可选地具有多孔或开槽的通风机部件，通过该部件空气以大量或少量的细气泡的形式压入到废水中。
有利地是，流通的水处理池是活化装置的一种通风水处理池，该活化装置用于生物废水处理并且在其中通过通风装置产生对流。在活化装置中，废水中的有机成分通过微生物来新陈代谢并且在此转化为生物量。在后续处理中，例如后续水处理池中，生物量被分离为所谓的活性污泥并且回送到通风水处理池中。过量的生物量在后续处理中作为所谓的过剩污泥被提取。
根据特别有利的实施例，水处理池是一个分沙器。在分沙器中通过分离过重的颗粒下沉物质来进行废水的机械预清洁。在此产生这样强度的对流，即该对流能将特别少量的浓密有机物保持悬浮。
在另一设计方案中，分沙器有利地是一种圆形分沙器，在其中心设置有一个能产生环形流动的搅拌机。在多种圆形分沙器都通常安装有搅拌机，以便于产生螺旋的且环形的流动，从而废水通过分沙器的底部流动到对于中心的螺旋形轨道上。通过这种流动，矿物质向中心的方向移动并且例如通过环形的缝隙下沉到处于底部下方的收集室中。可以建议，热交换器设置在圆形分沙器的周边，在该周边处废水向下流动。可选地，这些热交换器可以环形地设置在搅拌机周围，其中废水在该区域中向上流动。
可选地，当分沙器是一种长形分沙器时是有利的，该长形分沙器具有一个侧壁以及至少一个临近且沿着侧壁设置的扩散管道，用于吹入空气并且产生翻滚的流动。在长形分沙器中通常产生一种通过吹入压缩空气沿着一个长壁的翻滚流动。这种翻滚流动根据本发明额外被利用，以便于改善设置在通风分沙器中的热交换器的热传递。
在本发明的另一实施例中，热交换器以有利的方式具有用于液体的进水口和排水口，其通过至少一个流通通道相互连接，其中流通通道的外表面构成了热交换器的外表面。液体优选环形地通过流通通道从进水口流到排水口。为了保持流量较小并且进水口和排水口之间的温差较高，流通通道可以具有一种小液压的直径并且是长形的。流通通道由多个壁来限定，其至少一个外表面构成热交换器的外表面。液体沿着壁的内表面流动，废水沿着壁的外表面流动。
此外，当流通通道是由具有圆形的、四边形的或正方形的横截面的管道部段构成时是特别有利的。流动通道也可以通过一系列通用的管道型材制成，其外层表面构成热交换器的外表面。
在一个特别有利的实施例中，管道部段基本上是水平朝向的。当其中设置有热交换器的容器是平滑的时，这种朝向随后是特别有利的。在这种情况下，管道被横向流入。
在特殊情况下，例如在较深的容器中，当管道部段基本上是垂直朝向的时也会是有利的。在这种情况下，管道被纵向地流入，其优点在于，管道将产生很小的流动阻尼并且由此仅仅是极小地影响到在水处理池中的对流。
有利的是，管道部段平行地设置并且具有端部，其在液体端这样相互连接，即液体在多个各自相邻的管道部段中以相反的方向流动。液体也就是在平行设置的管道部段中流进和流出。在此以简单的方式实现了，即热交换器在极小的范围中还具有较长的流通通道。邻近管道部段之间的连接可以通过垂直的连接管实现。当四边形或正方形的管道部段无间距地彼此平行设置时，其端部可以通过多个开口，例如钻孔相互连接。
根据本发明的另一有利的变体，流通通道通过至少一个以螺旋形式设置的空心型材构成，其中螺旋具有一个垂直轴。空心型材可以例如是一种圆形或四边形的管道型材。在该变体中，管道也平行地设置，以便于构成长形的流通通道。由于缺乏急剧的弯折，所以液体端的流动阻尼非常小。这种变体特别适合于圆形的容器。
在另一有利的设计方案中，热交换器的外表面基本上平行于对流并且是平整的或起波纹的。热交换器对于对流具有一个尽可能小的流动阻尼。因此，其外表面平行于流动，从而废水可以畅通无阻地在外表面上流动。当四边形型材无间距或极小间距地平行设置时，这些型材形成了对于流动平滑的外表面。当成型的钢板这样例如在近代的加热体中相互连接时，这些钢板具有一种起波纹的外表面。当圆形的管道也平行地设置时，也就是当管道之间存在一个间距时，其大致构成一个起波纹的外表面。然后，其是一种假设折叠的外表面。
同样的，当热交换器的外表面同时是容器壁的内表面时，也是有利的。在该实施例中，热交换器是容器壁的完整构件。其具有优点，即热交换器不产生或仅产生极少的对于对流的额外阻尼。
当热交换器的流通通道通过在容器壁和其上安装的型材之间的空心腔构成时也带来了优点。型材是例如半管道、U型材或L型材的部分型材。型材可以安装到容器壁的内侧。但是在金属容器中，型材也可以安装到容器壁的内侧，从而容器壁构成了热交换器的热传递外表面。
在另一有利的设计方案中，装置具有可运行的刷子，用于清洁热交换器的外表面。在此，刷子通过一个驱动装置在热交换器的外表面上运动，以便于去除依附的固体和附着物。
可选地，热交换器的外表面有利地通过可运行的喷嘴来清洁。喷射水优选通过废水处理设施的排水口排放，从而进一步地使之无固体并且喷嘴不会堵塞。
附图说明
本发明的其他优点将在随后的实施例中描述。其中：
图1示出了通风的长形分沙器的纵向截面示意图，该分沙器带有其中设置的热交换器；
图2示出了图1的通风的长形分沙器的横向截面示意图；
图3示出了圆形分沙器的纵向截面示意图，该分沙器带有搅拌机和其中设置的热交换器；
图4示出了通过压缩空气来通风的通风水处理池的纵向截面示意图，在该通风水处理池中设置有热交换器；
图5示出了另一个具有表面通风装置的通风水处理池的纵向截面示意图，在该通风水处理池中设置有热交换器；
图6示出了用于清洁热交换器外表面的装置。
具体实施方式
图1和2示出了具有四边形基本面的分沙器1。分沙器1由具有用于通过分沙器1流过的废水的进水口4和排水口6的水池2构成。水处理池2可由混凝土、金属或塑料制成。水处理池2通过废水填充到某一个水平面8。水处理池2具有垂直的前端壁10、12以及侧壁14、16和斜的底面18、20，其用于向沟道22倾斜，从而在分沙器1中沉积的沙子被滑倒沟道22中。在沟道22中设置有输送螺杆24，其通过发动机26驱动并且将被分离出的沙子移动到泥坑28中。沙子借助于泵30从泥坑28中分出并且通常被输送到未示出的矿砂分级机或洗砂机中。泵30可以是一种旋转式泵也或是一种气升式泵(压缩空气提升泵)。
所示出的分沙器1(在该实施例中是长形分沙器)被通风。空气从风扇(未示出)通过压力管道32传送给临近侧壁14水平设置的扩散管道34，该扩散管道34具有穿孔36，空气通过这些穿孔压入废水中。被压入的空气在废水中以气泡38的形式升至水平面8并且在此在扩散管道上产生强对流，该对流平行于侧壁14朝上指向。在临近相对的侧壁16中，废水向下流动并且回到扩散管道34。因此，通过通风在分沙器1中产生类似翻转的流动，该流动在附图中通过箭头表示。在此，在底面18、20上的流动是这样的强度，即较小密度的有机物，例如排泄物被扬起，反之高密度的矿物质还留在底面18、20上。废水在较薄倾斜的底面上向下流动并且其上沉积的沙子移动到沟道22。由此而避免了底部的有机沉积物并且废水被混合，从而化学药剂也可以更好地混入废水中。另外，加快了沉积和絮凝，由此而可以实现更好的废水清洁。
分割壁40分隔出分沙器1的油脂收集室。分割壁40通常具有通孔(未示出)，漂浮物(如油脂和油污)通过该通孔到达由流动屏蔽的油脂收集室42中，其中上升并且在水平面8上形成一个漂浮层44。漂浮层44通过区域遮蔽物(未示出)沿着油脂收集室42移动到一个漏斗，该漂浮层可以借助于泵30从漏斗中抽出。
在实施例中，在分沙器1中具有被废水接触的外表面48的热交换器46在水平面8之下并且在扩散管道34上且临近侧壁14这样设置，即气泡38与在废水中产生的流动一同上升并且有助于清洁热交换器46的外表面48。然而，热交换器46也可以设置在相对立的侧壁16附近或分割壁40附近或者也设置在底面20上，从而废水在那里朝下在外表面48上流过。
在实施例中，热交换器46由一系列平行设置的管道50构成，在这些管道之间形成过渡区52。可选地，热交换器46也可以由其他空心型材构成，例如四边型材。空心型材也可以水平或垂直地无过渡区52地设置。
热交换器46具有用于液体的入水口54和排水口56，该液体在内部通过热交换器47和其形成流通通道220的管道50流动。管道50在其端部借助于管道弯曲件58这样相互连接，即液体在临近的管道50中以相反的方向流动。通过这种方式首先实现了，即流动通道220通过管道50尽可能地延长并且具有较大的外表面48。其二实现了，液体也在较小的流量中通过热交换器46在随后流通的管道50中快速而且急剧地流动，即液体端的Alpha值比较高。其三可以实现，即热交换器46在大外表面48的同时较短而且紧凑。
图3示出了分沙器100，其具有垂直轴102、圆形的水处理池2、周边壁104、底部106、进水通道108和排水通道110。进水通道108和排水通道110基本上相切地通入到水处理池2中，从而在该水处理池中产生螺旋的流动并且在废水流通时通过分沙器减少了压力流失。在水处理池2之下设置有用于沉淀出的沙子的收集室112。收集室112通过底板114与水处理池2分离并且具有一个泥坑28，从该泥坑上引出一个轴向的上升管道116，通过该上升管道沉淀的沙子从泥坑28中借助于泵装置(未示出)或压缩空气卷扬机垂直地抽出并且通过管道118输送到沙子分类器或沙子清洗器(也未示出)。
与上升管道116同轴地设置有螺旋的空心轴120，螺旋桨式的叶轮122安装在该空心轴120上。空心轴120由发动机124通过传动装置126驱动。通过叶轮122的旋转将在水处理池2中产生废水的一种轴向向上的流动。这种向上流动的形成得到一个以液体122同轴设置的导向环128的支持。在水平面8的下方，废水径向向外流动，在周边壁104的附近，废水向下流动。通过底部106和底板114，废水径向于空心轴120且朝着叶轮122回流。通过多个箭头来表示环形流动的方向。该环形流动还围绕垂直轴102重叠了螺旋流动，该螺旋流动一方面通过相切经由进水管道108流过并且通过流出管道110排出的水和另一方面通过叶轮122的旋转来产生。
特别重的固体(例如沙子)一方面通过根据所谓的茶杯效应的螺旋流动并且另一方面通过在底部106上径向向内的环形流动而向水处理池2的中心运行。在此，这些固体沉积到底部106和底板114上并且在朝向轴102的方向上移动。在底板114和空心轴120之间设置有环形缝隙130，沙子通过该环形缝隙下沉到收集室112中。较小密度的有机物相反通过流动而保持悬浮并且绝大多数通过废水到达排水管道110中。这样将实现，即分沙器1具有良好的分选性，这意味着，一方面较少的沙子保留在废水中并且另一方面仅少量的有机物连同沙子被送出。
在底部2中，在水平面8之下和周边壁104附近设置有热交换器46。液体通过进水管道54和环形的管道50流向排水管道56。环形的管道50形成了热交换器46的流动通道220。液体从排水管道56通过加热或冷却装置(未示出)，例如热泵循环地流动到进水管道54。其中液体被加热或冷却。在液体通过管道50流动时，液体被冷切或加热，在此期间该液体通过管道50的外表面48将热量释放到废水上或由废水接收。在实施例中，热交换器46仅由一个单一的环形管道50构成。该管道当然也可以由螺旋状的通道构成。
热交换器46在实施例中设置在周边壁104的附近，在那里废水在热交换器46的外表面48上向下流动。但是，热交换器46也可以设置在环形流动的其他位置上；例如导向环128设计为热交换器46，其中其面对轴102的外表面48提供了一个非常强烈的轴向且旋转的流动。
图4示出了具有表面通风装置的通风水处理池200。在水处理池2中具有由废水和活性污泥构成的混合物。在实施例中示出的水处理池2是圆形的，其具有垂直轴202、底部204和周边壁206，其在实施例中由金属板制成。在水处理池2上设置有用于容纳发动机210、传动装置212和以垂直轴202旋转的通风回旋装置214的桥208。通风回旋装置214在轴202的区域中向上吸出由废水和活性污泥构成的混合物并且在水平面8上径向向外地进行脱水。在此，在废水和活性污泥的混合物中注入气泡216，其将为混合物提供氧气。在水处理池2中将产生突出的环形流动，其在轴202的区域中向上并且在周边壁206附近向下。
半管道型材218围绕周边壁206这样安装，即在周边壁206和半管道型材218之间构成螺旋状的流动通道220，其中液体通过该流通通道从进水口222流向排水口224。周边壁206和在其上安装的半管道型材218形成热交换器46。周边壁206的内侧同时是热交换器46的外表面48。周边壁206的外侧同时是流通通道220的内表面228，该流通通道通过热交换器46来延伸。液体通过热交换器46的流通通道220流动，并且由废水和活性污泥构成的混合物沿着热交换器46的外表面48流动。因此，周边壁206的一部分用于将废水的热量传递给液体或反之亦然。
在液体在流动通道220中以及废水在外表面48上的环形流动中实现了用于热传递的较高的Alpha值。在热交换器46区域中的周边壁206可以是尽可能薄的，以便于通过周边壁206实现更好的热传导。因为周边壁206通过安装的半管道型材218而强化，所以周边壁206可以在热交换器46的区域中较薄地设计。
在实施例中示出了半管道型材218，其自身相对地进行接触。这些半管道型材也可以设置有间距。其当然也可以使用角型型材。
在图5中示出了具有压缩通风装置的通风水处理池200。四角的水处理池2具有平整的底204以及纵向壁250、252。在底204上和纵向壁250附近设置有扩散管道34，在该扩散管道中由鼓风机(未示出)吹入压缩空气。在扩散管道34上设置有通风机部件256，其在实施例中是碟形的。当然也可以使用例如管形或盘形的通风机部件256。通风机部件256具有多孔的主体或开槽的薄膜，通过该通风机部件，导入的压缩空气以细气泡216的形式注入到废水中。这些气泡上升到水平面8并且在纵向壁250的附近产生一种向上对流的废水流动。在相对的纵向壁252附近，废水向下回流。在水处理池2中将产生翻滚的流动，其方向通过箭头表示。
在通风机部件256之上设置有热交换器46，其具有用于液体在一个位置上流经的流动通道220，在该位置上，废水沿着热交换器46的外表面48向上流动。
该实施例的热交换器46由两个起波纹的板258、269构成，其这样相互连接，即在这些板之间形成长形的空心腔262，该空心腔构成流通通道220。相邻的空心腔在其端部上这样相互连接，即液体一次以可选地方向流过多个空心腔262。板258、260垂直地指向，从而上升的废水可以无较大阻尼地在该板上沿着板流动。
在实施例中，热交换器46这样定位，即空心腔262水平地延伸。但是也可以这样实现，即热交换器46以90度旋转地设置，从而空心腔262水平地延伸。
图6示出了在水处理池2中设置的热交换器46以及根据本发明的清洁装置300。热交换器46由多个平行且水平的四边形管道302制成，其形成用于液体的流动通道220并且在两个端部上具有通孔，例如钻孔(未示出)，通过这些通孔，液体从一个管道流入到相邻的四边形管道302中，从而在相邻的四边形管道302中的液体以相反的方向流动。
热交换器46具有两个平行垂直的外表面48，其由四边形管道302的各个相对的表面组成。废水沿着热交换器46的垂直的外表面48对流地向上流动，其中对流可以通过吹入到热交换器46之下的空气产生。
清洁装置300具有刷子308，其可以在热交换器46的外表面48上水平地移动，以便于该刷子来清洁依附的固体和附着物。刷子308被安装到叉状的支架310中，该支架与传动装置312连接。至少一个具有轮子316的轮轴314通过传动装置312在两端运行。轮子316在水处理池壁320的运行面318或轨道上运行。清洁装置300通过螺杆322的旋转来运动，该螺杆通过传动装置312来运行。可选地，当然也可以实现，清洁装置300借助于绳索驱动或链条驱动来移动。在清洁装置300中也可以设置喷嘴来代替刷子308。
本发明根据一个实施例来详细说明。但是本发明并不仅限于所示出和所述的实例。在权利要求保护的范畴内所进行的变体在任何时候都应能够实现。

Claims (26)

1.一种用于借助于由液体流过的热交换器(46)来进行在容器内的废水和液体之间的热传递的方法，所述热交换器具有被所述废水接触的外表面(48)，其中在所述废水中将产生对流，所述对流使得所述废水沿着外表面(48)运动，其特征在于，所述废水流过所述容器，并且所产生的对流用作清洁废水的辅助措施，同时也用于清洁所述热交换器(46)的外表面(48)。
2.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，在所述容器中的对流通过压缩通风装置来产生。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述容器中的对流通过表面通风装置来产生。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述废水在容器中通过压缩空气来通风并且逐渐上升的气泡(38、216)产生所述废水的一个翻滚式的流动。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述容器为分沙器(1)。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述容器中产生废水的一种环形的流动。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述容器中的对流通过搅拌机产生。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述废水在分沙器(1)中被清洁。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述废水被有机地清洁。
10.一种用于借助于由液体流通的热交换器(46)来传递在处于容器中的废水和液体之间的热量的装置，所述热交换器具有被所述废水接触的外表面(48)，其中在所述废水中设置有用于压入空气的扩散管道(34)和/或搅拌机，它们都将产生对流，所述对流使得所述废水沿着外表面运动，其特征在于，所述容器是一种废水处理设施的由废水流过的水处理池。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述水处理池(2)是活化装置的一种通风水处理池(200)。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述水处理池(2)是一个分沙器。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述分沙器(1)是一种圆形分沙器(100)，在其中心设置有一个能产生环形流动的搅拌机。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述分沙器(1)是一种长形分沙器，所述长形分沙器具有一个侧壁(14、16)以及至少一个沿着所述侧壁(14、16)设置的扩散管道(34)，用于吹入空气并且产生翻滚的流动。
15.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述热交换器(46)具有用于液体的进水口(4、222)和排水口(6、224)，其通过至少一个流通通道(220)相互连接，并且所述流通通道(220)的外表面构成了所述热交换器(46)的外表面(48)。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述流通通道(220)是由具有圆形或四边形的横截面的管道部段构成。
17.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述流通通道(220)是由具有正方形的横截面的管道部段构成。
18.根据权利要求16或17所述的装置，其特征在于，所述管道部段基本上是水平朝向的。
19.根据权利要求16或17所述的装置，其特征在于，所述管道部段基本上是垂直朝向的。
20.根据权利要求16或17所述的装置，其特征在于，所述管道部段平行地设置并且具有端部，其在液体端这样相互连接，即液体在多个各自相邻的管道部段中以相反的方向流动。
21.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述流通通道(220)通过至少一个以螺旋形式设置的空心型材构成，其中螺旋具有一个垂直轴(102、202)。
22.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述热交换器(46)的外表面(48)基本上平行于对流并且是平整的或起波纹的。
23.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述热交换器(46)的外表面(48)同时是容器壁的内表面。
24.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述热交换器(46)的流通通道(220)通过在容器壁和其上安装的型材之间的空心腔(262)构成。
25.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述热交换器(46)的外表面(48)借助于可运行的刷子(308)来清洁。
26.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述热交换器(46)的外表面(48)借助于可运行的喷嘴来清洁。
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