CN1984710B - 流体处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种流体处理装置，其特别用于废水处理。流体沿着其上附着生物材料的表面(3)被引导。擦拭元件(5)以仅覆盖一些部分而非整个表面的方式扫过表面(3)。这些部分选择为使得该元件清扫该覆盖有材料的表面(3)的一个部分然后清扫该覆盖有材料的表面(3)的另一个部分。

Description

流体处理装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分中指出的特征的流体处理装置。

背景技术

属于现有技术的这种装置，并且可以为阻止一定尺寸的颗粒的过滤器形式，或者为沿着覆盖有微生物的表面引导流体的生物流体处理装置形式。例如从WO 02/094724A1已知这种装置。

无论是穿过表面还是沿着表面引导待处理的流体，在连续工作时都会出现问题，即，由于渗透表面的堵塞或者由于覆盖有材料的表面的生长而使流阻增大。因此需要定期进行清洗以减小流阻。对于过滤器，通常通过反冲或者通过机械除去颗粒来进行清洗，但是缺点为，该方法的进程是不连续的，且各个清洗周期之间的流阻增大，即，流阻不恒定。

对于用于生物流体处理的装置，由于持续存在的微生物对于连续的、有效的流体处理是绝对必要的，因此即使附着到表面的微生物仅是过量的，也需要除去这些微生物。对于从WO 02/094724A1已知的装置，可以得到的是，相互啮合的盘组(disk stack)在径向丝网(web)的部分区域几乎相互接触，使得这些丝网不断地除去整个表面的上方相对设置的盘的材料覆盖物。因此基本上只会在丝网之间的凹陷区域导致集聚，这意味着盘的活性表面减少。这种设置的另一个缺点为，仅仅除去长出的过量的微生物材料，而基底没有任何更新，这会导致装置的效率在一段时间后降低。

发明内容

鉴于上述背景，本发明的目的是对公知类型的流体处理装置进行设计，从而避免上述缺点，特别地，连续地且尽可能彻底地交换附着到表面的材料，从而在较长的一段时间内也能确保装置保持恒定的活性，且尽可能使流阻恒定。

根据本发明，通过权利要求1中指出的特征实现这一目的。本发明的有利设计在从属权利要求、下文的描述以及附图中指出。

根据本发明，引导流体沿着或者穿过至少一个覆盖有材料的表面的流体处理装置包括以路径方式清刷表面的至少一个擦拭元件，其中选择路径进程(path course)(行程)以分多个部分连续地清刷覆盖有材料的表面，所述擦拭元件设计成具有窄侧和宽侧，并以下述方式在路径部分上被引导，即，该擦拭元件交替地使其宽侧基本上位于沿第一方向的路径部分上，随后使其窄侧基本上位于沿第二方向的路径部分上。因此，本发明的基本构思为，使用擦拭元件以路径方式处理覆盖有材料的表面，无论该表面是过滤器还是覆盖有生物材料(例如微生物)的表面，即，总是使用擦拭元件仅清刷该表面的一部分。所述擦拭元件尤其有利地用于清洗流体处理所用的渗透过滤器上的集聚物。由此，总是在这样的路径上引导所述擦拭元件，该路径的进程选择为分多个部分连续地清刷该覆盖有材料的表面，但是总体上尽可能彻底地清刷覆盖有材料的表面。因此，可以利用一个或多个擦拭元件，以连续的方式清除覆盖有材料的表面的附着材料直至基底。由于所述擦拭元件的应用仅仅在几个部分中进行，因此仅确保了该表面的一部分没有附着材料，从而使得与该路径相邻的区域，即剩余表面内的材料保持在那里。按照这个方式，并且采用恰当设计的擦拭元件，可以实现清除材料直至表面的基底，即，还可以除去较旧的下面的材料层。另一方面，使用恰当的路径进程，可以在工作期间实现连续擦拭，使得完全连续的处理方法成为可能，而且流阻基本上总是保持相同。

有利地，擦拭元件设计成具有窄侧和宽侧，并以下述方式在路径部分上被引导，即，该擦拭元件交替地使其宽侧基本上位于沿第一方向的路径部分上，随后使其窄侧基本上位于沿第二方向的路径部分上。通过这种方式，可以实现在该表面的上方输运目标材料，其中从设计角度而言可以相对容易地实现这种移动，这将在下文中再次进行详细解释。

有利地，设置多个擦拭元件，这些擦拭元件清刷不同的路径部分且优选地在运动时相互耦合。这种设置的优点为，通过恰当的路径设置，使得由于使用多个擦拭元件，而仅需执行相对小的移动，这在设计和驱动技术上是有利的。

一个或多个擦拭元件可以用于清洗过滤器表面，即用于以路径方式清除沉淀在过滤器表面上的沉淀物，或者可以用于清除表面的生物材料，使生物材料相对于生物过滤器沿纵向流动。

覆盖有材料的表面基本上可具有任意形状，且对于过滤器而言其通常为平面，但是筒体的侧表面也可形成这种表面，并且将擦拭元件的宽侧设置成基本上平行于筒体的轴线运动是有用的。这种筒体的侧表面可形成生物过滤器以及机械过滤器的表面(以筛筒的样式)。

根据本发明的装置不限于应用于废水处理技术，还可以应用于其他领域，例如化学反应器的形式，由擦拭元件除去反应产物，或者视具体情况还可以除去其他沉积，例如清洗催化剂表面。反应器可渗透气态以及液态物质，其中擦拭元件除去固态、粉末状、浆状或者流状物质。

对于最初描述方式的生物废水处理，如果由可以相对运动的盘的侧面形成覆盖有材料的表面，则是尤其有利的，其中给一个盘侧面配置至少一个擦拭元件，优选地给每个盘侧面配置至少一个擦拭元件，使得所述擦拭元件相互确保清除相邻盘的相对侧面上的材料。于是，通过盘相互之间的相对运动来控制擦拭元件沿盘侧面的运动，并因此控制路径进程。由此视不同情况通过适当设置擦拭元件和选择盘的转动方向，可以沿不同方向进行相邻盘的材料输运，如果需要引导相邻盘上不同的反应产物离开，则这一点尤为重要。

为了在小的空间内实现尽可能高的堆积密度，即获得尽可能大的覆盖有材料的表面，并因此实现生物有效性，通过有利的是，将盘设置为相互平行且间隔一定距离，以使擦拭元件在相邻盘之间起作用。由于盘相互平行，因而相互有效的擦拭元件总处于啮合状态，即，一旦盘相对运动，擦拭元件就执行擦拭功能。

擦拭元件本身以有利的方式由从盘基本上朝相对盘的方向垂直地延伸的擦拭器形成，使得擦拭元件的边缘指向相对侧面，擦拭位于该相对侧面上的材料。由于至少当擦拭直至相对盘侧面的基底时，擦拭器可同时用于维持相邻盘之间的距离，因此这种擦拭器形式对于设置多个擦拭器的情况尤为有利。

为了继续使用擦拭器分多个部分地清刷整个盘的表面，且由此实现被清除材料的目标材料输运，如果相邻的盘不仅以转动方式相对运动，而且以平移方式相对运动，并且相应地被驱动，则是有利的。由此，有利的是，在与相互平行设置的盘平行的平面内进行该运动。

有利地，相邻的盘按照下述方式相互运动，即，使得相对盘上的擦拭元件的宽侧运行基本上径向的工作路径，随后其窄侧执行返回路径，或反之亦然。由此，该返回路径的起点和该工作路径的终点应该位于相同的盘半径上，且反之亦然。通过宽侧的基本上径向的运动，进行从内部到外部或者优选地从外部到内部的材料输运。然而，由于该窄侧刺穿避开材料而非输送材料，因此基本上由窄侧进行返回运动，以通过该返回运动使已经被输运或者仍位于盘上的材料实际上没有移动。由此确保了擦拭元件将材料从一个半径处输运到另一个半径处。由此有效地选择盘上擦拭元件的设置，使得由此导致的且由基本上径向延伸的路径形成的环形擦拭区域交叠，因此最终根据擦拭器的设置和盘的运动进程，利用所有擦拭元件进行从外部到内部或者从内部到外部的径向材料输运。

为了实现上述运动，在盘的上方沿外摆线或内摆线路径引导一个或多个擦拭元件是有用的，这将在下文中进一步详细描述。

如果在不同半径的盘上的内摆线或外摆线路径上引导多个擦拭元件，则设置路径进程使得内摆线或外摆线路径在环形部分连接并交叠是有利的。然后，可进行从一个盘直径处到另一个盘直径处的有效材料输运，其中材料首先输运到一个环形部分的上方，随后按照适当的方式由下一个环形部分接管并进一步输运。从外部到内部的主要运动方向对于生物流体处理是尤其有利的，有利地，其中该流体流动方向应该沿着该方向进行。于是，从盘脱离的材料部分随流体流动被输运走，即被清除，且不存在该材料部分附着到位于材料输运方向后方的盘区域的危险。

在本发明的进一步发展中，为了能够在小的空间内实现尽可能大的用于流体处理的覆盖有材料的表面，构思出了设置至少两个盘组，使得一个盘组的一个盘毗邻另一个盘组的至少一个盘，其中将待处理的流体在盘组的这些相邻盘之间引导。此外，擦拭元件设置在相邻盘之间，且在任何情况下均从一个盘延伸到达相对的盘，并通过分几个部分地清除材料而以形成通道的方式起作用。

由此，有利地，将这些盘设计成环形，使得流体可通过盘内的中央缺口流动或者引导离开，且以其他方式在盘之间流动。有利地，沿相同方向但是以不同的转动速度驱动相邻的盘或盘组。

擦拭元件的上述运动过程，特别是外摆线或内摆线路径可以通过下述设计上简单的方式实现，即相互偏心地安装和驱动彼此相邻的盘。由此，啮合堆的盘有利地设计成环形并具有不同的外径，优选地具有相同的径向环宽度。在任何情况下，这些盘均可转动地安装并以相同的圆周速度进行驱动，从而由于转动轴线互不相同且外径不同，两个盘组的盘具有不同的角速度，尽管圆周速度相同。由此，强制进行盘组相互之间的相对平移和转动运动，该运动在盘上产生了擦拭元件的外摆线或内摆线路径。

从设计的角度，一个盘组的至少一个盘具有前端外齿(toothing)是尤其有利的，因为随后可以通过啮合在该外齿上的正齿轮以简单的方式实现转动驱动。采用这种齿，花费很少的力也可以驱动相邻设置的盘组，其中这些盘组或者与相邻的盘组直接啮合，或者通过适当的正齿轮在运动中相互耦合。

尤其有利地，盘组的至少一个盘，优选为所有的盘，在侧向突出区域上靠近外齿的位置处包括前端内齿，另一个盘组的至少一个盘的外齿与该前端内齿啮合。这种设置使得可以仅由两种不同的盘型构造盘组，特别地，这两种盘型为：直径相对较大的、具有外齿以及侧向突出和内齿的盘，以及直径较小的、仅具有外齿的盘。这两种盘都设计成环形，且实际上可将驱动配对统一成为无限大的盘组，并且无需对盘部分进行设计改变。于是所有的盘也都设有齿，且通过该齿，可以直接并独立地驱动相邻的盘。

基本上，可以通过一个或者多个带齿的驱动轮驱动外齿。尤其有利地，设置角度偏移的两个驱动轮，由此与所述盘在外周上的可转动支撑相结合，优选为相对设置以驱动啮合，可以提供不需要另外导向的稳定的三点安装。

有利地，擦拭器设置于盘上，使得其宽侧和径向形成基本上恒定的角度，该角度优选为30°至60°。

有利地，相邻盘的擦拭器设置成相互偏移90°，从相邻盘的擦拭器的碰撞角度而言这也是有利的，因为由此可确保盘的一个擦拭器的宽侧总是与相邻盘的擦拭器的窄侧碰撞，且两个宽侧或两个窄侧不相互毗邻，否则可能导致不允许的强力效果。

优选地，在盘内设置开口，该开口位于沿运动方向的各个擦拭器的后方，且大约平行于该运动方向，从而实现对擦拭器后方的压力补偿。优选地，擦拭器始终位于两个开口之间，因为由此擦拭器可以设置在保留于开口之间的丝网区域内，其由于擦拭器前方和后方的材料弱化而提供一定的运动能力，由于这样可以产生一定的偏转，因此这对于与相对设置的擦拭器的碰撞是尤其有利的。

有利地，擦拭器设计为使其延伸直至相邻的盘，即，擦拭器的高度决定了相邻的盘的距离。因此不提供要确定盘的相互轴向距离的任何单独的安装，相反这些盘可以彼此堆叠，其中盘的相互距离由擦拭器的高度确定。因此只需提供端部支撑，而对于其余部分，堆叠设置的盘仅仅通过中央开口可转动地支撑，并由位于外侧上的齿轮传动驱动这些盘。

为了防止相邻盘的擦拭器在碰撞时受损或者破坏，根据本发明的另一个实施方式，将擦拭器设计成使其窄侧以倾斜方式位于运动方向的前侧，且优选地其背侧面的窄侧也一样。如果接下来，如前所述，将相邻盘的擦拭器设置成相互偏移90°，且通过擦拭器前方和后方的缺口弱化了盘内的材料，从而由于两个擦拭器的碰撞可能产生目标偏转，其中通过作为连续表面的斜面相对于运动方向弯曲并偏离盘，擦拭器在该表面上以其宽侧横向地运动。

有利地，内部形成擦拭器的盘与驱动齿设计成为一个件，其为注射成型部件，且优选地由聚乙烯或聚丙烯制成。因此，实际上可以仅使用两种工具来制造任意尺寸的盘组。

这些盘组通常在相应的反应器中用于废水的生物处理，其中擦拭元件确保分多个部分地清除生物材料生长。由此，路径导向设计成使得在内摆线或外摆线路径进程中，各个盘通过这些擦拭器在一段时间内实际上被彻底地清刷。然而，擦拭器的设置和运动速度设计成使得盘上总是保留充足的生物材料，从而处理在其间引导的流体，但是另一方面又擦除足够的材料以防止反应器堵塞。

这些盘还可包括呈通道、结构或粗糙表面形式的缺口、断层或其它设计，这些可防止微生物的生长基底被彻底清除。有利地，盘组设置于封闭的反应器内，其中用于擦拭元件的运动进程的齿轮装置有用地设置于反应器内，且驱动装置设置于外部。然而，该驱动装置还可以位于该反应器内。备选地，该齿轮装置还可以位于该反应器的外部，这样尤其有利的是，预期可能会危害齿轮功能的更大沉淀物也可以与流体一起被带走。

作为前述盘组设置的备选，两个盘组都可以相对平移运动和转动运动，其中转动方向相同但是转动速度不同，也可以按下述方式实现这种或者类似的运动进程，其中一个盘组以静止的方式设置于反应器内，另一个盘组相应地以转动或平移的方式被驱动。

附图说明

以下通过附图所示的实施例更详细地描述本发明。附图中：

图1为擦拭器在环形盘上的移动进程的示意性图示；

图2示出了擦拭器在筒形表面上的移动进程；

图3示出了可以彼此相对运动的两个相邻盘的驱动和安装的极为简化的示意性图示；

图4为图3中的盘的相互设置的另一个立体图；

图5示出了根据图3的图示中具有外齿和内齿的盘，以及擦拭器的设置的放大图示；

图6示出了根据图3的图示中的盘组的安装和驱动；

图7示出了根据图3的图示中的备选安装/备选驱动；

图8示出了根据图3的图示中的具有公共驱动正齿轮的两个盘组的驱动；

图9为示出了其间具有盘组的反应器的立体图；

图10为位于驱动通道附近的根据图9的反应器的部分剖视图；

图11为具有移除了的前盖的根据图9的反应器的端视图；

图12示出了位于内部的和外部的外摆线路径上的两个擦拭器的路径进程；

图13示出了位于内部的和外部的内摆线路径上的两个擦拭器的路径进程；以及

图14示出了相对的盘的擦拭器的路径进程。

其中，附图标记说明如下：

1平面    2盘    3曲面    4筒体

5擦拭器/滑块  5′滑块       6转动方向     7方向

8半径         9半径         10曲线        11曲线

12路径进程    13(大)盘      14外齿        15内部缺口

16支承轴颈    17传动小齿轮  18齿          19外齿

20(小)盘      21内部缺口    22擦拭器      23窄侧

24宽侧        25倾斜表面    26整个高度的中间区域

27缺口        28丝网区域    29外摆线路径  30内摆线路径

31起点        33盘组        35反应器      36筒形外壳

37后盖        38前盖        39流体入口    40流体出口

41电机        42小齿轮

具体实施方式

参考图1和图2，其示意性示出了为了清除和移走附着在表面1、3上的材料，呈擦拭器5形式的擦拭元件如何在盘2的平面1上或者筒体4的曲面3上移动，以使擦拭器5分多个部分地清刷覆盖有材料的表面1或3。对于图1所示的盘2，该盘沿转动方向6进行转动，并且，擦拭器5沿径向7进行平移运动。此处，通过实例示出了两个擦拭器，其中擦拭器5′将材料从外半径8处传递到内半径9处，并且擦拭器5从内半径9处进一步向内移动，由此将被擦拭器5′推到半径9处的材料进一步向内输运。盘1沿方向6的转动速度以及擦拭器5沿方向7的平移运动(到达外部、随后到达内部)相互匹配，从而得到图1所示的曲线10和11。

如曲线10明确示出地，擦拭器5′首先基本上使用其宽侧将材料从半径8处推到半径9处，随后基本上以其刺穿该材料的窄侧在到达半径8处的返回路径上引导该材料，接着又使用其宽侧从半径8处到半径9处进行擦拭过程。这里，擦拭器5′的第二重复路径到达半径9处时，随后由擦拭器5接管该材料，擦拭器5同样使用其宽侧首先将该材料基本上径向地向内传递，随后使用其窄侧返回到半径9处。应该理解，使用相应擦拭器5的恰当设置可以实现将盘1的整个表面上的材料输运到内部，特别是分多个部分地进行输送，且在任何情况下均在如图1的实例中由路径10和11所示的路径上输送。

图2示出了利用筒体4的根据本发明的系统。筒体沿转动方向6转动，擦拭器5和5′沿与筒体的轴线平行的方向7以平移方式运动，且特别地交替运动到顶部和底部，使得路径进程12产生恰当的运动耦合，这与由图2所示的情况相似。使用根据图2的实施例，实现了材料在筒体4的曲面3上从底部到顶部的输运，其中路径进程为使得擦拭器首先基本上以其窄侧执行向下的返回运动，随后以其宽侧再次向上移动，并由此捕获附着在筒体表面3上的材料。在此同样地，擦拭器5、5′以及其它擦拭器设置成使得由下方擦拭器清除的材料可由位于所述下方擦拭器上方的下一个擦拭器接管。因此，彻底擦拭表面3所需的擦拭器5的数目取决于平移运动的路程。

例如可以通过由图3示意性示出的设置来实现这种运动进程。该设置包括环形的基本上平坦的盘13，该盘13的端面上设有外齿14。盘13包括中央内部缺口15(图4)，支承轴颈(bearing journal)16穿过该内部缺口15，盘13可转动地安装和支撑于该支承轴颈16上。支承轴颈16的直径小于内部缺口15的直径，使得盘13的安装是偏心的。

盘13通过传动小齿轮(drive pinion)17来驱动，该小齿轮17同样包括与外齿14啮合的端齿。该传动小齿轮17同时形成了支承轴颈16的相对支承(counter bearing)，使得盘在传动小齿轮17转动时围绕支承轴颈16的轴线转动。

盘13在靠近外周的一侧面包括侧向突出的齿18，齿18与直径更小的盘20的外齿19驱动啮合，盘20设置成平行于盘13且与其存在一定间距。盘20与盘13一样为环形，并包括同轴设置的圆形内部缺口21，该内部缺口21的尺寸与盘13的内部缺口15的尺寸相同。支承轴颈16同样穿过该内部缺口21，使得盘20以可转动运动的方式安装在外齿19和齿18的啮合处与支承轴颈16之间。盘20的安装也是偏心的。

由齿18形成的盘13的内齿与盘20的外齿19之间的驱动啮合仅存在于与支承轴颈支撑相对的区域内，粗略而言，存在于传动小齿轮17与盘13的外齿14啮合的位置。由于盘20的外径明显小于由齿18形成的内齿的直径，因此盘20可以在该内齿内滚动。

将盘13和盘20都设计成环形，且由于盘13的内齿18的齿数对应于外齿14的齿数，因此以相同的圆周速度V3驱动盘13和盘20。然而，由于盘13和盘20具有明显不同的直径，导致转动速度不同，从而使得盘13和盘20之间出现可转动的相对运动。另外，由于以偏心的方式安装这些盘，因此这些盘之间的彼此相对运动不仅是转动的，还是平移的。

外齿14或内齿18的齿数为103个，而盘20的外齿19的齿数仅为101个。这两个数为基本数，正是因为如此，如果例如考虑这些盘上的两个点，只有转动10403次之后，才会出现盘13和盘20彼此返回到相应位置的情形。

在各个盘13和盘20上的两侧面设置擦拭器22，所述擦拭器22从所述盘竖直向上延伸，并具有窄侧23和宽侧24。在各个情形中，两个擦拭器22的窄侧设置成一个接一个且相互毗邻，并设置成与径向成约45°的角度。各个擦拭器22均包括相对于窄侧端部倾斜的表面25，该表面基本上从各个盘13和盘20的基底材料延伸直至擦拭器22的整个高度。擦拭器22仅在中间区域26具有整个高度，如从图5的细节可以看出这一点。

突出超过擦拭器的长度且宽度与擦拭器大致相同的缺口27在各个盘13和盘20内设置成朝向宽侧24并位于各个擦拭器的前方和后方，使得彼此相邻设置的一对擦拭器总是设置于保留在两个缺口27之间的丝网区域28上。

成对设置的擦拭器22设置于各个盘13和盘20的两侧面上，并且特别地，位于另外一个盘侧面上的擦拭器设置于大致相同的位置，但是位于相邻的丝网区域28。也正是由于这个原因，三个缺口27总是彼此相邻地设置，从而特别地，可以首先将一对擦拭器22设置在形成于两个缺口27之间的第一丝网区域28上的一侧，且随后可以将一对擦拭器22设置于位于另一个丝网区域上的另一侧(位于图中的背侧上)。

尽管盘13的擦拭器总是设置成30°至60°的角度α，此处为与径向成45°(角度α为擦拭器的宽侧与径向之间的角度)，且特别地设置到盘的两侧面，然而大盘13上的擦拭器22的方向不同于小盘20上的擦拭器22的方向，特别地，这些方向设置成彼此成90°角，例如在图4和图5中通过擦拭器方向的比较而阐明了这一点。

在各种情况下，盘13和盘20均与擦拭器22形成为一个件，并制造成塑料注射成型部件。这些盘在任何情况下均成对设置，由此，其内具有小盘20的大盘13和与其连接的、内部也具有小盘20的大盘13以交替的方式设置到盘组33内，如图6所示。

这些盘之间的相互间距由擦拭器22的高度，特别地，由中间区域26内擦拭器22的高度决定。将这些盘13和20彼此堆叠(图6)，从而这些盘沿支承轴颈16的轴向松散地相互支承，但是可以通过其他方式将内部缺口15和21安装在支承轴颈16上，并通过相对的传动小齿轮17夹紧及驱动连接。

由于擦拭器22从各个盘延伸到相邻的盘并且反之亦然，可能会发生相邻盘13和20的两个擦拭器22之间的碰撞。由于盘13的擦拭器22和盘20的擦拭器22设置成相互偏移90°，因此在碰撞的情况下，擦拭器22的宽侧24总是撞击相对放置的盘的擦拭器22的窄侧23。设置倾斜表面25，使得在此不会导致由冲击等引入力以及对擦拭器22的损伤，且这些表面确保了擦拭器22的窄侧23使相对的擦拭器22在其宽侧24上弹性地移位。因此，由于目标材料的弱化，使得擦拭器22也可以在盘本身的区域内偏转，从而可以在丝网区域内偏转，所以丝网区域28是有用的。因此，相对的盘13和盘20的擦拭器22可以弹性地偏转，但是另一方面，承载于相对的盘上的擦拭器22以其中间区域26的整个高度决定这些盘的间距，这些擦拭器确保了清除材料直至盘的基底。

通过盘13和盘20的转动以及平移运动，相对盘侧面上的各个擦拭器22沿外摆线或内摆线路径进行清刷。通过图12至图14更加详细地示出这些路径。

特别地，根据不同波长(wavelength)的径向设置，设置于小盘20上的擦拭器22在大盘上产生外摆线路径29，如图12中的a和b所示。大盘13上的擦拭器22在小盘20上产生内摆线路径30，如图13所示，特别地，此处它们的波长也取决于各个擦拭器的径向设置。

对于外摆线路径29，擦拭器22从起点31首先执行返回路径，在该返回路径上擦拭器22基本上以其窄侧23移动。当擦拭器随后到达其刚刚清刷的盘的最大半径时，该擦拭器在以其窄侧23再次进行返回路径之前，基本上以其宽侧24沿径向向内推进材料。

对于内摆线路径30，运动进程基本上相反，即，首先实现使用宽侧24的基本上径向运动，由此将材料移动到内半径上，然后在返回路径上窄侧23被再次引导到外半径上。擦拭器22设置于盘13和盘20上，以使外摆线路径29或内摆线路径30径向交叠，使得通过擦拭器实现的沿径向向内的材料输运，通过位于更靠内部的擦拭器而进一步向内移动。由于所有路径都是转动的，因此经过一定的时间会实现彻底的材料清除，其中由于材料总是分多个部分地被清除，因此一方面确保提供了相邻盘13之间用于渗透流体的足够的流动截面，且另一方面确保材料集聚在盘13、20上，从而确保对流体的充分处理。实施例中示出的通流从外部到内部进行，但是也可以沿相反的方向进行。擦拭器和流体流动的输运功能相互补充，即，由该流体实现稀释，由擦拭器实现互相混合。在图14中示出了相对盘的擦拭器所经历的路径，该图示还示出了在碰撞时擦拭器22总是以90°角相交。

如图6示意性示出的具有支承轴颈16和传动小齿轮17的盘组33，例如可以整合到图9至图11所示的反应器35。反应器具有基本上为筒形的外壳36，该外壳36的端侧通过两个凸缘盖37、38端接。图9中位于前方的盖38具有流体入口39以及中央流体出口40。根据图6的盘组设置于筒形外壳36内，且可转动地设置于轴颈16上。和盘组33相同，传动小齿轮17几乎在与其啮合的筒形外壳36的整个长度上延伸。承载小齿轮17的轴密封地穿过前盖38引出，其中驱动电机41突出地形成于该前盖38上。

待处理的流体穿过盖38内的流体入口39进入筒形外壳36中，并从该外壳沿由擦拭器形成的通道穿过盘组33从外部进入内部，并通过形成于轴颈16与盘组33的内部缺口15和21之间的自由空间以及流体出口40再次离开。被清除的材料与待处理的流体一起也通过流体出口40离开。

对于前述实施例，通过两点安装实现了盘组23的驱动和安装。图7示出了如何实现三点安装，其中提供了另外的驱动，或者视具体情况而定，仅与传动小齿轮17相邻地设置共同转动的小齿轮42，该小齿轮42同样在端部设有齿，并与盘组啮合。有利地，所有前述元件均可由塑料制成，特别是可以应用已经在废水技术中经过测试的那些塑料。

图8示出了多个盘组33如何相互驱动地连接。图8的盘组33设置成相互存在一定间距，但是都通过直接配合而与传动小齿轮17啮合，使得这些盘组耦合运动。因此也可以使用一个传动小齿轮17驱动两个盘组33，应该理解，需要相应地调整反应器外壳。实际上，可以将任意数目的盘组设置成彼此相邻且可转动地连接，且还可以在从其构造角度不改变基本的构造元件，特别是盘13和盘20的情况下，改变盘组的长度。

Claims (43)

1.一种流体处理装置，其特别用于废水处理，该流体处理装置引导流体沿着或穿过至少一个覆盖有材料的表面，其特征在于，该装置设有至少一个擦拭元件(22)，所述擦拭元件以路径方式清刷所述表面，其中路径进程(29，30)被选择为使得所述覆盖有材料的表面以分多个部分的方式被连续地清刷，所述擦拭元件(22)包括窄侧(23)和宽侧(24)，并以下述方式在路径部分上被引导，即，使得所述擦拭元件交替地以其宽侧(24)近似沿第一方向在路径部分上擦拭，随后以其窄侧(23)近似沿第二方向在路径部分上擦拭。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，设置多个擦拭元件(22)，所述擦拭元件清刷不同的路径部分。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述覆盖有材料的表面形成过滤器的过滤表面，且所述擦拭元件用于清除沉淀物。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述覆盖有材料的表面为一筒体(4)的侧表面，且所述擦拭元件(22)的宽侧近似平行于所述筒体的轴线运动。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述覆盖有材料的表面由能够彼此相对运动的盘(13，20)的侧面形成，其中给一个盘侧面配置至少一个擦拭元件(22)。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述覆盖有材料的表面由能够彼此相对运动的盘(13，20)的侧面形成，其中给每个盘侧面配置至少一个擦拭元件(22)。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述盘(13，20)设置成相互平行且间隔一定距离，并且所述擦拭元件(22)在相邻的盘(13，20)之间起作用。

8.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述擦拭元件由从所述盘(13，20)朝相对盘(20，13)的方向近似垂直延伸的擦拭元件(22)形成。

9.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，相邻的盘(13，20)能够被驱动为彼此转动地运动或彼此平移地运动。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述盘(13，20)设置成 相互平行，且在与所述盘(13，20)平行的平面内进行所述盘(13，20)的相互运动。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，相邻的盘(13，20)以下述方式相互运动，即，使得相对盘上的擦拭元件(22)以其宽侧(24)运行近似径向的工作路径，随后以其窄侧执行返回路径，或反之亦然，其中该返回路径的起点和该工作路径的终点位于相同的盘半径处，且反之亦然。

12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述擦拭元件(22)在所述盘(13，20)上的内摆线路径(30)或外摆线路径(29)上被引导。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，一个盘的擦拭元件(22)运行外摆线路径(29)，相邻的盘的擦拭元件运行内摆线路径(30)。

14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，多个擦拭元件(22)在不同半径的盘(13，20)上的内摆线路径(30)或外摆线路径(29)上被引导，所述内摆线或外摆线路径在环形部分相互连接或相互交叠，进行从一个盘直径处到另一个盘直径处的材料输运。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，从外部到内部进行所述从一个盘直径处到另一个盘直径处的材料输运。

16.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述盘(13，20)由至少两个盘组(33)形成，并设置成使得一个盘组中的一个盘(13)与另一个盘组中的至少一个盘(20)相邻，其中将待处理的流体引导至所述盘组的相邻盘之间。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，相邻的盘(13，20)或盘组沿相同的方向但是以不同的转动速度被驱动。

18.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述盘(13，20)设计成环形，且流体流过由所述盘(13，20)内的中央缺口(15，21)形成的中央通道，并在所述盘之间流动。

19.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，彼此相邻设置的盘(13，20)相互偏心地被安装和驱动。

20.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，相互啮合的盘组的盘(13，20)形成为环形并具有不同的外径，所述盘(13，20)可转动地安装并以近似相同的圆周速度驱动。 

21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，相互啮合的盘组的盘(13，20)具有相同的径向环宽度。

22.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，至少一个盘组的盘(13，20)具有端侧外齿。

23.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，一盘组的至少一个盘(13)在突出区域上靠近外齿(14)的位置处包括端侧内齿(18)，另一个盘组的至少一个盘(20)的外齿(19)与所述端侧内齿啮合。

24.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，所有的盘(13，20)均包括齿(14，19)并被驱动。

25.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述盘(13)的外齿(14)被驱动连接到角度相互偏移的两个齿轮装置(17)。

26.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述盘(13，20)以相对设置的方式可转动地支撑于内周上，以进行驱动啮合。

27.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其特征在于，所述擦拭元件(22)设置成使得其宽侧(24)和径向形成近似恒定的角度(α)。

28.根据权利要求27所述的装置，其特征在于，该角度(α)为30°至60°。

29.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，相邻的盘(13，20)的擦拭元件(22)设计成相互偏移90°。

30.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，在所述盘(13，20)内、所述擦拭元件(22)的前方和/或后方设置开口(27)。

31.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述擦拭元件(22)的高度决定相邻的盘(13，20)的距离。

32.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其特征在于，以倾斜方式设计所述擦拭元件(22)，使所述擦拭元件(22)的窄侧(23)位于运动方向前侧。

33.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，其上形成所述擦拭元件(22)的盘(13，20)与驱动齿(14，18，19)设计成为一个件，其为塑料注射成型部件。

34.根据权利要求33所述的装置，其特征在于，所述塑料注射成型部件由聚乙烯或聚丙烯制成。

35.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，具有所述擦拭元件 (22)的盘(13，20)形成生物废水处理反应器(35)的一部分，其中所述擦拭元件(22)清除生物材料生长。

36.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，具有所述擦拭元件的盘形成化学反应器，其中所述擦拭元件清除至少一部分化学反应产物。

37.根据权利要求35所述的装置，其特征在于，在该反应器内设置用于所述擦拭元件(22)的运动进程的齿轮装置(17)，且驱动装置位于该反应器的外部。

38.根据权利要求35所述的装置，其特征在于，在该反应器的外部设置用于所述擦拭元件的运动进程的齿轮和驱动装置(41)。

39.根据权利要求35所述的装置，其特征在于，所述盘由至少两个盘组形成，一个盘组以静止的方式设置于该反应器内，而另一个盘组被驱动。

40.根据权利要求36所述的装置，其特征在于，在该反应器内设置用于所述擦拭元件(22)的运动进程的齿轮装置(17)，且齿动装置位于该反应器的外部。

41.根据权利要求36所述的装置，其特征在于，在该反应器的外部设置用于所述擦拭元件的运动进程的齿轮和驱动装置(41)。

42.根据权利要求36所述的装置，其特征在于，所述盘由至少两个盘组形成，一个盘组以静止的方式设置于该反应器内，而另一个盘组被驱动。

43.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述盘包括呈通道、或粗糙表面形式的缺口。 

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