CS203933B2

CS203933B2 - Surface aerating device with vertical axle for oxidizing troughs

Info

Publication number: CS203933B2
Application number: CS787203A
Authority: CS
Inventors: Ferenc Fogarasi; Rudolf Korda; Karoly Markovics; Arpad Mezoe; Ferenc Reviczky
Original assignee: Tatabanyai Szenbanyak
Priority date: 1977-11-09
Filing date: 1978-11-06
Publication date: 1981-03-31
Also published as: PL210790A1; HU179072B; PL128794B1

Description

Vynález se týká povrchového provzdušňovacího zařízení se svislou osou pro oxidační žlaby.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a vertical axis aeration device for oxidizing troughs.

Úkolem povrchových provzdušňovacích zařízení je kromě přívodu kyslíku uvádět kapalinu v určitém směru přiměřenou rychlostí do pohybu. V přítomné době se užívá rozmanitých provzdušňovacích zařízení, z nichž některé jsou s vodorovnou osou, jiné se svislou osou. Účinnost zařízení s vodorovnou osou není dostatečně veliká, nehledě k tomu, že uložení a údržba těchto zařízení je spojena se značnými problémy. Lopatky připevněné k ose zasahují pod hladinu vody jen do poměrně malé hloubky, takže mohou zajistit pohyb toliko nejvyšších vrstev kapaliny. Je proto hloubka oxidační vody omezená. Další nevýhoda zařízení s vodorovnou osou spočívá v tom, že v důsledku jejich velké celkové hmotnosti je jejich pořizovací cena vysoká.The purpose of surface aeration devices is to move the liquid in a certain direction at an appropriate speed in addition to the oxygen supply. At present, a variety of aeration devices are used, some with a horizontal axis, others with a vertical axis. The efficiency of the horizontal axis devices is not sufficiently high, despite the fact that bearing and maintenance of these devices is associated with considerable problems. The blades attached to the axis extend below the water surface only to a relatively small depth so that they can only move the highest layers of liquid. Therefore, the depth of the oxidation water is limited. Another disadvantage of horizontal axis devices is that due to their large total weight, their purchase price is high.

U provzdušňovacích zařízení se svislou osou je účinnost přívodu kyslíku větší, konstrukce těchto typů provzdušňovacích zařízení je jednodušší, jejich provoz je bezpečný, náklady na údržbu jsou poměrně malé a užívá se proto tohoto typu provzdušňovacích zařízení i pro oxidační žlaby. Nedostatek provzdušňovacích zařízení tohoto typu spočívá v tom, že nezajišťují žádoucí prou2 dění kapaliny, zvláště v nádržích, a v oxidačních žlabech neuvádějí kapalinu do proudění odpovídající rychlostí v jednom směru.In aerators with vertical axis, the efficiency of oxygen supply is greater, the design of these types of aerators is simpler, their operation is safe, maintenance costs are relatively small and therefore this type of aerators is also used for oxidation troughs. A drawback of aeration devices of this type is that they do not provide the desired flow of liquid, especially in tanks, and do not introduce liquid into the flow at a corresponding velocity in one direction.

Jednotlivá provzdušňovací zařízení představují poslední stav techniky mají mimoto zvláštní nevýhody, související s jejich konstrukcí. U jednoho provedení klesá stupeň účinnosti přívodu kyslíku důsledkem silné cirkulace vody v okolí provzdušňovacího zařízení, čímž se zmenšuje proud vody vystupující z odvzdušňovacího zařízení, náraz vnější vody, rozstřik a povrchová plocha. Při předávání energie vodního proudu vystupujícího z provzdušňovacího zařízení dochází k značným ztrátám. Voda cirkulující v okolí provzdušňovacího zařízení naráží na přepážku, čímž dochází ke ztrátě rázu.Furthermore, the individual aeration devices represent the state of the art and have particular disadvantages inherent in their construction. In one embodiment, the degree of oxygen supply efficiency decreases due to strong water circulation around the aerator, thereby reducing the flow of water exiting the aerator, the impact of external water, spatter, and surface area. Significant losses occur when the energy of the water stream exiting the aeration device is transmitted. The water circulating around the aeration device strikes the bulkhead, thereby losing its impact.

U jiného provedení je přeměna energie vody vystupující z provzdušňovacího zařízení, kterou vyvolá cirkulační pohyb v oxidačním žlabu, ještě méně účinná než u shora zmíněného provedení, ježto toto zařízení používá rovných přepážek, před nimiž a za nimiž vznikají mrtvé prostory. Rychlost kapaliny tryskající z provzdušňovacího zařízení je příliš malá, čímž se energie vznikající rychlostí vody, kterou provzdušňovací zařízení předává kapalině, prakticky ztrácí.In another embodiment, the energy conversion of the water exiting the aeration device, which causes the circulation movement in the oxidizing trough, is even less effective than in the aforementioned embodiment, since the device uses straight baffles in front of and behind which dead spaces are formed. The velocity of the liquid spouting from the aeration device is too low, whereby the energy generated by the velocity of the water, which the aeration device transmits to the liquid, is practically lost.

U provedení, u něhož je provzdušňovací komora kombinována s oxidačním žlabem, je nevýhodou obtížnost montáže, demontáže a údržby.In an embodiment in which the aeration chamber is combined with an oxidizing trough, the disadvantage is the difficulty of assembly, disassembly and maintenance.

Nevýhody má i nejnovější zařízení, u něhož voda tryskající z provzdušňovacího zařízení teče dvěma směry, čímž vznikají v důsledku křížení rovin souměrnosti oxidačního žlabu vzájemně protisměrné pohyby. Rychlost vody je určována množstvím vody dodávaným provzdušňovacím zařízením. U tohoto zařízení není možno dosáhnout potřebné rychlosti vody vzhledem k tomu, že na oxidační žlab není možno napojit tak veliké provzdušňovací zařízení, které by bylo schopno dodat tolik vody, aby voda rozdělená do dvou směrů dosáhla potřebné rychlosti.Disadvantages also have the latest equipment, in which the water jets from the aeration device flow in two directions, whereby the reciprocating movements of the oxidation trough are created in mutual direction. The water velocity is determined by the amount of water supplied by the aeration device. With this device it is not possible to achieve the required water velocity because the oxidizing trough cannot be connected to a large aeration device capable of supplying enough water so that the water in two directions reaches the required velocity.

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení podle vynálezu, které se týká povrchového provzdušňovacího zařízení pro oxidační žlaby se svislou osou. Podstata vynálezu spočívá v tom, že na straně sací trouby obrácené k provzdušňovacímu zařízení je uspořádán nástavec s deskami pro zabránění otáčení, opatřený orgány pro nastavení do svislé polohy, přičemž provzdušňovací kolo je obklopeno nejméně v úhlu 220° vodicím orgánem, který dále pokračuje přímým úsekem.These disadvantages are overcome by the device according to the invention which relates to a surface aeration device for oxidizing troughs with a vertical axis. SUMMARY OF THE INVENTION The side of the suction pipe facing the aeration device is provided with an extension with rotation prevention plates provided with vertical positioning elements, the aeration wheel being surrounded by at least an angle of 220 ° by a guide member, which then continues with a straight section .

S podstatou vynálezu souvisí ještě několik dalších alternativních provedení. Průměr desek pro zabránění otáčení je větší než vnější průměr rotačního provzdušňovacího kola. V otvoru provedeném v dolní uzavírací desce vodícího orgánu jsou uspořádány výstupky pro zabránění otáčení. Svislý rozměr vodícího orgánu je rozdělen hladinou kapaliny, která je v klidu, ve dvě části.Several other alternative embodiments are also related to the invention. The diameter of the rotation prevention plates is greater than the outer diameter of the rotary aeration wheel. In the opening provided in the lower closing plate of the guiding member there are protrusions for preventing rotation. The vertical dimension of the guide member is divided by the liquid level at rest in two parts.

Výhoda povrchového provzdušňovacího zařízení s rotačním provzdušňovacím kolem spočívá v tom, že se jím dosahuje velmi účinného přívodu kyslíku do provzdušňované kapaliny, a že zařízení zajišťuje vysoce účinnou přeměnu energie vody vystupující z provzdušňovacího zařízení za účelem dosažení cirkulace odpadové vody v oxidačním žlabu.An advantage of a surface aeration device with a rotating aeration wheel is that it achieves a very efficient supply of oxygen to the aeration fluid, and that the device provides a highly efficient conversion of the energy of the water leaving the aeration device in order to achieve wastewater circulation in the oxidation trough.

Povrchové provzdušňovací zařízení se svislou osou pro oxidační žlaby podle vynálezu je blíže vysvětleno s odkazem na výkresy, na nichž znázorňuje obr. 1 řez v rovině A—A na obr. 2 v oxidačním žlabu s šikmými stěnami, obr. 2 půdorys provzdušňovacího zařízení, obr. 3 provzdušňovací zařízení v oxidačním žlabu s šikmými stěnami, obr. 4 průřez oxidačním žlabem s šikmými stěnami, obr. 5 průřez oxidačním žlabem s kolmými stěnami.The vertical-axis surface aeration apparatus for the oxidation troughs according to the invention is explained in more detail with reference to the drawings, in which Fig. 1 shows a section along line A-A in Fig. 2 in a sloping oxidation trough; Fig. 4 is a cross-sectional view of an oxidizing trough with inclined walls, Fig. 4 is a cross-section of an oxidizing trough with inclined walls.

Provzdušňovací kolo 1 povrchového provzdušňovacího zařízení se svislou osou, jehož zahnutá část je uložena na můstku, zasahuje svým vstupním otvorem do nástavce 2 sací trouby, který je možno nastavit do svislé polohy. Sací trouba 3, jíž se užívá u provzdušňovacích nádrží a u jiných řešení oxidačních žlabů, a která je proto známá, se odchyluje od svislého směru, a sice ve směru protilehlém k rychlostnímu vektoru cirkulující kapaliny. Vodorovný úsek sací trouby 3 je uspořádán v blízkosti dna oxidačního žlabu. V bezprostřední blízkosti provzdušňovacího zařízení je za účelem zabránění proudění kapaliny vestavěno nejméně šest desek 5 pro zabránění otáčení a přesahujících průměr provzdušňovacího zařízení.The vertical axis aeration wheel 1 of the vertical-axis aeration device, the curved portion of which is supported on the bridge, extends through its inlet opening into the suction tube extension 2, which can be adjusted vertically. The suction tube 3, which is used in aeration tanks and other solutions of oxidizing troughs and which is therefore known, deviates from the vertical direction, namely in the direction opposite to the velocity vector of the circulating liquid. The horizontal section of the suction tube 3 is arranged near the bottom of the oxidizing trough. At least six rotation prevention plates 5 in excess of the diameter of the aeration device are installed in the immediate vicinity of the aeration device to prevent liquid flow.

Provzdušňovací kolo povrchového provzdušňovacího zařízení se svislou osou je obklopeno nejméně v úhlu 220° (obr. 2) vodicím orgánem 6 odpovídajícího průměru, který pokračuje dále přímým úsekem Ba. Vodicí orgán B sestává ze svislé boční stěny Bb, z vodorovné dolní uzavírací desky 6c a v případě potřeby uzavření shora z krycí desky Bd. Svislá boční stěna 6b je uspořádána částečně pod povrchem kapalíny (obr. 1). Ve vodorovné dolní uzavírací desce 6c je pod provzdušňovacím zařízením vytvořen otvor o přiměřeném průměru a sice soustředně s osou otáčení provzdušňovacího zařízení. Zařízení je uspořádáno vzhledem k hladině vody, jak je znázorněno na obr. 1 a 3, a sice od podélné osy oxidačního žlabu s výstředností x.The aeration wheel of the surface aeration device with a vertical axis is surrounded at least at an angle of 220 ° (Fig. 2) by a guide member 6 of corresponding diameter, which continues further through the straight section Ba. The guide member B consists of a vertical side wall Bb, a horizontal lower closure plate 6c and, if necessary, a top closure of the cover plate Bd. The vertical side wall 6b is disposed partially below the liquid surface (FIG. 1). In the horizontal lower closure plate 6c an opening of adequate diameter is formed below the aeration device, namely concentrically with the axis of rotation of the aeration device. The device is arranged with respect to the water level, as shown in Figs. 1 and 3, namely from the longitudinal axis of the oxidation trough with eccentricity x.

Popsané zařízení pracuje takto. Provzdušňovací zařízení nasává kapalinu konfuzorem ve směru šipky I (obr. 3). Tento způsob nasávání přispívá k jednostrannosti vodního proudu. Nasáté množství vody proudí výstupním otvorem provzdušňovacího zařízení rychlostí 4 až 6 m/s v závislosti na obvodové rychlosti válcovitého povrchu, určené vnějším průměrem provzdušňovacího zařízení, a na šíři lopatek na výstupu. Rychlostní vektor vytékajícího množství kapaliny svírá s tangentou ostrý úhel. Proud kapaliny vystupující z provzdušňovacího zařízení naráží na vnější kapalinu a na povrch zvětšený rozstřlkem, přičemž dochází známým způsobem k pohlcování kyslíku. Působením rychlostní energie vystupujícího proudu kapaliny a vlivem jejího směru je kapalina nacházející se uvnitř vodicího orgánu 6 (obr. 1, 2) uváděna do rotačního pohybu ve směru šipky II, načež proud kapaliny opouští vodicí orgán 6 ve směru šipky III přímým úsekem Ba. Ve vodicím orgánu B se kapalina regeneruje, a sice jednak kapalinou vystupující z provzdušňovacího zařízení, jednak kapalinou vytékající otvorem o odpovídajícím průměru vytvořeném ve vodorovné dolní uzavírací desce 6c (obr. 1 šipky IV).The device described works as follows. The aeration device sucks the liquid through the confuser in the direction of arrow I (Fig. 3). This type of suction contributes to the one-sided water flow. The sucked amount of water flows through the outlet opening of the aerator at a speed of 4 to 6 m / s depending on the peripheral velocity of the cylindrical surface determined by the outer diameter of the aerator and the width of the vanes at the outlet. The velocity vector of the flow of liquid forms an acute angle with the tangent. The flow of liquid exiting the aeration device impinges on the external liquid and on the surface enlarged by spatter, whereby oxygen is absorbed in a known manner. Due to the velocity energy of the emerging liquid stream and its direction, the liquid inside the guide member 6 (Figs. 1, 2) is rotated in the direction of arrow II, whereupon the liquid stream leaves the guide member 6 in the direction of arrow III through a straight section Ba. In the guide member B, the liquid is regenerated, both by the liquid exiting the aeration device and by the liquid flowing through a hole of corresponding diameter formed in the horizontal lower closing plate 6c (FIG. 1 of arrow IV).

Kapalina nacházející se v oxidačním žlabu protéká zčásti vodicím orgánem B a pouští jej ve směru šipky III jeho přímým úsekem Ba. Další část kapaliny nacházející se v oxidačním žlabu protéká vodicím orgánem B a opouští tento orgán ve směru šipky III podstatně větší rychlostí, než byla její rychlost v oxidačním žlabu. Tato kapalina, jejíž rychlost je veliká, působí vstřikováním na kapalinu nacházející se vedle vodicího orgánu B a pod tímto orgánem, přičemž její rychlostní energie se zčásti mění na energii tlakovou. V důsledku tohoto působení se uvede kapalina nacházející se v oxidačním žlabu do cirkulačního pohybu ve směru šipky V. Desky 5 pro zabránění otáčení způsobí pokles cirkulace kapaliny v okolí provzdušňovacího zařízení, čímž podporují intenzívnost rázu kapaliny, což je základní podmínkou účinného předávání kyslíku. Desky 5 pro zabránění otáčení dále slouží k vedení části kapaliny ve svislém směru, která přitéká otvorem ve vodorovné dolní uzavírací desce 6c vodicího orgánu 6 zdola ve směru šipky IV.The liquid contained in the oxidizer trough partially flows through the guide member B and passes it in the direction of arrow III through its straight section Ba. Another portion of the liquid in the oxidizer trough flows through the guide member B and leaves this member in the direction of arrow III at a substantially higher velocity than its velocity in the oxidizer trough. This liquid, the velocity of which is high, is injected onto the liquid located next to and below the guide member B, its velocity energy being partially converted into pressure energy. As a result of this action, the liquid in the oxidation trough is set to circulate in the direction of arrow V. The rotation prevention plates 5 cause a decrease in the circulation of the liquid around the aeration device, thereby promoting the intensity of the liquid shock, which is a prerequisite for efficient oxygen delivery. The rotation prevention plates 5 further serve to guide a portion of the fluid in the vertical direction that flows through an opening in the horizontal lower closing plate 6c of the guide 6 from below in the direction of arrow IV.

Šířka oxidačního žlabu omezuje průměr provzdušňovacího zařízení, jehož se má použít, ježto výstupní průměr nemůže být o mnoho větší než průměr vodicího orgánu 6. U oxidačních žlabů s větším objemem je proto třeba dvou nebo více zařízení umístěných od sebe navzájem v přiměřených vzdálenostech.The width of the oxidizing trough limits the diameter of the aeration device to be used, since the outlet diameter cannot be much larger than the diameter of the guide member 6. Therefore, for larger-capacity oxidizing troughs, two or more devices need to be spaced from each other at appropriate distances.

Přesným stanovením rozměrů je možno použitím řešení podle vynálezu zajistit, že se dosáhne potřebné rychlosti otáčení kapaliny, při níž nemůže dojit k usazování aktivovaného kalu, a že je dále možno dosáhnout dobrého stupně účinnosti provzdušňování a cirkulace. Provozní zkoušky, popřípadě výsledky měření prokázaly, jak pokud jde o cirkulační rychlost, tak i účinnost čištění, výhody vynálezu.By accurately determining the dimensions, it is possible, by using the solution according to the invention, to ensure that the required rotational speed of the liquid at which activated sludge cannot settle is achieved and that a good degree of aeration and circulation efficiency can be achieved. In-service tests or measurement results have demonstrated the advantages of the invention in terms of both circulation rate and cleaning efficiency.

Zařízení je možno prakticky uspořádat v libovolném úseku oxidačního žlabu, je však účelné uspořádat je v poloze, v níž následuje ve směru toku další přímý úsek oxidačního žlabu (obr. 3). Tento způsob uspořádání zajišťuje lepší účinnost dopravy vody.The device can be practically arranged in any section of the oxidizing trough, but it is expedient to arrange them in a position in which a further straight section of the oxidizing trough follows (FIG. 3). This arrangement ensures better water transport efficiency.

Zařízení podle vynálezu je možno použít u rozmanitých oxidačních žlabů, například podle obr. 1, popřípadě podle obr. 3, u žlabů s šikmými stěnami nebo podle obr. 4, na němž je proud rozdělen ve dvě větve vzájemně od sebe oddělené svislou stěnou a v případě podle obr. 5, na němž má oxidační žlab svislé stěny.The device according to the invention can be used in a variety of oxidation troughs, for example according to FIG. 1 or FIG. 3, for inclined-wall troughs or according to FIG. 4, in which the stream is divided into two branches separated by a vertical wall and The case of FIG. 5, in which the oxidation trough has vertical walls.

Claims

Surface aeration device with a vertical axis for oxidizing troughs, characterized in that on the side of the suction pipe (4) facing the aeration device there is provided an extension (2j) with anti-rotation plates (5), provided with means for its vertical adjustment wherein the aeration wheel (1) is surrounded at least 220 ° by the guide member (6) and the guide member (6) continues on through the straight section (6a).

2. Surface aeration device according to claim 1, characterized in that the diameter

The invention of the rotation prevention plates (5) is greater than the outer diameter of the aeration rotary wheel.

Surface aeration device according to Claims 1 and 2, characterized in that in the opening provided in the lower closing plate (6cj of the guide member (6), protrusions of the rotation prevention plates (5J) are provided.

Surface aeration device according to Claims 1 to 3, characterized in that the vertical dimension of the guide member (6j) is divided by the liquid level which is at rest in two parts.