DD292437A5

DD292437A5 - DEVICE FOR VENTILATION AND CONVERSION OF LIQUIDS

Info

Publication number: DD292437A5
Application number: DD90338378A
Authority: DD
Inventors: Frank Wasser; Adolf Linke
Original assignee: Veb Wasserversorgung Und Abwasserbehandlung Rostock,De
Priority date: 1990-03-05
Filing date: 1990-03-05
Publication date: 1991-08-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Belueftung und Umwaelzung von Fluessigkeiten fuer die biologische Abwasserbehandlung, speziell die Belueftung und Umwaelzung von Abwasser-Belebtschlamm-Suspensionen im Belebungsbecken und die Belueftung und Umwaelzung von Belebtschlamm bei der aeroben Schlammstabilisierung. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe dadurch geloest, dasz man mittels eines Doppelpropellers, dessen Blaetter entgegengesetzt angestellt und dessen Einzelpropeller gegeneinander laufen, eine im zentralen Bereich des Belebungsbeckens nach unten gerichtete Fluessigkeitsstroemung erzeugt, die Luft von der Wasseroberflaeche ansaugt, diese im Bereich des Doppelpropellers fein dispergiert und im Belebungsbecken verteilt. Die beiden gegenlaeufigen Propeller werden von einem Elektromotor angetrieben, wobei die unterschiedlichen Drehrichtungen durch ein Kegelradgetriebe erzeugt werden. Durch die beiden direkt uebereinander angeordneten Propeller wird das Becken vertikal durchstroemt, so dasz keine stroemungstechnischen Totraeume entstehen koennen. Die im Bereich des Doppelpropellers auftretenden starken Scherkraefte bewirken ein Zerschlagen der Belebtschlammflocken und damit eine Erhoehung der aktiven Biomasse. Damit ist eine Steigerung der Reaktionsgeschwindigkeit des Belebtschlammverfahrens bzw. der aeroben Schlammstabilisierung verbunden.{Abwasser; Belebtschlamm; Belueftung; Umwaelzung; Belebtschlammverfahren; aerobe Schlammstabilisierung}The invention relates to a device for ventilation and circulation of fluids for biological wastewater treatment, especially the ventilation and circulation of wastewater activated sludge suspensions in the activated sludge tank and the ventilation and circulation of activated sludge in the aerobic sludge stabilization. According to the invention, the object is achieved by means of a double propeller whose blades are set in opposite directions and whose individual propellers run against each other, generates a liquid flow directed downwards in the central region of the aeration tank, sucks in the air from the water surface, finely disperses it in the area of the double propeller and distributed in the aeration tank. The two opposing propellers are driven by an electric motor, the different directions of rotation are generated by a bevel gear. Through the two propellers arranged directly one above the other, the basin is flowed vertically, so that no turbulence-related dead zones can arise. The strong shear forces occurring in the area of the double propeller cause the activated sludge flakes to smash and thus an increase in the active biomass. This is associated with an increase in the reaction rate of the activated sludge process or the aerobic sludge stabilization. Activated sludge; Ventilation; Circulation; Activated sludge process; aerobic sludge stabilization}

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Anwendungsgebiet der Erfindung νField of application of the invention ν

Der Erfindung betrifft eine Vorrichtung, um Luft in Flüssigkeiten einzutragen und diese Flüssigkeiten umzuwälzen, insbesondere zum Eintrag von Luft in Flüssigkeitsbelebtschlammsuspensionen und zur Umwälzung derselben.The invention relates to a device for introducing air into liquids and circulating these liquids, in particular for introducing air into liquid activated sludge suspensions and for circulating them.

Characteristic of the known state of the art

Bekannt sind eine Vielzahl von Einrichtungen zur Belüftung und Umwälzung von Belebtschlamm und anderen Flüssigkeiten. So z. B. Tauchstrahler, Druckluftbelüftung oder Belüftungskreisel. Diese Möglichkeiten sind mehr oder weniger von verschiedenen Nachteilen gekennzeichnet. Problematisch stellen sich hierbei vor allem folgende Punkte dar.A variety of facilities for ventilation and circulation of activated sludge and other liquids are known. So z. As submersible, compressed air ventilation or gyro. These possibilities are more or less characterized by various disadvantages. The main issues here are the following points.

- Energieintensität- Energy intensity

- Aerosolbildung- Aerosol formation

- Lärmbelästigung- noise pollution

- Störanfälligkeit- susceptibility to interference

- Turbulenzerzeugung in der Flüssigkeit- turbulence generation in the liquid

Auch keine Lösung der Probleme stellt das Ausschließungspatent von Joseph Richard Kaelin, Schweiz, Pat.-Nr. 104495 „Verfahren zur Eintragung von Sauerstoff oder sauerstoffhaltigem Gas in eine zu klärende Flüssigkeit und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens" dar. In diesem Patent wird eine Kreiselbelüftung beschrieben, die durch zusätzliche Rührwerke unterstützt wird. Somit wird zwar die Turbulenzerzeugung in der Flüssigkeit verbessert, aber die Probleme der Aerosolbildung, der Lärmbelästigung und auch der Störanfälligkeit solcher Konstruktionen bleiben ungelöst.No solution to the problems is the exclusion patent by Joseph Richard Kaelin, Switzerland, Pat. No. 104495 "Method for introducing oxygen or oxygen-containing gas into a liquid to be clarified and device for carrying out the method" This patent describes a centrifugal aeration which is assisted by additional agitators, thus improving turbulence generation in the liquid the problems of aerosol formation, noise pollution and the susceptibility of such structures remain unresolved.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Flüssigkeit derart zu belüften und umzuwälzen, speziell Belebtschlamm und Belebtschlammabwassersuspensionen in Abwasserbehandlungsanlagen, daß mit möglichst wenig Energieaufwand große Mengen Sauerstoff eingetragen werden und daß mittels starker Turbulenzerzeugung in der Flüssigkeit hohe Reaktionsgeschwindigkeiten erreicht werden. Die Beckenvolumina werden verkleinert und dadurch Investitionskosten verringert.The object of the invention is to aerate and circulate a liquid in such a way, especially activated sludge and activated sludge waste water suspensions in wastewater treatment plants, that are entered with as little energy expenditure large amounts of oxygen and that high reaction rates are achieved by strong turbulence generation in the liquid. The tank volumes are reduced and thus reduced investment costs.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, welche in der Lage ist, die Reaktionsgeschwindigkeit des Belebtschlammes beim Abbau von organischen Inhaltsstoffen zu steigern und den dafür benötigten Sauerstoff in das Reaktionssystem einzutragen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Doppelpropeller mit zwei übereinander angeordneten, gegenläufigen und mit entgegengesetzt angestellten Laufschaufeln versehenen Laufrädern im zentralen Bereich eines Belebungsbeckens unterhalb der Wasseroberfläche senkrecht nach unten gerichtet angeordnet ist. Vorzugsweise wird die Vorrichtung mittels einer Brückenkonstruktion zentral auf dem Belebungsbecken montiert, wobei die Propeller so unter der Fiüssigkeitsoberf lache angeordnet werden, daß der Abstand zur Flüssigkeitsoberfläche ca. Vio der Gesamtbeckentiefe beträgt. Die beiden gegenläufigen Propeller werden von einem Elektromotor angetrieben, wobei die unterschiedlichen Drehrichtungen durch ein Kegelradgetriebe erzeugt werden. Das Lager für die sich in der Flüssigkeit befindlichen Laufräder ist schmierungsfrei und besteht aus einer PTFE-Komposition. Durch die beiden direkt übereinander angeordneten Propeller und sich gegenläufig bewegenden Propeller wird im zentralen Bereich des Belebungsbeckens eine nach unten gerichtete Flüssigkeitsströmung erzeugt, die Luft von der Wasseroberfläche ansaugt, diese im Bereich des Doppelpropellers fein dispergiert und im Belebungsbecken verteilt. Die im Bereich des Doppelpropellers auftretenden starken Scherkräfte bewirken ein Zerschlagen der Belebtschlammflocken und damit eine Erhöhung der aktiven Biomasse. Damit ist eine Steigerung der Reaktionsgeschwindigkeit des Belebtschlammverfahrens bzw. der aeroben Schlammstabilisierung verbunden. Mit der durch den Doppelpropeller erzeugten vertikalen Durchströmung des Beckens werden gleichzeitig strömungstechnische Toträume vermieden und damit eine bessere Auslastung des vorhandenen Beckenvoiumens erreicht.The invention has for its object to develop a device which is able to increase the reaction rate of activated sludge in the degradation of organic ingredients and enter the required oxygen in the reaction system. According to the invention the object is achieved in that a double propeller with two superimposed, opposing and provided with oppositely arranged blades blades arranged in the central region of an aeration tank below the water surface is directed vertically downwards. Preferably, the device is mounted by means of a bridge construction centrally on the aeration tank, wherein the propellers are arranged under the Fiüssigkeitsoberf cache so that the distance to the liquid surface is approximately Vio of the total basin depth. The two counter-rotating propellers are driven by an electric motor, the different directions of rotation are generated by a bevel gear. The bearing for the wheels located in the liquid is lubrication-free and consists of a PTFE composition. Through the two directly superimposed propeller and counter-rotating propeller in the central region of the aeration tank downwardly directed liquid flow is generated, the air sucks from the water surface, these finely dispersed in the region of the double propeller and distributed in the aeration tank. The strong shearing forces occurring in the area of the double propeller cause the activated sludge flakes to break down and thus an increase in the active biomass. This is associated with an increase in the reaction rate of the activated sludge process or the aerobic sludge stabilization. With the vertical flow of the basin generated by the double propeller fluidic dead spaces are avoided at the same time and thus achieves a better utilization of the existing Beckenvoiumens.

AusführungsbelsplelAusführungsbelsplel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Figur 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau des Doppolpropellers einschließlich Getriebe und Antrieb. Figur 2 zeigt die Vorrichtung In Funktion.The invention will be explained below using an exemplary embodiment. Figure 1 shows the basic structure of the double propeller including gear and drive. Figure 2 shows the device in function.

Durch einen Elektromotor 1 wird die starrgekoppelte Hauptwelle 2'angetrieben, an deren unterem Ende das Propellerlaufrad 3 befestigt ist. Am oberen Ende der Hauptwelle 2 ist das Kegelrad 4 mit der Hauptwelle durch eine formschlüssige Mitnehmerverbindung verbunden. Es steht mit Kegelrad 5 im Eingriff, wodurch ein Teil der Motorleistung auf das ebenfalls mit Kegelrad 5 im Eingriff stehende Kegelrad 6 übertragen wird. Das Kegelrad 6 läuft auf Grund dioser Zahnradkombination in entgegengesetzter Richtung wie das auf der Hauptwelle 2 sitzende Kegelrad 4. Das Kegelrad 6 ist starr mit der Hohlwelle 7 verbunden, die konzentrisch zur Hauptwelle 2 gelagert ist. Am unteren Ende der Hohlwelle 7 sitzt das obere Propellerlaufrad 8. Es bewegt sich entgegengesetzt zur Drehrichtung des Propellerlaufrades 3. Die Schaufeln des oberen Propellerlaufrades 8 sind entgegengesetzt zu denen des unteren Propellerlaufrades 3 angestellt.By an electric motor 1, the rigidly coupled main shaft 2'angetrieben, at the lower end of the propeller wheel 3 is fixed. At the upper end of the main shaft 2, the bevel gear 4 is connected to the main shaft by a positive driver connection. It is in engagement with bevel gear 5, whereby a part of the engine power is transmitted to the bevel gear 6 which is also in engagement with bevel gear 5. The bevel gear 6 runs on the basis dioser gear combination in the opposite direction as the seated on the main shaft 2 bevel gear 4. The bevel gear 6 is rigidly connected to the hollow shaft 7, which is mounted concentrically to the main shaft 2. It moves in the opposite direction to the direction of rotation of the propeller wheel 3. The blades of the upper propeller wheel 8 are opposite to those of the lower propeller wheel 3 employed.

Am unteren Ende der Hohlwelle 7 befindet sich das radiale Gleitlager 9. Es fixiert die Stellung von Hauptwelle 2 zur Hohlwelle 7 und ist aus einer PTFE-Komposition hergestellt. Alle Kegelräder haben Wälzlagorungen. Zur Schmierung dient Getriebeöl, das auch zur Schmierung der Verzahnungen dient. Haupt- und Hohlwelle werden nach außen durch Lippendichtringe 10 abgedichtet. Der Motor/Getriebe-Block 11 wird mittels einer Brückenkonstruktion zentral auf dem Belebungsbecken 12 montiert. Die Propeller werden so unter der Flüssigkeitsoberfläche angeordnet, daß der Abstand zur Flüssigkeitsoberfläche ca. ¹Ao der Gesamtbeckentiefe beträgt. Die Drehbewegung der Doppelpropeller 13 erzeugt dte entsprechende Strömung in der Flüssigkeits-Luft-Dispersion.At the lower end of the hollow shaft 7 is the radial sliding bearing 9. It fixes the position of the main shaft 2 to the hollow shaft 7 and is made of a PTFE composition. All bevel gears have Wälzlagorungen. For lubrication is gear oil, which also serves to lubricate the teeth. Main and hollow shaft are sealed to the outside by lip seals 10. The engine / transmission block 11 is centrally mounted on the aeration tank 12 by means of a bridge construction. The propellers are placed under the surface of the liquid such that the distance to the surface of the liquid is approximately ¹ Ao of the total depth of the tank. The rotational movement of the double propeller 13 generates dte corresponding flow in the liquid-air dispersion.

Claims

1. A device for ventilation and Umwälzuung of liquids, characterized in that a double propeller with two superimposed, opposing, provided with oppositely arranged blades blades is driven via a central shaft and an associated double-bearing concentric hollow shaft, wherein the opposite movement by a bevel gear takes place vertically in the central area of an aeration tank below the water surface.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the storage of the wheels located in the liquid is carried out by a lubrication-free bearing of a PTFE composition.