DE102005019244A1 - Water aeration assembly for heavily polluted industrial effluent water arising from e.g. chemical processes has a hollow shaft with air inlet slots - Google Patents

Water aeration assembly for heavily polluted industrial effluent water arising from e.g. chemical processes has a hollow shaft with air inlet slots Download PDF

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Abstract

An assembly aerates polluted industrial effluent water with foam-forming components. The assembly has an aeration turbine with a vertical axle within a cylindrical mantle (8) supported by ribs (7). The axle is a hollow shaft (2) with mid-section air suction inlets (3) driving blades located beneath a cover (4) with an aperture (5) for the hollow shaft (2). The ribs cover the slits (9) and are limited at their top by a ring (10). The ribs begin on the cover (4) and terminate just below the air inlets. The mantle is a vertical telescopic sliding unit. The ring consists of several ring-like segments. The frame (11) hangs on rubber mounts (12).

Description

Anwendungsgebietfield of use

Gegenstand der Erfindung ist eine Belüftungsturbine mit Schaumzerstörer zum Belüften von Flüssigkeiten mit schaumbildenden Inhaltsstoffen.object The invention is a ventilation turbine with foam destroyer for ventilation of liquids with foam-forming ingredients.

Die Anwendungsgebiete beziehen sich auf die mikrobiologische Reinigung von hochverschmutzten Abwässern aus der chemischen Industrie, der industriellen Tierproduktion und der Herstellung von Nahrungsmitteln.The Areas of application relate to microbiological purification of highly polluted wastewater from the chemical industry, industrial animal production and the production of food.

Charakterisierung der bekannten technischen LösungenCharacterization of the known technical solutions

Zur Beherrschung der Abwasserprobleme spielen Belüftungskreisel und Belüftungsturbinen eine besondere Rolle. Durch den Eintrag von Luft werden den Mikroorganismen Lebensbedingungen geschaffen, die zur Umwandlung von gelösten Substanzen in Biomasse und damit zur Reinigung des Abwassers führen.for Control of wastewater problems play aeration gyros and aeration turbines special role. By the entry of air become the microorganisms Created conditions for the conversion of dissolved substances in biomass and thus lead to the purification of the wastewater.

Solche Vorrichtungen sind aus vielen Schriften, wie in der DE 27 54 695 , DE 37 15 023 A1 und der DE 198 14 819 A1 bekannt.Such devices are made of many fonts, as in DE 27 54 695 . DE 37 15 023 A1 and the DE 198 14 819 A1 known.

Um über die Beeinflussung der Trombe auch das Problem des entstehenden Schaumes zu lösen, wurde in der DE 43 07 924 ein Stromstörer vorgestellt und die eigentliche Turbine tiefer in die Flüssigkeit verlegt. Eine ähnliche Aufgabe soll der in der DE 36 39 690 C1 beschriebene Schaumzerstörer bewirken.In order to solve the problem of the resulting foam by influencing the Trombe, was in the DE 43 07 924 presented a baffle and laid the actual turbine deeper into the liquid. A similar task should be in the DE 36 39 690 C1 cause foam destroyer described.

Einen weiteren Lösungsvorschlag zeigt die DE 199 42 802 C2 , bei der die Luft oder das Gas über eine Hohlwelle in die Flüssigkeit eingetragen wird. Dieses Prinzip ähnelt Patentschrift DD 82 459 und DD 101 371 , bei denen das Außenrohr die Funktion der Hohlwelle übernimmt und Luft und Flüssigkeit als Schaum wieder der Turbine zugeführt werden.Another solution shows the DE 199 42 802 C2 , in which the air or the gas is introduced via a hollow shaft in the liquid. This principle is similar to patent specification DD 82 459 and DD 101 371 , in which the outer tube takes over the function of the hollow shaft and air and liquid are fed as foam back to the turbine.

Nachteilig an diesen drei Lösungen ist, daß der Schaum die vom mikrobiologischen Prozeß vom Sauerstoffgehalt her verbrauchte Luft mitführt und diese Luft durch die Zerstörung des Schaumes im Zentrifugalfeld freigesetzt und in den Prozeß zurückgeführt wird.adversely at these three solutions is that the Foam the oxygen content from the microbiological process entrains used air and this air through the destruction of the foam in the centrifugal field is released and returned to the process.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung vorzustellen, bei der die Frischluft über einen eigenen Weg in die zu belüftende Flüssigkeit gelangt und die verbrauchte Luft nicht in den Vorgang der Belüftung der Flüssigkeit zurückgeführt wird.The The aim of the invention is to provide a device in which the fresh air over a separate way to be ventilated liquid does not get into the process of aeration and the spent air liquid is returned.

Damit wird den Mikroorganismen ständig neuer Sauerstoff zugeführt, die Umsetzung der abzubauenden Stoffe aktiviert und der Prozeß mit geringerem Energieaufwand betrieben.In order to is getting more and more new to microorganisms Supplied with oxygen, the implementation of the degraded substances activated and the process with less Energy expenditure operated.

Merkmale der ErfindungFeatures of invention

Es wurde erkannt, daß im Bereich der Zerstörung des Schaumes die entweichende sauerstoffarme Luft immer noch die Rotationsenergie besitzt und daher von der Rotationsachse weg nach außen befördert wird.It it was recognized that in Area of destruction Foam escaping oxygen-poor air still Has rotational energy and therefore away from the axis of rotation transported outside.

Die erforderliche Frischluft wird dagegen noch rotationslos angesaugt und nimmt aus diesem Grunde einen dicht an der Hohlwelle entlang führenden Strömungsweg.The required fresh air, however, is sucked in still without rotation and therefore takes a close along the hollow shaft leading Flow path.

Die Merkmale der Erfindung zeichnen sich dadurch aus, daß die Achse der Belüftungsturbine als Hohlwelle ausgebildet wird und im mittleren Bereich Luftansaugöffnungen besitzt. Die Flügel der Belüftungsturbine befinden sich an der Unterseite einer Abdeckung, die eine Durchlaßöffnung zur Hohlwelle besitzt. Über der Abdeckung befindet sich ein über flügelartige Rippen verbundener zylindrischer Mantel. Nach obenhin enden die Rippen kurz unter den Luftansaugöffnungen. Damit ist der Bereich der Belüftungsturbine vom Bereich der Schaumzerstörung getrennt. Da die flügelartigen Rippen durch ihre Ventilationswirkung ständig frische Luft ansaugen kann keine verbraucht Luft in die Turbine gelangen.The Features of the invention are characterized in that the axis the ventilation turbine as Hollow shaft is formed and in the central region Luftansaugöffnungen has. The wings the ventilation turbine are located at the bottom of a cover, which has a passage opening to the Hollow shaft has. about The cover is an over wing-like Ribbed connected cylindrical shell. To the top end the Ribs just below the air intake openings. This is the area of the ventilation turbine separated from the area of foam destruction. Because the wing-like Ribs constantly suck in fresh air due to their ventilation effect Can not get used air into the turbine.

Zur Abführung der sich aus dem Schaum bildenden Flüssigkeit sind im unteren Bereich des Mantels zur Abdeckung hin Schlitze vorhanden.for removal the liquid forming the foam is in the lower part slits available to cover towards the cover.

Um zu vermeiden, daß Flüssigkeit nicht im oberen Bereich des Mantels herausspritzt, ist dieser Weg nach oben durch einen Ring begrenzt.Around to avoid that liquid does not squirt out in the upper part of the coat, this way bounded above by a ring.

Dieser Ring kann auch aus sich überlappenden flügelartigen Ringsegmenten hergestellt sein, die den vertikalen Transport des Schaumes in die Vorrichtung unterstützen.This Ring can also be overlapping wing-like Ring segments are made, which the vertical transport of the Support foam in the device.

Die 1 zeigt einen Schnitt durch die Belüftungsturbine mit Schaumzerstörer und die Lage des Schnittes A-A für die vergrößerte 2.The 1 shows a section through the ventilation turbine with foam destroyer and the location of the section AA for the enlarged 2 ,

3 stellt die Anordnung der Belüftungsturbine mit Schaumzerstörer in einem Behälter mit der zu belüftenden Flüssigkeit dar. 3 represents the arrangement of the ventilation turbine with foam destroyer in a container with the liquid to be ventilated.

Um die Übersichtlichkeit zu erhalten, ist die in den 1 und 2 angegebene Numerierung in die 3 und 4 nicht nochmals eingetragen. Die 4 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der 3 im Bereich der Belüftungsturbine.For clarity, the in the 1 and 2 specified numbering in the 3 and 4 not registered again. The 4 shows an enlarged section of the 3 in the area of the ventilation turbine.

Die in der 1 dargestellte vertikale Belüftungsturbine mit Schaumzerstörer wird von dem Motor (1) über die Hohlwelle (2) in Drehung versetzt. Die Hohlwelle (2) besitzt im mittleren Bereich Luftansaugöffnungen (3). Am unteren Ende der Hohlwelle (2) ist eine scheibenförmige Abdeckung (4) mit einer Durchlaßöffnung (5) für die Luft angebracht.The in the 1 shown vertical ventilation turbine with foam destroyer is from the engine ( 1 ) over the hollow shaft ( 2 ) is set in rotation. The hollow shaft ( 2 ) has in the central region air intake openings ( 3 ). At the lower end of the hollow shaft ( 2 ) is a disc-shaped cover ( 4 ) with a passage opening ( 5 ) for the air.

Unter der Abdeckung (4) befinden sich die Flügel (6) der Belüftungsturbine.Under the cover ( 4 ) are the wings ( 6 ) of the ventilation turbine.

Über der Abdeckung (4) sind ebenfalls flügelartige Rippen (7) vorhanden, auf deren äußeren Durchmesser ein zylindrischer Mantel (8) angeordnet ist. Nach obenhin enden die Rippen (7) kurz unter den Luftansaugöffnungen (3). Im unteren Bereich des Mantels (8), also am Übergang zur Abdeckung (4) befinden sich Schlitze (9). An der oberen Kante des Mantel ist ein Ring (10) befestigt.Above the cover ( 4 ) are also wing-like ribs ( 7 ), on the outer diameter of a cylindrical shell ( 8th ) is arranged. The ribs end up ( 7 ) just below the air intake openings ( 3 ). In the lower part of the mantle ( 8th ), ie at the transition to the cover ( 4 ) there are slots ( 9 ). At the upper edge of the coat is a ring ( 10 ) attached.

Um die Übertragung von Schwingungen auf den Rahmen (11) zu vermeiden, ist der Motor (1) über Gummipuffer (12) gedämpft aufgehängt.To transfer the vibrations to the frame ( 11 ) is to avoid the engine ( 1 ) via rubber buffer ( 12 ) hung damped.

Die 2 zeigt den vergrößerten Schnitt A-A durch die Belüftungsturbine in Höhe der Luftansaugöffnungen (3) mit dem zylindrischen Mantel (8) und den flügelartigen Rippen (7).The 2 shows the enlarged section AA through the ventilation turbine at the level of the air intake openings ( 3 ) with the cylindrical jacket ( 8th ) and the wing-like ribs ( 7 ).

Die 3 stellt einen mit der zu belüftenden Flüssigkeit gefüllten Behälter (13) dar, auf dem über den Rahmen (11) die Belüftungsturbine mit Schaumzerstörer angeordnet ist.The 3 provides a container filled with the fluid to be aerated ( 13 ) on the frame ( 11 ) The ventilation turbine is arranged with Schaumzerstörer.

Am Beginn der Belüftung tauchen die Flügel (6) nur wenig in Höhe des Flüssikeitsspiegels (14) in die Flüssigkeit ein. Durch die Rotation entsteht an der Durchlaßöffnung (5) ein Unterdruck, der über die Luftansaugöffnungen (3) und die Hohlwelle (2) Frischluft ansaugt. Die Flüssigkeit wird nach außen geschleudert und in Strömungsrichtung (15) wieder in das Zentrum der Belüftungsturbine gezogen. Der dabei entstehende Schaum steigt in der Strömungsrichtung (16) nach oben und füllt allmählich den Raum bis zur Höhe des Schaumspiegels (17). Durch seine Fließfähigkeit überströmt der Schaum die obere Kante des Mantels (8) und den Ring (10) der Belüftungsturbine und wird, mit Unterstützung der flügelartigen Rippen mit der hier herrschenden Drehzahl beaufschlagt und durch die wirkenden Zentrifugalkräfte zerstört. Die zurückbleibende Flüssigkeit wird am Ring (10) angestaut und verläßt des Raum im Mantelbereich über die Schlitze (9).At the beginning of ventilation, the wings ( 6 ) only slightly at the level of the liquid level ( 14 ) into the liquid. The rotation occurs at the passage opening ( 5 ) a negative pressure, which via the air intake openings ( 3 ) and the hollow shaft ( 2 ) Draws in fresh air. The liquid is thrown outwards and in the direction of flow ( 15 ) pulled back into the center of the ventilation turbine. The resulting foam increases in the flow direction ( 16 ) and gradually fills the room up to the height of the foam ( 17 ). Due to its fluidity, the foam overflows the upper edge of the shell ( 8th ) and the ring ( 10 ) of the ventilation turbine and is, with the support of the wing-like ribs with the prevailing speed applied here and destroyed by the acting centrifugal forces. The remaining liquid is absorbed by the ring ( 10 ) and leaves the space in the jacket area over the slots ( 9 ).

Der in der vergrößerten 4 dargestellte Ausschnitt zeigt noch einmal die Strömungsrichtung (15) der Flüssigkeit und die Strömungsrichtung (16) des Schaumes, in dem die beim biologischen Abbauprozeß im Sauerstoffgehalt reduzierte Luft enthalten ist.The one in the enlarged 4 shown section shows once again the flow direction ( 15 ) of the liquid and the flow direction ( 16 ) of the foam, which contains the reduced in the biodegradation process in the oxygen content air.

Bei der Zerstörung der Schaumes besitzt die entweichende sauerstoffarme Luft immer noch die Rotationsenergie und wird daher von der Rotationsachse weg auf dem Strömungsweg (18) nach außen befördert.In the destruction of the foam, the escaping oxygen-poor air still has the rotational energy and is therefore on the flow path away from the axis of rotation ( 18 ) transported to the outside.

Die erforderliche Frischluft wird dagegen noch rotationslos angesaugt und nimmt aus diesem Grunde den dicht an der Hohlwelle entlangführenden Strömungsweg (19). Da außerdem die flügelartigen Rippen (7) durch ihre Ventilationswirkung ständig frische Luft ansaugen kann keine verbrauchte Luft in Hohlwelle (2) und danach in die Turbine gelangen.On the other hand, the required fresh air is still sucked in without rotation and for that reason takes up the flow path which runs along the hollow shaft ( 19 ). In addition, since the wing-like ribs ( 7 ) by their ventilation effect constantly suck in fresh air can no spent air in hollow shaft ( 2 ) and then get into the turbine.

Claims (5)

Vorrichtung zum Belüften von Flüssigkeiten mit schaumbildenden Inhaltsstoffen, bei der an einer vertikalen Achse eine Belüftungsturbine angeordnet ist und darüber sich fest verbunden ein zylindrisches Rohr befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse als Hohlwelle (2) ausgebildet ist, im mittleren Bereich Luftansaugöffnungen (3) besitzt und die Flügel (6) der Belüftungsturbine an der Unterseite einer Abdeckung (4) angeordnet sind, die eine Durchlaßöffnung (5) zur Hohlwelle (2) besitzt und über der Abdeckung sich ein über flügelartige Rippen (7) verbundener zylindrischer Mantel (8) befindet, der zur Abdeckung (4) hin Schlitze (9) besitzt und nach oben von einem Ring (10) begrenzt ist.A device for aerating liquids with foam-forming ingredients, in which a ventilation turbine is arranged on a vertical axis and fixedly connected thereto is a cylindrical tube, characterized in that the axis is designed as a hollow shaft ( 2 ), in the middle region air intake openings ( 3 ) and the wings ( 6 ) of the ventilation turbine at the bottom of a cover ( 4 ) are arranged, which has a passage opening ( 5 ) to the hollow shaft ( 2 ) and over the cover has a wing-like ribs ( 7 ) connected cylindrical jacket ( 8th ) which is to cover ( 4 ) Slots ( 9 ) and upwards from a ring ( 10 ) is limited. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die flügelartigen Rippen (7) an der Abdeckung (4) beginnen und nach obenhin kurz unter den Luftansaugöffnungen enden.Apparatus according to claim 1, characterized in that the wing-like ribs ( 7 ) on the cover ( 4 ) and end up at the top just below the air intake openings. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (8) teleskopartig und in vertikaler Richtung hin verschiebbar ausgebildet ist.Device according to Claims 1 and 2, characterized in that the jacket ( 8th ) is telescopically and slidably formed in the vertical direction. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (10) aus mehreren vertikal nach unten wirkenden flügelartigen Ringsegmenten besteht.Process according to Claims 1 to 3, characterized in that the ring ( 10 ) consists of several vertically downwardly acting wing-like ring segments. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung gegenüber dem Rahmen (11) in Gummipuffern (12) aufgehängt ist.Method according to claims 1 to 4, characterized in that the device is opposite the frame ( 11 ) in rubber buffers ( 12 ) is suspended.
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