DE1137690B

DE1137690B - Belueftungseinrichtung fuer die Abwasserreinigung

Info

Publication number: DE1137690B
Application number: DEP10368A
Authority: DE
Inventors: Paul Schramm
Original assignee: Passavant Werke AG and Co KG
Current assignee: Aqseptence Group GmbH
Priority date: 1953-08-28
Filing date: 1953-08-28
Publication date: 1962-10-04

Description

Belüftungseinrichtung für die Abwasserreinigung Zur Abwasserreinigung wird bekanntlich das sogenannte Belebtschlammverfahren verwendet. Bei ihm wird den im Wasser vorhandenen Kleinlebewesen durch reichliche Sauerstoffzufuhr die Voraussetzung geschaffen, daß sie die im Wasser vorhandenen organischen Verunreinigungen aufzehren und in eine körperliche Form verwandeln, in der sie dann in einem Absetzvorgang ausgeschieden werden können.
Zur unumgänglich nötigen Sauerstoffzufuhr sind eine Anzahl von Belüftungseinrichtungen bekannt, z. B. Druckrohrleitungen, Filterböden u. dgl. zum Einblasen von Luft, Paddelräder zum Umwälzen des Wassers, mit Luft beaufschlagte, an einer senkrechten Welle im Wasser umlaufende Kreiselräder und auch auf einer horizontalen Welle umlaufende Belüftungsbürsten9 die nur eben in die Oberfläche des Wassers eintauchen und dieses über die Oberfläche des Wasserspiegels verspritzen, damit die Tröpfchen und die aufgerauhte Oberfläche Außenluft aufnehmen können. Sie gruppieren sich in Druckluftbelüftungen und Oberflächenbelüftungen.
Alle diese Belüftungseinrichtungen für die Wasser-und Abwasserreinigung haben ihre Nachteile. Teils haben sie einen zu kleinen Wirkungsbereich, teils erreicht man mit ihnen eine im Verhältnis zur aufgewandten Antriebsleistung und geförderten Luftmenge nur geringen Sauerstoffeintrag ins Wasser, teils ist auch die Konstruktion der Belüftungseinrichtung schwierig und teuer, wenn beispielsweise teure Werkstoffe verwendet werden müssen. Um die Aufgabe zu lösen, den Kleinlebewesen und dem zu belüftenden Wasser möglichst viel Sauerstoff, und zwar in wirtschaftlicher Weise zuzuführen, wird einer Belüftungseinrichtung die Wirkung einer Fördereinrichtung gegeben, die die zu belüftende Flüssigkeit an einer Stelle des Beckens ansaugt, mit gleichfalls angesaugter Außenluft intensiv vermischt und wieder in das Bekken zurückleitet. Gemäß der Erfindung ist bei einer Belüftungseinrichtung, die aus mindestens einem um eine horizontale Achse umlaufenden Rotor mit in die Flüssigkeit eintauchenden Schaufeln besteht, der Rotor als Förderrad ausgebildet, dessen achsparallel verlaufende Schöpfschaufeln zwischen Stirnscheiben befestigt und mit Abstand von der Rotorachse angeordnet sind, und der Rotor mindestens auf der Oberseite durch ein Gehäuse abgedeckt. Diese Belüftungseinrichtung ist bekannten Einrichtungen gegenüber auch in der Herstellung sehr billig und hat eine fast unbegrenzte Lebensdauer.
Die Erfindung betrifft auch Einzelheiten des Rotors und des Gehäuses, die in der folgenden Beschreibung der Zeichnung näher erläutert sind. Es handelt sich um die U- oder V-förmige Ausbildung der Schaufeln, um die Anordnung von mit den Stirnscheiben verbundenen Wellenstümpfen zur Lagerung des Rotors, um Öffnungen für den Lufteintritt in den Stirnscheiben des Rotors bzw. in dem die Stirnseiten des Rotors abdeckenden Gehäuse. Vorteilhaft sind auch zwei nebeneinander angeordnete gegenläufige Belüftungsrotoren mit einem gemeinsamen sie überdeckenden Gehäuse, dessen Ränder seitlich außerhalb der Belüftungsrotoren bis nahe zum Flüssigkeitsspiegel reichen oder in die Flüssigkeit tauchen. Die beiden Rotoren können gegeneinander und gegen die Gehäusewände verstellbar sein. Nützlich ist es auch, daß das Gehäuse gegenüber dem Rotor oder den Rotoren exzentrisch angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist daher, daß das mit einem Luftansaugstutzen versehene Gehäuse den Rotor am ganzen Umfang umschließt und mit vorzugsweise über seine ganze Länge durchlaufenden Austrittsschlitzen für die Flüssigkeit versehen ist. Dabei empfiehlt es sich, daß das Gehäuse auf der Oberseite einen Luftansaugschlitz besitzt, der der Rotordrehrichtung entsprechend seitlich versetzt oder angekrümmt ist. Von Vorteil ist es auch, daß die Eintauchtiefe des Rotors und des Gehäuses regulierbar ist.
In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigt Abb. 1 im Querschnitt ein Belebungsbecken mit dem erfindungsgemäßen Belüftungsrotor, Abb. 2 und 3 zwei andere Ausführungsbeispiele' Abb. 4 eine Draufsicht auf den Belüftungsrotor nach Abb. 1, Abb. 5 im Querschnitt eine Belüftungsvorrichtung mit zwei nebeneinander angeordneten gegenläufigen Rotoren, Abb. 6 die Vorrichtung nach Abb. 5 in der Draufsicht mit teilweise abgenommenem Gehäuse.
In der Abb. 1 zeigt a ein Belebungsbecken, dessen Boden in Längsrichtung einen in der Mitte hochgezogenen Grat b aufweist. Der Rotor c befindet sich in einem Gehäuse d, die Flüssigkeit wird bei e angesaugt und läuft durch den Austrittsschlitzf zum Teil wieder ins Belebungsbecken a zurück. Einen Teil des Wassers jedoch reißt der Rotor c infolge seiner hohen Drehzahl mit hoch und schleudert es an die Wand des Gehäuses d. Dieses Wasser strömt durch den Austrittsschlitz g in das Belebungsbecken zurück. Beide Austrittsschlitze f und g führen viel Luft mit, die durch das von allen Seiten offene Förderrad bzw. den Rotor c eindringen kann. Außerdem kann man noch einen besonderen Luftansaugstutzen h vorsehen, dessen Länge sich über einen mehr oder weniger großen Teil des Gehäuses d erstreckt. Die Schöpfschaufeln i des Rotors c bestehen aus abgekanteten Blechstreifen und sind dadurch in der Herstellung sehr billig. Am äußeren Umfang des Rotors c sind die Schöpfschaufeln i offen. Sie tauchen beim Lauf des Rotors c, der eine verhältnismäßig große Drehzahl hat, in das Wasser, zerschlagen es und reißen es mit.
Die im Rotorhohlraum befindliche Luft wird durch das mit großer Zentrifugalkraft nach außen spritzende Wasser mitgerissen und beim Zerschellen an der Wand des Gehäuses d mit ihm innig vermischt.
Der Rotor weist, wie aus der Abb. 4 ersichtlich ist, eine langgestreckte Form auf. Die Schöpfschaufeln i sind an ihren Enden mit Stirnscheiben j verschweißt oder auf andere Weise fest verbunden. Diese Stirnscheiben j haben Öffnungen, durch die Luft in das rnnere des Rotors c eindringen kann, wie es in Abb. 4 durch Pfeile angedeutet ist. Die Lagerung des Rotors c erfolgt durch die mittels eines Tragsterns k mit den Stirnscheiben j verbundene Wellenstümpfe 1. Das Gehäuse d und gegebenenfalls auch der Rotor c können in verschiedenen Richtungen verstellbar sein, damit man die Spaltbreite zwischen ihnen verändern und auch die Eintauchtiefe regeln kann.
Während der Rotor c nach Abb. 1 Schöpfschaufeln i aus winkelförmigabgekantetenBlechen aufweist, sind die Schöpfschaufeln des Rotors nach Abb. 2 aus leicht gebogenen Blechstreifen aufgebaut. Die Ausführung des Rotors nach Abb. 3 zeigt Schöpfschaufeln, die aber nicht wie nach Abb. 1 nach außen enger werden, sondern sich wegen ihres U-förmigen Querschnittes nach außen erweitern. Während in der Abb. 1 der Mittelpunkt des Gehäusebogens gegenüber dem Mittelpunkt des Rotors c etwas nach unten versetzt ist und dadurch eine Exzentrizität in der Höhe entsteht, ist das Gehäuse nach den Abb. 2 und 3 auch nach der Seite exzentrisch. Versuche haben nämlich gezeigt, daß eine Zu- und Abnahme des Spaltes zwischen Rotor und Gehäuse von Vorteil ist, wobei es allerdings auf die Lage der engsten Stelle und auch auf das Maß der Erweiterung bzw. Verengung ankommt. In Abb. 3 sieht man auch, daß die Stirnscheiben j statt mit einer mittleren Öffnung für den Lufteintritt mit mehreren kleineren Öffnungen für den Lufteintritt versehen sein können. In der Abb. 4 ist das Gehäuse d teilweise abgenommen dargestellt, so daß man den Aufbau des Rotors c und seiner Schöpfschaufeln i aus den über die ganze Länge abgekante- ten Blechstreifen erkennen kann. Die Länge des Rotors kann einige Meter betragen, weil er durch sein geringes Gewicht und seine große Steifigkeit weitgehend schwingungssicher ist.
In der Abb. 5 sind zwei Rotoren c gezeigt, die sich unter einem gemeinsamen Gehäuse m gegenläufig drehen. Die äußeren Ränder des Gehäuses m tauchen nicht oder nur wenig in das Wasser ein. Das Gehäuse steigt dann schräg gegen die Rotoren c an und bildet dort mit diesen einen kleinen Spalt. Weiter nach oben wird dieser Spalt größer und geht in einen Luftansaugstutzen h über. Bei der in Abb. 5 dargestellten Ausführung besteht das Gehäuse m nur aus einer Haube. Die Rotoren tauchen in das Wasser zweckmäßig bis zum Fuß der Schöpfschaufeln ein. Die Eintauchtiefe kann durch Anderung des Beckenablaufes, also des Wasserspiegels, verändert werden. Aber auch die Höhenverstellung der Rotoren c ist möglich. Die Verstellbarkeit der Rotoren c, noch mehr aber des Gehäuses m, wird man dazu benutzen, die Spaltbreite zwischen Rotoren c und Gehäuse m nicht nur in ihrer Größe, sonden auch hinsichtlich der Lage der engsten Stelle im Winkel zur Vertikalen zu verändern. Zu diesem Zweck ist das Gehäuse nach den Abb. 5 und 6 zweiteilig gemacht, die beiden Teile überlappen sich an der Stelle n.
Das Belebungsbecken ist bei dieser Ausführung als Blechwanne dargestellt und zeigt eine der Flüssigkeitsströmung besonders angepaßte Form. Die Wanne besteht aus zwei nebeneinander angeordneten, ineinander übergehenden Teilen etwa kreisrunden Querschnittes, wobei der gemeinsame Wannenboden über die ganze Wannenlänge in der Mitte stark hochgezogen ist. Die Belebungswanne nach Abb. 5 ist klein und auch zur Reinigung von Trinkwasser gedacht.
Die Abb. 6 zeigt wieder die Draufsicht mit teilweise abgenommenem Gehäuse m.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Belüftungseinrichtung für die Abwasserreinigung, bestehend aus mindestens einem um eine horizontale Achse umlaufenden Rotor mit in die Flüssigkeit eintauchenden Schaufeln, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor als Förderrad ausgebildet ist, dessen achsparallel verlaufende Schöpfschaufeln (i) zwischen Stirnscheiben (j) befestigt und mit Abstand von der Rotorachse angeordnet sind, und daß der Rotor mindestens auf der Oberseite durch ein Gehäuse (d; m) abgedeckt ist.
2. Belüftungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (i) U- oder V-förmig ausgebildet sind.
3. Belüftungseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagerung des Rotors an den Stirnscheiben (j) mit diesen verbundene Wellenstümpfe (1) angeordnet sind.
4. Belüftungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnscheiben(j) des Rotors bzw. die Stirnseiten des den Rotor abdeckenden Gehäuses Öffnungen für den Lufteintritt aufweisen.
5. Belüftungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch zwei nebeneinander angeordnete gegenläufige Belüftungsrotoren und durch ein gemeinsames sie überdeckendes Gehäuse, dessen Ränder seitlich außerhalb der Belüftungsrotoren bis nahe zum Flüssigkeitsspiegel reichen oder in die Flüssigkeit tauchen.
6. Belüftungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rotoren gegeneinander und gegen die Gehäusewände verstellbar sind.
7. Belüftungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse gegenüber dem Rotor oder den Rotoren exzentrisch angeordnet ist.
8. Belüftungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einem Luftansaugstutzen(h) versehene Gehäuse den Rotor am ganzen Umfang umschließt und mit vorzugsweise über seine ganze Länge durchlaufenden Austrittsschlitzen (f; g) für die Flüssigkeit versehen ist.
9. Belüftungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftansaugstutzen (h) der Rotor-Drehrichtung entsprechend seitlich versetzt oder angekrümmt ist.
10. Belüftungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintauchtiefe des Rotors und des Gehäuses regulierbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 507 621, 545 897, 680 099; USA.-Patentschrift Nr. 1 341 561.