DE1158009B

DE1158009B - Verfahren und Belueftungsbecken zum Belueften von Fluessigkeiten, insbesondere von Abwasser

Info

Publication number: DE1158009B
Application number: DEP19880A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Josef Muskat
Original assignee: Passavant Werke AG and Co KG
Current assignee: Aqseptence Group GmbH
Priority date: 1957-12-21
Filing date: 1957-12-21
Publication date: 1963-11-21

Description

Verfahren und Belüftungsbecken zum Belüften von Flüssigkeiten, insbesondere von Abwasser Beim Belüften von Flüssigkeiten in einem Belüftungsbecken, insbesondere von Abwasser, mittels eines vorzugsweise nach dem Turbulenzprinzip arbeitenden Rotors entsteht vor dem Rotor an der Oberfläche der belüfteten Flüssigkeit eine horizontale Strömung. Ein großer Teil der Stromfäden verläuft flacher als unter dem Winkel von 5°, gerechnet als Winkel zwischen der horizontalen Wasseroberfläche und der Richtung dieser Stromfäden; sie dringen etwa nur so tief in das Wasser ein, wie die Eintauchtiefe der Belüftungswalze beträgt. Diese Strömung verzehrt Energie, wird aber gewünscht, da sie die Umwälzung des Beckeninhaltes bzw. des Inhaltes eines Belüftungsgrabens bewirkt. Häufig wird sie noch durch die Anwendung einer Tauchwand unterstützt, die der vom Rotor bewegten Flüssigkeit eine Umwälzströmung aufzwingt.
Eine wesentliche Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der Belüftung, insbesondere nach dem Turbulenzprinzip, wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß zum Zweck der Unterbindung einer Längsströmung im Belüftungsbecken die vom Rotor bewegte und von ihm hochgeschleuderte Flüssigkeit unmittelbar hinter dem vom Rotor erzeugten Wellenberg gegen die Sohle des Belüftungsbeckens abgelenkt wird. Hierzu wird im Belüftungsbecken der Abstand der Tauchwand von der Rotorachse etwa gleich dem einbis zweifachen Durchmesser des Rotors gehalten, die Höhe der Tauchwand etwa dem fünften Teil bis zur Hälfte des Rotordurchmessers und der Neigungswinkel der Tauchwand zum Wasserspiegel etwa 60°. Hinsichtlich der Eintauchtiefe und des Neigungswinkels ist die Tauchwand verstellbar. Bei einem Durchmesser des Belüftungsrotors von etwa 50 cm ergab sich als günstiger einstellbarer Neigungswinkel zwischen Wasseroberfläche und Tauchwand ein Winkel von etwa 60° und als Breite der zur Hälfte untergetauchten Vorrichtung das Maß von 10 bis 20 cm, also lis bis eis D des Belüftungsrotors; der Abstand von der Wellenmitte der Belüftungswalze lag bei etwa 80 cm, also 8i.5 D.
Es hat sich gezeigt, daß die Flüssigkeit nach Durchbrechen der Oberfläche bis zum Fünfzehn- bis Zwanzigfachen der früheren Eindringtiefe, also gegenüber den sonstigen Verhältnissen 1,5 bis 2 m, durchdrungen werden kann. Eine Horizontalströmung wird unterbunden; dafür stellen sich im Becken zwei aus einem Luft-Wasser-Gemisch bestehende gegenläufige Walzen ein. Eine Umwälzbewegung im Becken bzw. Graben bleibt dabei erhalten. Dieser neue Betriebszustand ist wirksamer und benötigt trotz des Durchbrechens der Oberfläche überraschenderweise erheblich weniger Energie als die reine Umwälzbewegung. Der Sauerstoffeintrag nimmt dabei ganz erheblich zu. Das Verhältnis Sauerstoffeintrag zu Kraftbedarf wird dadurch erheblich günstiger. Der gewinnbringende Zustand des unterbrochenen Horizontalstromes kann schon bei niedrigen Tourenzahlen und Eintauchtiefen erreicht werden, und ein Maximum wird bei einem Punkt erreicht, der als Umschlagspunkt bezeichnet werden soll. Beseitigt man jetzt an diesem Punkt des maximalen Gewinnes die Tauchwand, so schlägt die Strömung unmittelbar darauf um in den alten Zustand der Horizontalströmung. Dabei verschwinden die erwähnten Vorteile wieder, und nach Anbringen der Tauchwand treten sie wieder auf. Nach Überschreiten des obengenannten Punktes maximalen Gewinnes durch Erhöhung der Tourenzahl und Eintauchtiefe wirkt die Tauchwand als zusätzliche Zerteil- und Belüftungseinrichtung für die herbeistürzenden Wassermassen.
Die bekannte Abdeckung von Belüftungsrotoren durch Hauben oder Haubenteile läßt den Effekt der Erfindung nicht erzielen und verhindert nicht die eingangs beschriebene Horizontalströmung an der Oberfläche der durchlüfteten Flüssigkeit. Die Bewegungsenergie der Tropfen wird an der Haube durch Aufprallen vernichtet, und die so gesammelten Tropfen bringen viel zuwenig Energie mit, um die Oberflächenwiderstände der Flüssigkeitsmenge überwinden zu können. Zwar läßt sich der Sauerstoffeintrag mit Hauben vergrößern, es muß aber hierbei in der Regel mehr Energie aufgewendet werden als ohne Haube.
Zur Erläuterung der Erfindung dient die Zeichnung.
In einem Becken 1 mit dem Wasserspiegel 2 sitzt an der einen Beckenseite die Belüftungswalze 3 mit einem Durchmesser D von z. B. 50 cm, die nach dem Turbulenzprinzip arbeitet und deren Belüftungsstäbe etwa 11 cm = 0,2 D eintauchen. Der eingetragene Pfeil zeigt die Drehrichtung. Vor dieser Walze befindet sich im vorliegenden Beispiel in einem Abstand von etwa 80 cm = 1,6 D eine unter dem Winkel von 60° in Richtung auf die Belüftungswalze geneigte Tauchwand 4 von der Länge der Walze und 10, bis 20 cm Breite = 0,2 bis 0,4 D.. Sie ist etwa bis zur Hälfte in das zu belüftende Wasser eingetaucht. Die eingezeichneten Maßlinien D und 2D zeigen den vorteilhaftesten Bereich des Abstandes der Tauchwand 4 vom Wellenmittelpunkt der Belüftungswalze, der zwischen dem einfachen und zweifachen Belüftungswalzendurchmesser liegt.
Die angegebenen genauen Werte sind Optimalwerte bei einem gegebenen Versuchsverhältnis. Bei anderen Abmessungen des Belüftungsbeckens bzw. eines. Oxydationsgrabens und anderen Strömungsverhältnissen können sich Abweichungen einstellen, die es empfehlen, die Tauchwand nicht nur der Entfernung nach, sondern auch der Höhe und der Neigung nach verstellbar zu machen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Belüften von Flüssigkeiten in einem Belüftungsbecken, insbesondere von Abwasser, mittels eines vorzugsweise nach dem Turbulenzprinzip arbeitenden Rotors und unter Verwendung einer Tauchwand, die der vom Rotor bewegten Flüssigkeit eine Umwälzströmung aufzwingt, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zweck der Unterbindung einer Längsströmung im Belüftungsbecken die vom Rotor bewegte und von ihm hochgeschleuderte Flüssigkeit unmittelbar hinter dem vom Rotor erzeugten Wellenberg gegen die Sohle des Belüftungsbeckens abgelenkt wird. z. Belüftungsbecken zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit gegen den Rotor geneigter Tauchwand, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Tauchwand (4) von der Rotorachse etwa dem ein- bis zweifachen Durchmesser des Rotors, die Höhe der Tauchwand (4) etwa dem fünften Teil bis zur Hälfte des Rotordurchmessers entspricht und daß der Neigungswinkel der Tauchwand (4) zum Wasserspiegel etwa 60° beträgt. 3. Belüftungsbecken nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauchwand (4) hinsichtlich der Eintauchtiefe und des Neigungswinkels verstellbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 545 897; USA.-Patentschriften Nr. 2 098152, 2165 889, 2172646.