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Einrichtung zur Belüftung von Wasser, insbesondere von Abwasser Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Belüftung von Wasser, insbesondere von Abwasser.
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Um bei Wasser Zustandsänderungen durch Belüftung, Begasung, Abkühlung
oder Verteilung auf große Oberflächen herbeizuführen, ist es bekannt, Teile des
Wassers entweder aus dem Wasserspiegel herauszuheben und zur Vermehrung der Oberfläche
in möglichst dünne Schichten oder Tropfen zu zerteilen oder das Wasser durch Verspritzen,
durch Aufreißen der Oberfläche, durch Einschlagen von Belüftungsstäben in das Wasser
oder durch horizontale Einwirkung auf herabfallendes Wasser oder durch sonstige
mechanische Einwirkung in feine oder feinste Tropfen aufzulösen. Es ist auch bekannt,
Luft oder Gas in Wasser einzupressen, wobei das Wasser an der Oberfläche der aufsteigenden
Luft-oder Gasblasen mit der Luft oder dem Gas in Berührung kommt.
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Um Wasser, insbesondere Abwasser, biologisch zu reinigen, kann es
über stückiges bzw. poröses Füllgut geleitet und dabei belüftet werden. Durch die
Verteilung des Wassers auf die große, luftbesetzte Oberfläche des Füllgutes bildet
sich ein biologischer Überzug von Mikroorganismen, die auch die gelösten Stoffe
des Abwassers als Nahrung aufnehmen und sie in wasserunlöslichen Schlamm umwandeln.
Das Füllgut kann aber auch in das Wasser eingetaucht und wieder herausgehoben werden.
Es verbleibt dann jeweils eine bestimmte Wassermenge als Haftwasser auf der Oberfläche
des Füllgutes, so daß auch hierbei die erstrebten physikalischen, chemischen und
biologischen Wirkungen eintreten.
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Zum Belüften von Wasser, z. B. von Abwasser, in dieser Weise ist es
bekannt, das Füllgut in einer drehbaren Trommel in loser Schüttung derart anzuordnen,
daß es bei der Drehung der Trommel in das in diese eingebrachte Abwasser eintaucht,
bei weiterer Drehung durch das Wasser hindurchbewegt wird und dann wieder auftaucht,
worauf das Füllgut mit den an ihm haftenden Wasserteilen durch den über dem Wasser
befindlichen Belüftungsraum der Trommel bewegt und belüftet wird. Bei einer bekannten
Einrichtung dieser Art wird der Wasserspiegel in der sich drehenden Belüftungstrommel
unter dem halben Trommeldurchmesser gehalten, und das Füllgut füllt das Innere der
Trommel nur zu einem geringen Teil aus, so daß in der Trommel besondere Vorrichtungen
angeordnet sein müssen, damit das Füllgut bei der Drehung der Trommel mitgenommen
wird und nicht dauernd unterhalb des Wasserspiegels bleibt. Durch die Erfindung
soll die Leistungsfähigkeit solcher Einrichtungen bei zugleich vereinfachter Ausbildung
der Belüftunggtrermmel dadurch verbessert werden, daß das Füllgut aus Hohlkörpern
in Form von Schöpfgefäßen besteht: Eine bevorzugte Ausführungsform der Einrichtung
ergibt sich, wenn die `Hohlkörper an beiden Enden offen sind und mittig oder außermittig
einen Querboden aufweisen: Dabei können außer-den als Schöpfgefäßen ausgebildeten,
vorzugsweise zylindrischen Hohlkörpern; zusätzlich Füllgutstücke `anderer Art in
der Belüftungskammer angeordnet sein. Solche zusätzlichen Füllgutstücke können aus
Hohlkörpern bestehen; die die' gleiche Form und Größe wie die als Schöpfgefäße ausgebildeten
Hohlkörper haben, aber keinen Querboden aufweisen: Weiterhin kann -däs Füllgut den
Hohlraum der Trommel voll ausfiiileü tmd i' der Trommel durch gegenseitige Verspannung
'so gehalten sein, daß es beim Drehen der Trommel gegenüber dieser unbeweglich ist.
Zu diesem Zck kann die eine Stirnwand der Belüftungstrommel in Achsrichtung der
Trommel verstellbar sein und als Preßglied zur gegenseitigen Verspannung der' Fiülgutstiicke
dienen.
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Bei einer. gemäß der Erfindung ausgebildeten Einrichtung werden die
als Schöpfgefäße ausgebildeten Füllgutstücke durch die Drehung der Trommel aus dem
Wasser herausgehoben und nehmen dabei; soweit sie beim Austreten aus dein Wasser
mit ihrem Querboden waagerecht oder schräg liegen, Wasser bzw. auch Wasser-Luft-Gemisch'
in den Belüftungsraum der Trommel mit. Je nach ihrer Lage werden sie dann erst nach
einer bestimmten Drehbewegung der Trommel entleert. Es kann z. B. aus solchen Schöpfgefäßen,
deren Querboden beim Austritt aus dem Wasser etwa waagerecht liegt, das Wasser erst
nach
einer Viertelumdrehung der Trommel ganz ausfließen. Auf diese Weise werden die Schöpfgefäße
in den verschiedensten Höhen bis einschließlich ihrer höchsten Lage in der Trommel
entleert, wobei das entleerte Wasser zum Teil wieder von tiefer liegenden Schöpfgefäßen
aufgefangen und nochmals in dem Belüftungsbereich bewegt und zum Ausfließen gebracht
wird. Es wird somit eine außerordentlich weitgehende Verrieselung des Wassers erreicht,
die gegenüber derjenigen, die sich bei anderen, nicht als Schöpfgefäße ausgebildeten
Füllgutstücken lediglich durch die Haftung von Wasserteilchen an diesen ergibt,
nahezu in dem Umfange gesteigert ist, in dem das Wasser durch die mechanische Schöpf-
und Umschöpfwirkung zusätzlich verrieselt wird.
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Nachstehend ist die Erfindung an Hand der in der Zeichnung als Beispiel
dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Belüftungstrommel
in vertikalem Längsschnitt, F i g. 2 einen Querschnitt nach der Linie
A -B der F i g. 1, F i g. 3 im Vertikalschnitt in der Draufsicht und in Seitenansicht
einen zur Bildung von Füllgut an sich bekannten zylindrischen Hohlkörper und F i
g. 4 einen als Schöpfgefäß ausgebildeten zylindrischen Hohlkörper nach der Erfindung
in vertikaler Lage, ebenfalls im Vertikalschnitt, in der Draufsicht und in Seitenansicht.
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Die in F i g. 1 und 2 als Beispiel in schematischer Darstellung wiedergegebene
Einrichtung kann sowohl zur Reinigung von Abwasser, zur Belüftung von Wasser als
auch zur Bekühlung von Wasser Verwendung finden. Bei der dargestellten Ausführungsform
sind an dem Trommelmantel nach der Trommellängsachse zu gerichtete schrauben- oder
schneckenförmig verlaufende Leitflächen 2 fest angebracht, und die Belüftungstrommel
1 ist in Richtung des Durchtrittes des zu behandelnden Wassers in schwacher Aufwärtsneigung
angeordnet. Die Stirnenden der Trommel sind durch mit Luftdurchlaßöffnungen versehene
Wände, z. B. Siebwände, begrenzt. Der Wasserzulauf ist bei 6 und der Wasserablauf
bei 7 angeordnet. Die Belüftungstrommel 1 ist bei 3 und 4 drehbar gelagert
und wird zum Betrieb der Einrichtung in beliebiger Weise in Drehbewegung versetzt.
Die Trommel könnte jedoch auch mit anderer Neigung oder waagerecht angeordnet und
in anderer Weise ausgebildet sein. Insbesondere könnte sie auch ohne die Leitflächen
2 ausgebildet sein.
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Wie aus F i g. 1 und 2 ersichtlich ist, füllt das zu behandelnde Wasser
die Trommel l nur bis zu einer geringen Höhe an. Im übrigen ist aber die Trommel
bei dem dargestellten Beispiel völlig mit Füllgut ausgefüllt, das so in der Trommel
angeordnet ist, daß die das Füllgut bildenden Füllgutstücke mit gegenseitiger Verspannung
beim Drehen der Trommel unbeweglich festgehalten sind. Diese Füllgutstücke bestehen
aus den in F i g. 4 dargestellten zylindrischen Hohlkörpern 13, die etwa auf halber
Höhe mit einem Querboden 8 versehen sind und Schöpfgefäße bilden, wenn sie
durch die Drehung der Trommel durch das Wasser hindurchbewegt werden und mit ihrem
Schöpf- oder Füllraum nach oben zeigend aus dem Wasser auftauchen. Durch die Anordnung
des Querbodens 8 etwa in der Mitte des Hohlkörpers sind in ihm zwei Schöpf-
bzw. Füll,-räume 9 und 10 ausgebildet. Das Füllgut der Trommel kann
in seiner Gesamtheit aus den Schöpfgefäßen 13 bestehen, die unregelmäßig in die
Trommel. eingefüllt sind, aber durch gegenseitige Verspannung in ihrer Lage relativ
zur Trommel festgehalten werden. Zu diesem Zweck kann z. B. die eine Stirnwand der
Trommel in nicht dargestellter Weise axial verstellbar angeordnet und als Preßglied
ausgebildet sein, bei dessen Anziehen, z: B. durch Schrauben, die gegenseitige Verspannungslage
der Füllgutstücke hervorgerufen wird.
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Die als Schöpfgefäße ausgebildeten Füllgutstücke 13 können
aber auch zusammen mit Füllgutstücken 14 anderer Art in die Trommel in gewünschter
Verteilung und unbeweglich eingelagert sein. Vorzugsweise sind die Füllgutstücke
14 ebenfalls als zylindrische Hohlkörper ausgebildet, die aber keinen Querboden
aufweisen. Derartige Füllgutstücke sind an sich bekannt und können durch sogenannte
Raschigringe gebildet sein: Zweckmäßig haben die Füllgutstücke 14 die gleiche
Größe wie die als Schöpfgefäße ausgebildeten Füllgutstücke 13.
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Zur Erläuterung des Vorganges der Berieselung, der durch die einzelnen
zylindrischen Schöpfgefäße 13 erreicht wird, sind in F i g. 2 in jedem Viertel des
Trommelquerschnittes zwei dieser Schöpfgefäße 13 als Beispiele für ebensolche
Schöpfgefäße dargestellt die in dem Trommelviertel die gleiche Lage zur Trommel
einnehmen. Betrachtet man das in F i g: 2 links in der Stellung 11 in das Wasser
5 eingetauchte Schöpfgefäß, so erkennt man, daß sein Schöpfraum 9 mit Wasser gefüllt
ist und bei der Drehung der Trommel auch in gefülltem Zustand aus dem Wasser auftaucht.
Nach einer Viertelumdrehung der Trommel im Uhrzeigersinn hat es sich jedoch mit
der Trommel um 90° gedreht, so daß es die Stellung 11' einnimmt. Nach einer
weiteren Viertelumdrehung gelangt. es in die Stellung 11"
und nimmt nach einer
weiteren Viertelumdrehung der Trommel die Stellung 11"' ein. Im Laufe der
ersten Viertelumdrehung der Trommel, also auf dem Wege zwischen 11 und 11', wird
dabei das in dem Schöpfraum 9 dieses Schöpfgefäßes in den Belüftungsraum
der Trommel mitgenommene - Wasser entsprechend der Lageveränderung des Schöpfgefäßes
ausgegassen. Bei einer weiteren Viertelumdrehung von Il' bis 11" gelangt dann der
ursprünglich unten befind-
liche Raum 10 des Schöpfgefäßes nach oben
und wird dabei mit Rieseiwasser gefüllt, das von anderen Schöpfgefäßen entleert
wird. Bei einer weiteren Vierteldrehung entleert sich dieser Teil des Hohlkörpers
wieder, worauf dieser auf dem letzten Viertel seiner Bewegung bis zur vollen Umdrehung
wieder mit dem Raum 9 oben in das Wasser eintaucht und sich mit Wasser füllt. Ein
zweiter; als SchÖpfgefäß gemäß F i g: 4 ausgebildeter Hohlkörper 1
befindet
sich beispielsweise bei 12 im eingetaucht Zustand mit seinem Querboden
8 in lotrechter Lag,: Ein solches Schöpfgefäß füllt sich während der ersten
Viertelumdrehung teilweise, um während des zweiten Viertels der Umdrehung wieder
entleert zu werden: Bei der weiteren Drehung wird es jedoch durch Rieselwasser aus
anderen Füllgutstücken wieder aufgefüllt worauf es während der letzten Viertel-.
umdrehung wieder entleert wird. Da die Schöpfgefäße 13, sei es für sich allein
oder zusammen mit anderen zylindrischen Hohlkörpern unregelmäßig
geschüttet
sind, werden sich immer in geringem Abstand unterhalb eines solchen Schöpfgefäßes
andere Schöpfgefäße 13 entsprechend der Stellung 11 zu 12 befinden, die das ausgeschüttete
Wasser auffangen und es nicht mit einem Mal durch das ganze Füllgut bis zu dem Wasser
am Boden der Trommel zurückfließen lassen. Auf diese Weise wird erreicht, daß das
Rieselwasser ständig in den Luftraum gehoben und umgeschüttet wird, ohne daß hierzu
ein großer Energieaufwand notwendig ist, weil sich die aufgefüllten Schöpfgefäße
auf der linken und auf der rechten Seite der Drehachse etwa im Gewicht ausgleichen.
Nur ein geringer Teil des Wassers muß unter zusätzlichem Kraftaufwand gehoben werden,
um in tiefer liegende Schöpfgeräte entleert zu werden.
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Durch die Anwendung der als Schöpfgefäße ausgebildeten Füllgutstücke
gemäß der Erfindung wird somit erreicht, daß sich das Füllgut gewissermaßen selbsttätig
mit geringem Kraftbedarf in weitgehender Verteilung berieselt, so daß Einrichtungen
gemäß der Erfindung auch bei kurzer Baulänge der Belüftungstrommel sehr leistungsfähig
sind und mit gutem Erfolg zum Belüften, Abkühlen und biologischen Reinigen von Wasser
anwendbar sind.