DE1557181C3 - Vorrichtung zum Eintragen von Gasen in Flüssigkeiten - Google Patents
Vorrichtung zum Eintragen von Gasen in FlüssigkeitenInfo
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- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/14—Activated sludge processes using surface aeration
- C02F3/16—Activated sludge processes using surface aeration the aerator having a vertical axis
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
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- B01F23/234—Surface aerating
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- Y10S261/00—Gas and liquid contact apparatus
- Y10S261/71—Sewage aerators; rotating
Description
Die Erfindung Detrifft eine Vorrichtung zum Eintragen von Gasen in Flüssigkeiten, insbesondere zum Belüften
von Abwasser, mit einem an der Flüssigkeitsoberfläche um eine lotrechte Achse umlaufenden Läufer
und einer diesen ringförmig umgebenden, nach abwärts geneigten und in die Flüssigkeit eintauchenden
Prallflächenanordnung.
Eine derartige Vorrichtung kann außer zur Abwasserbelüftung auch für das Eintragen von CCh in Algenkulturen,
für das Eintragen von Ozon in Trinkwasser und für ähnliche Zwecke verwendet werden.
Man hat verschiedentlich versucht, bei Vorrichtungen zum Eintragen von Gasen in Flüssigkeiten mit
einem umlaufenden vertikalachsigen Rohr durch derartige Prallflächenanordnungen den Wirkungsgrad der
Vorrichtung zu erhöhen. Aus der DT-PS 505 793 ist es bekannt, die durch einen umlaufenden Läufer hochgeschleuderten
Wassertropfen durch eine kegelringförmige Prallfläche aufzufangen und beschleunigt zur Wasseroberfläche
zurückzulenken.
Es wurde aber erkannt, daß es zur Erhöhung des Wirkungsgrades vor allem auf eine Verlängerung des
Weges und der Verweilzeit der Luftblase in der Flüssigkeit ankommt. Bei der bekannten Vorrichtung werden
die vom Belüfter in der Flüssigkeit erzeugten Strömungsverhältnisse selbst nicht wesentlich beeinflußt,
und zur Verlängerung der Verweilzeit der erzeugten Luftblasen in der Flüssigkeit ist eine solche Prallfläche
kaum im StandeJ,.,Wassertropfen werden vom Läufer
tangential wcggfcscHleuclert, die im Wasser erzeugte
Strömung hat einen spiralförmigen Verlauf; beide treffen also auf eine ringförmige Prallfläche unter einem
flachen Winkel auf, so daß sie nicht nur nach unten, sondern vor allem auch (im Grundriß gesehen) nach
der Seite und wieder in Richtung auf den Läufer umgelenkt werden. Dies steht dem gewünschten Zweck, die
ίο Belüftungswirkung im Wasser auf möglichst tiefe und
möglichst weit vom Läufer entfernte Bereiche übergreifen zu lassen, .entgegen. Außerdem wird durch die
genannte Umlcnkwirkung sowie durch das Mitroticrcn der Prallflächenanordnung das sehr unerwünschte Mitrotieren
des Wassers mit dem Belüftungsrotor gefördert.
Ferner ist es z.B. aus der DT-PS 908 968 bekannt, koaxial zur Läuferachse durch ein Rohr Gas bzw. Luft
in die Flüssigkeit einzuleiten, und es unter der Flüssigkeitsoberfläche
durch eine mit dem Läufer zusammenwirkende kegelmantclförmige Fläche wirkungsvoll /u
verteilen.
Aus der DT-PS I 201 815 ist eine mit dem Läufer umlaufende kegelringförmigc Abdeckung bekannt.
durch die die Luflbewcgiing über der bewegten Flüssigkcitsoberfläche
erhöht und dadurch die Durchmischung der Flüssigkeit mit Luft verbessert wird.
Aus der GB-PS 862 761 ist eine mit dem Läufer umlaufende ringförmige Anordnung von schmalen Zinken
bekannt, die als ein die Wassertropfen weiter zerstäubender
Diffusor wirken soll. Auch diese Vorrichtungen beeinflussen nicht die Strömungsverhältnisse in der
Flüssigkeit in dem angegebenen Sinne.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, cine Zusatzcinrichtung
für lotrcchtachsigc Oberflächenbelüfter zu schaffen, die die vom Belüfter ausgehende, die Luftblasen
enthaltende Flüssigkeitsströmung auf einen möglichst lange unter dem Flüssigkeitsspiegel verlaufenden
und möglichst weit vom Belüfter entfernte Bckkcnbcreiche umfassenden Weg lenkt, und die baulich
sehr einfach und in verschiedenen Beckenformen und -bedingungen leicht anpaßbar ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäfj dadurch gelöst,
daß die an der Rotation des Läufers nicht teilnehmende Prallflächenanordnung aus ringförmig angeordneten
Prallflächenelementen besteht, von denen jedes im Grundriß gesehen schräg zur Radialrichtung angestellt
ist.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind im wesentlichen darin zu sehen, daß durch die bei
ringförmig angeordneten Prallflächenelementen ohne weiteres mögliche Schrägstellung zur Radialrichtung
die ja ebenfalls schräg zur Radialrichtung, d. h. spiralförmig, anströmende Strömung im wesentlichen ohne
seitliche Ablenkung nach unten umgelenkt werden kann, wodurch sie tiefer und weiter entfernt liegende
Beckenbereiche erfassen kann und Kurzschlußströmungen, d. h. ein rasches Zurückkehren der Strömung
unter »Wirbelzopfbildung« zum Läufer, weitgehend verhindert werden können. Darüber hinaus ergeben
sich aber noch weitere Vorteile: Die Prallflächenelemente können, was bei einem geschlossenen Ring nicht
möglich ist, insbesondere bei unr.unden Becken, an die in den verschiedenen Abströmrichtungen verschiedenen
Verhältnisse angepaßt werden, insbesondere durch unterschiedliche Größe, Neigungswinkel, Eintauchtiefe
und/oder Abstand von der Rotorachse der einzelnen
Prallelemente. Auch ist es sehr leicht, aus einzelnen vorgefertigten Prallflächenelementen für verschiedene
Beckengrößen und -formen nach Bedarf verschieden große und verschieden ausgebildete Ringanordnungen
zusammenzustellen. Schließlich kann auch nur mit einzelnen Prallflächenelementen der Vorteil einer zweimaligen
Beeinflussung der Strömung durch hintereinandergestaffelte Prallflächenelemente und/oder die laufende
betriebsmäßige Anpassung durch Verändern der Winkeleinstellung realisiert werden.
Vorzugsweise wird die Schrägstellung der Prallflächenelemente so bemessen, daß ihre Schnittlinie mit
der Flüssigkeitsoberfläche etwa rechtwinklig zu der sich bei Betrieb des Läufers einstellenden Strömung
steht.
Die Prallelemente werden erfindungsgemäß vorzugsweise eben ausgebildet oder sie haben in einem die
Läuferachse enthaltenden Schnitt ein kontinuierlich oder polygonal gekrümmtes, vorzugsweise zur Läuferachse
konkaves Profil. so
Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung überlappen sich, von der Läuferachse aus gesehen,
die Prallflächenelemente. Vorzugsweise sind die Prallflächenelemente an einer oder zwei Achsen verschwenkbar,
as
Die Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt
F i g. 1 in Aufsicht eine Ausführungsform der Belüftungsvorrichtung
gemäß der Erfindung,
F i g. 2 einen Vertikalschnitt durch die Anordnung nach Fig. 1,
F i g. 3 eine Ausführungsform einer Prallfläche mit Öffnungen.
In F i g. 1 und 2 ist mit 1 die lotrechte Welle eines Läufers 2 bezeichnet, der in einem Abwasserbelüftungsbecken
angeordnet ist. Der Läufer erzeugt durch seine Rotation unter gleichzeitigem Eintragen von
Luftblasen eine Strömung, wobei das Verhältnis von Radialkomponente zu Tangentialkomponente vom Abstand
von der Läuferachse, von den geometrischen Verhältnissen des Beckens, von der Drehzahl und von
ähnlichen Größen abhängt.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform der Belüftungsvorrichtung weisen die Prallflächen einzelne
Flächenelemente 5c auf, die ringförmig um die Läuferachse verteilt sind. Zur besseren Ausnutzung der Strömung
überlappen sich die einzelnen Prallflächenelemente 5c in radialer Richtung gesehen, teilweise. Außer
der Neigung gegenüber der Horizontalen besitzen die Prallflächenelemente 5c eine Schrägstellung gegenüber
der Radialrichtung, und zwar so, daß die Schnittlinien der Prallflächenelemente 5c mit der ruhenden Wasseroberfläche
etwa senkrecht zu der aus Radial- und Tangentialkomponente resultierenden Strömung stehen.
Da der Verlauf dieser Resultierenden sich, etwas bei verschiedenen Beckenformen oder bei verschiedenen
Drehzahlen, verändern kann, ist es zweckmäßig, die Prallflächenelemente um eine oder zwei Achsen
schwenkbar anzuordnen, etwa um die Kante 15 und/oder die Kante 16, so daß nachträglich ein Justieren
und sogar während des Belüftungsbetriebes ein Einstellen der Prallflächenelemente auf maximale Wirkung
möglich ist.
Es ist vorteilhaft, die Prallflächenelemente nicht als geschlossene Flächen auszubilden, sondern sie mit Ausschnitten,
Durchbrechungen, öffnungen od. dgl. zu versehen. F i g. 3 zeigt ein Prallflächenelement 5</mit einer
Reihe von kleineren öffnungen 10 und größeren öffnungen
9. Auch eine gewellte, gerippte, gerasterte oder eine kammförmige Ausbildung der Prallflächenelemente
ist möglich.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Vorrichtung zum Eintragen von Gasen in Flüssigkeiten,
insbesondere zum Belüften von Abwasser, mil einem an der Flüssigkeitsoberfläche um
eine lotrechte Achse umlaufenden Läufer und einer diesen ringförmig umgebenden, nach abwärts geneigten
und in die Flüssigkeit eintauchenden Prallflächcnanordnung,
dadurch gekennzeichnet,
dai3 die an der Rotation des Läufers nicht teilnehmende. Prallflächenanordnung aus ringförmig
angeordneten Prallllächenclcmenten (5c, 5d) besteht,
von denen jedes im Grundrii3 gesehen schräg zur Radialrichtung angestellt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet.
daf3 die Schrägstellung der PrallRächenelemente (5c 5d) so bemessen ist, daß ihre Schnittlinie
mit dem Flüssigkeitsspiegel etwa rechtwinklig zu der sich bei Betrieb des Läufers einstellenden
Strömung (8) steht.
3. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallflächcnclemente (5c
5d) eben ausgebildet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallflächcnelemcnte (5c
5tl) in einem die Läuferachse enthaltenden Schnitt ein kontinuierlich oder polygonal gekrümmtes, vorzugsweise
zur Läuferachse konkaves Profil haben.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallflächcnclemente
(5c 5d) von der Läuferachse aus gesehen,
sich überlappen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallflächcnelemcnte
(5c 5d) um eine oder zwei Achsen (15, 16) verschwenkbar sind.
Applications Claiming Priority (1)
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