DE1584975B2

DE1584975B2 - Vorrichtung zum Eintragen von Gasen, z.B. von Luft, in Abwasser oder dergleichen Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE1584975B2
Application number: DE1584975A
Authority: DE
Inventors: Werner Ohl; Udo Dipl.Ing. Passavant
Original assignee: Passavant Werke Michelbacher Hutte
Current assignee: Aqseptence Group GmbH
Priority date: 1966-03-08
Filing date: 1966-03-08
Publication date: 1974-10-10
Also published as: US3435954A; CH462051A; BE694899A; DE1584975C3; NL6703585A; FR1513010A; AT270519B; DE1584975A1

Description

richtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal als geschlossener Kreisring ausgebildet und der Schild um den Kreismittelpunkt drehbar angeordnet ist. Die Gaseintragungs- bzw. Belüftungselemente können in diesem Fall in bekannter Weise am Boden des Flüssigkeitskanals angeordnet sein. Die durch den Schild bewirkte Wasserströmung überstreicht die Belüftungselemente in horizontaler Richtung, wodurch der gewünschte Effekt erreicht wird. Zwar ist auch in diesem Fall die Schildgeschwindigkeit _!0 verhältnismäßig hoch, es entfallen jedoch die Beschleunigungs- und Verzögerungsverluste, die bei intermittierender Hin- und Herbewegung in einem Längsbecken "auftreten würden. -._; ; ; ; ...

Man kann gemäß der Erfindung auch so vorgehen, daß der Schild nur über einen Teilabschnitt (Bewegungsabschnitt) des Kanals bewegbar angeordnet ist Dabei ist es vorteilhaft, die Gaseintragungselemente bzw. Belüftungselemente nur in dem'nicht von dem Schild bestrichenen Kanalabschnitt (Belüftungsabschnitt) vorzusehen. Man kann dann gemäß der Erfindung den Kanalquerschnitt im Bewegungsabschnitt wesentlich größer bemessen, und zwar zwei- bis viermal, vorzugsweise dreimal so groß als im Belüftungsabschnitt. Man erhält dann eine hydraulische Übersetzung, so daß die Flüssigkeit in dem Belüftungsabschnitt trotz verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit des Schildes mit ausreichend hoher Horizontalgeschwindigkeit über die Belüftungselemente strömt.

Gemäß der Erfindung kann der Antrieb für.den Schild derart ausgebildet und eingestellt sein, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit im Belüftungsabschnitt mindestens 0,3 m/s, vorzugsweise 0,5 bis 1,5 m/s, beträgt. Die Schildgeschwindigkeiten können dann wegen der hydraulischen Übersetzung sehr gering sein. Die Reibungsverluste sind dann relativ klein, und das gleiche gilt auch für Beschleunigungs- und Verzögerungsverluste.

Man kann aus diesem Grund auch ohne weiteres gemäß der Erfindung den Bewegungsabschnitt geradlinig ausbilden und den Schild darin hin- und herbewegbar anordnen. Es kann also, insbesondere wenn der Belüftungsabschnitt ebenfalls geradlinig und unmittelbar neben dem Bewegungsabschnitt und parallel dazu angeordnet wird, eine sehr platzsparende Anordnung gewählt werden.

Man kann allerdings auch eine Rundbeckenanordnung wählen, bei der gemäß der Erfindung der Bewegungsabschnitt und der Belüftungsabschnitt kreisförmig und konzentrisch zueinander liegend ausgebildet und hydraulisch verbunden sind. Dabei ist es zur Ausnutzung der höheren Umfangsgeschwindigkeit eines kreisförmig bewegten Schildes vorteilhaft, daß der Bewegungsabschnitt außen liegt. Ferner können gemäß der Erfindung die Enden des Bewegungs- und Belüftungsabschnittes dicht nebeneinander liegen, so daß also praktisch der ganze Kreisumfang ausgenutzt wird.

Die Vorrichtung nach der Erfindung kann aber auch so ausgebildet sein, daß die beiden Enden des Bewegungsabschnittes durch eine den Flüssigkeitsspiegel nur wenig überragende Schwelle voneinander getrennt sind, in de^en Bereich der kreisförmig bewegte Schild anhebbar und wieder absenkbar ist. Auf diese Weise wird eine Hin- und Herbewegung des Schildes vermieden, ohne daß jedoch die Schildgeschwindigkeit selbst erhöht zu werden braucht. Der Belüftungsabschnitt kann auch in diesem Fall einen sehr viel geringeren Querschnitt aufweisen, so daß die Flüssigkeit in diesem Abschnitt mit sehr hoher Geschwindigkeit über die Belüftungselemente strömen kann. ·■■-...

Bei sämtlichen Ausführungsformen der Vorrichtung nach der Erfindung, d. h. also sowohl bei den die Form eines Längsbeckens als auch bei den die Form eines Rundbeckens aufweisenden Vorrichtungen, kann man ein Vorklärbecken und/oder ein Nachklärbecken mit bewegbarer Räumeinrichtung parallel oder konzentrisch zum Kanal anordnen, wobei dann der Schild an der Räumeinrichtung befestigt ist. Es wird alsdann für die Räumeinrichtung und für den Schild nur jeweils eine Trag-bzw. Antriebseinrichtung benötigt

In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Vorrichtung nach der Erfindung beispielsweise dargestellt, die nachstehend näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 die Draufsicht auf eine erste Ausführungsform, ■.; -.:."- ■■ ^; ■·.:■:■■ ■ - ;■-'■"- ·

Fig.2 einen Längsschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, > .: - ■■ ■ ■■- ■■·■: ■■:-= ■ ..·-■■

F i g. 3 die Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform, ^: ν - ■■■ ·;· ■■ ■ ■· ' . ■-■'■■ ■ ^: ■ ■■· ^;i -' :'■■■:-■■

F i g. 4 die Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform,

F i g. 5 einen Teilschnitt entsprechend der Linie V-V in Fig.4,

F i g. 6 einen Teilschnitt nach der Linie VI-VI in Fig.4, - ■ ■■.·.'·:■■

Fig.7 die Draufsicht auf eine vierte Ausführungsformund

Fig. 8 einen Querschnitt durch die Ausführungsform nach F i g. 7.

Bei der Ausführungsform der F i g. 1 ist ein rechtekkiges Becken derart aufgeteilt, daß ein Bewegungsabschnitt 1 und ein Belüftungsabschnitt 2 einen in sich geschlossenen Kanal bilden. In dem Bewegungsabschnitt 1 ist ein Schild 3 angeordnet, der durch Hin- und Herbewegen eine horizontale Flüssigkeitsströmung bewirkt Da der Bewegungsabschnitt 1 einen wesentlich größeren Querschnitt als der Belüftungsabschnitt 2 bildet, wird die Flüssigkeit bei einer Bewegung des Schildes 3 mit einer Strömungsgeschwindigkeit über die Belüftungselemente 4 des Belüftungsabschnittes 2 bewegt, die sehr viel größer ist als die Fahrgeschwindigkeit des Schildes 3.

Der Schild 3 ist an einer Brücke 5 angeordnet, die mit einem Fahrwerk versehen ist, wobei es vorteilhaft ist, eine schienenlos abgestützte Brücke zu verwenden. Den Belüftungselementen wird Luft durch einen Druckluftkompressor 6 zugeführt.

Hinsichtlich der Anordnung der Belüftungselemente kann die jeweils günstigste Verteilung gewählt werden. Man kann die Belüftungselemente 4 auch in einem schlangenförmigen Kanal entsprechend Fig.3 unterbringen. Selbstverständlich kann man auch in dem Bewegungsabschnitt 1 noch Belüftungselemente anbringen, wenn dies für erforderlich erachtet wird. Es ist allerdings nur bei hochbelasteten Anlagen erforderlich, die Belüftungselemente auf die ganze Kanallänge zu verteilen, da in den meisten Fällen eine Sauerstoffzufuhr in einem beschränkten Kanalbereich ausreicht und unter Umständen sogar vorteilhafter sein kann als in dem gesamten Kanalbereich. Auf Grund der Sauerstoffzehrung in dem nicht mit Belüftungselementen versehenen Kanalabschnitt stellt sich nämlich am Ende dieses Abschnittes ein größeres Sauerstoffdefizit ein als bei durchgehender Belüftung, was dann eine relativ größere Sauerstoffaufnahme im nachfolgenden Belüftungsabschnitt bewirkt. Bei der in F i g. 1 und 2 gewähl-

ten Verteilung ist also der Sauerstoffeintrag praktisch kaum geringer als wenn mehr Belüftungselemente vorgesehen wären, wobei allerdings zu berücksichtigen ist, daß hier stets die gesamte Flüssigkeit umgewälzt wird, so daß stets ein enger Kontakt zwischen Schlamm und Sauerstoff vorhanden ist.

Bei der in Fig.4 bis 6 dargestellten Ausführungsform sind Bewegungsabschnitt 1 und Belüftungsabschnitt 2 kreisförmig und konzentrisch zueinander liegend angeordnet, wobei der Belüftungsabschnitt 2 innen liegt Dadurch wird bei Anordnung des Schildes 3 an der Brücke 5, die um den Mittelpunkt drehbar ist, die größere Umlaufgeschwindigkeit bei größerem Radius ausgenutzt

Die beiden Verbindungsöffnungen des Belüftungsabschnittes 2 mit dem Bewegungsabschnitt 1 sind durch eine Schwelle 8 voneinander getrennt, so daß also die Flüssigkeit bei Bewegung des Schildes 3 gezwungen wird, den Belüftungsabschnitt 2 zu durchströmen.

Will man eine hin- und hergehende Bewegung des Schildes 3 vermeiden, so kann man in diesem Fall die Schwelle 8, wie aus F i g. 6 ersichtlich, ausbilden und an dem Schild 3 Steuerrollen 11 anbringen, durch die er beim Auffahren auf die Schwelle gegen ein Gewicht 7 angehoben und nach Überschreiten des höchsten Punktes der Schwelle unter Einwirkung des Gewichtes 7 wieder abgesenkt wird.

Natürlich können auch bei zwei- oder mehrarmiger Ausbildung der Brücke mehrere Schwellen vorgesehen werden, wobei dann gleichzeitig der Belüftungsabschnitt mehrere Öffnungen aufweist, so daß einzelne Abschnitte gebildet werden. Auf diese Weise ist es möglich, beispielsweise zwei oder mehr Belüftungsstufen in einem einzigen Rundbauwerk zu vereinigen.

Innerhalb des Kanals kann ein Vor- bzw. Nachklärbecken 9 untergebracht werden, wobei dann an der Brücke 5 zugleich die Räumeinrichtung 10 für dieses Becken angebracht werden kann.

Eine besonders einfache Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung zeigen die F i g. 7 und 8. In diesem Fall arbeitet in einem Kanal 20 ein Schild 21, der an einer Brücke 22 angebracht ist. In dem Kanal 20 sind Belüftungselemente 23 angebracht. Die Flüssigkeit wird durch den Schild 21 in horizontaler Richtung über die Belüftungselemente 23 bewegt Hier ist zwar keine hydraulische Übersetzung vorhanden, jedoch ist eine kreisförmige Bewegung des Schildes möglich, ohne daß der Schild jeweils über die Schwelle 8 der F i g. 4 angehoben zu werden braucht. Die Schildgeschwindigkeit muß daher etwas höher sein, jedoch reichen im allgemeinen Geschwindigkeiten von 1 m/s aus, um die gewünschte Steigerung der Lufteintragung zu erreichen.
Eine zusätzliche Durchwirbelung, durch die die eingebrachten Luftbläschen zerrieben werden können und damit der Kontakt zwischen Flüssigkeit und Luft erhöht werden kann, kann dadurch erreicht werden, daß man den Schild 21 so ausbildet, daß er sich nur über einen Teil des Kanalquerschnitts erstreckt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Eintragen von Gasen, z. B. von Luft, in Abwässer oder dergleichen Flüssigkeiten, insbesondere zur Durchführung des Belebungsverfahrens, mit einem in sich geschlossenen Kanal, in welchem mindestens eine Einrichtung zum Umwälzen der Flüssigkeit in Kanallängsrichtung sowie hiervon unabhängige Gaseintragungselemente bzw. Belüftungselemente angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzeinrichtung aus einem in Kanallängsrichtung bewegbaren Schild (3, 21) besteht, der den benetzten Kanalquerschnitt ganz oder teilweise ausfüllt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (20) als geschlossener Kreisring ausgebildet und der Schild (21) um den Kreismittelpunkt drehbar angeordnet ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schild (3) nur über einen Teilabschnitt (Bewegungsabschnitt 1) des Kanals bewegbar angeordnet ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Gaseintragungselemente bzw. Belüftungselemente (4) nur in dem nicht von dem Schild bestrichenen Kanalabschnitt (Belüftungsabschnitt 2) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet daß der Kanalquerschnitt im Bewegungsabschnitt (1) wesentlich größer, und zwar zwei- bis viermal, vorzugsweise dreimal so groß ist als im Belüftungsabschnitt (2).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für den Schild (3) derart ausgebildet und eingestellt ist daß die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit im Belüftungsabschnitt (2) mindestens 0,3 m/s, vorzugsweise 0,5 bis 1,5 m/s, beträgt

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsabschnitt (1) geradlinig ausgebildet und der Schild (3) darin hin- und herbewegbar angeordnet ist

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß der Bewegungsabschnitt (1) und der Belüftungsabschnitt (2) kreisförmig und konzentrisch zueinanderliegend ausgebildet und hydraulisch verbunden sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß der Bewegungsabschnitt (1) außen liegt

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet daß die Enden des Bewegungs- und Belüftungsabschnitts (1; 2) dicht nebeneinander liegen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden des Bewegungsabschnitts (1) durch eine den Flüssigkeitsspiegel nur wenig überragende Schwelle (8) voneinander getrennt sind, in deren Bereich der kreisförmig bewegte Schild (3) anhebbar und wieder absenkbar ist

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines parallel oder konzentrisch zum Kanal angeordneten Vor- und/oder Nachklärbeckens mit bewegbarer Räumeinrichtung der Schild an der Räumeinrichtung befestigt ist.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Eintragen von Gasen, z. B. von Luft in Abwässer oder dergleichen Flüssigkeiten, insbesondere zur Durchführung des Belebungsverfahrens, mit einem in sich geschlossenen Kanal, in welchem mindestens eine Einrichtung zum Umwälzen der Flüssigkeit in Kanallängsrichtung sowie hiervon unabhängige Gaseintragungselemente bzw. Belüftungselemente angeordnet sind.

Die bekannten Vorrichtungen dieser Art (FR-PS

ίο l 404 145) machen sich die Erkenntnis zunutze, daß die Gasaufnahme in Flüssigkeiten erhöht wird, wenn die Flüssigkeit über den Vorrichtungen zur Eintragung des Gases eine horizontale Strömung aufweist. Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art sind im allgemeinen am Boden eines in sich geschlossenen Flüssigkeitskanals Belüftungselemente angebracht; die Einrichtung zur Umwälzung besteht aus einer tangential an die Umlaufströmung mündenden Leitung, durch die das Rohabwasser einfließt Es sind aber auch schon Umwälzvorrichtungen in Form von Paddeln, Unterwasserschrauben oder Belüftungsrotoren, die eine horizontale Wasserströmung bewirken, bekannt.

Diese Vorrichtungen haben erhebliche Nachteile, da bei Paddeln oder Belüftungsrotoren eine hohe Oberflächengeschwindigkeit erzielt werden muß, um auch noch an der Kanalsohle eine ausreichende horizontale Strömung zu erreichen. Derartig hohe Strömungsgeschwindigkeiten an der Oberfläche sind aber unwirtschaftlich, und es besteht außerdem stets die Gefahr einer Wirbelbildung, so daß an der Sohle unter Umständen keine Strömung mehr auftritt oder sogar eine Gegenströmung bewirkt wird. Dies hat wiederum zur Folge, daß eine unkontrollierbare Schlammablagerung erfolgen kann, die bei Vorrichtungen der hier in Frage kommenden Art besonders unangenehm ist, weil dadurch eine Verstopfung der Belüftungselemente erfolgen kann.

Auch bei nicht nur an der Oberfläche einwirkenden Umwälzvorrichtungen, wie etwa Unterwasserschrauben, treten die gleichen Nachteile auf, da sich auch hier keine über den ganzen Querschnitt des Flüssigkeitskanals gleichmäßige Strömung ausbildet und infolgedessen ebenfalls die Gefahr einer unkontrollierten Schlammablagerung auftritt Dasselbe gilt für die Vorrichtungen, bei denen eine Umlaufströmung lediglich durch eine entsprechende Ausrichtung des Abwasserzuflusses bewirkt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Vorrichtungen zu vermeiden und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß unkontrollierte Schlammablagerungen auf der Kanalsohle verhindert werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst daß die Umwälzeinrichtung aus einem in Kanallängsrichtung bewegbaren Schild besteht der den benetzten Kanalquerschnitt ganz oder teilweise ausfüllt.

Die Vorrichtung nach der Erfindung hat den wesentlichen Vorteil, daß stets der gesamte Inhalt des Flüssigkeitskanals mit einer horizontalen Fließgeschwindigkeit bewegt wird, durch die Schlammablagerungen auf der Kanalsohle und damit Verstopfungen der Belüftungsorgane vermieden werden. Auch wird dann, wenn keine Belüftung erfolgt der Kontakt zwischen Sauerstoff und Belebtschlamm stets aufrechterhalten. Außerdem werden durch die langsame und gleichmäßige Bewegung des Schildes bereits gebildete Flocken nicht zerschlagen.

Eine besonders einfache Ausführungsform der Vor-