DE1701448U - Wasserstrahlinjektor zur belueftung von fluessigkeit bei abwasserreinigungsanlagen. - Google Patents

Description

Passavant-Werke . - " Michelbach, den. 5-4.1955 Michelbacher Hütte- - Pat. Buc/CC. bei Michelbach/ffassau .

^; . . - F ?oo "Multidüsenin.1ektar'^r

"Wasserstrahlinjektor zur Belüftung von Flüssigkeiten bei Abwasserreinigungsanlagen™« -

Bei verschiedenen Verfahren zur Abwasserreinigung ist eine gute Belüftung, des Abwassers sehr wichtig. Beim Sehlammbelebungsverfahren z«B. ist sehr viel Luft nötig,, damit die Kleinlebewesen,, die die Reinigung bewirken, in möglichst großer Zahl im Abwasser leben können. Auch bei der chemischen Abwasserreinigung· muß,, wenn dabei ein Qxydationsprozeß eine

. Koll@ stieltf w£& z.B. bei der Eisenung> viel Luft zugeführt werden;·, Beb en verschied enen· anderen- Belüftungseinrichtungen, " z~ Bv mit Druckluft beaufschlagten Filterplatten, grob- und "■ feinblaeiger Belüftung.durch Düsen,, pumpenartigen Mischvorrichtungen,.. Bürstenwalzen sind auch. Wasserstrahlinjektoren

■ bekannt«/ - ,

-Ein Wasserstrahl - meistens wird man das zu reinigende Abwasser dafür verwenden - reißt aus seiner Umgebung Luft mit xm<i führt sie dem Belüftungsbecken zu. Bei der Erfindung handelt es sich um einen Wasserstrahlinjektor, bei dem der aus der Druckleitung kommende Wasserstrahl durch eine.Düsenplatte • mit mehreren öffnungen gepreßt und. dadurch in, eine Mehrzahl von E'inze-lstrahlen. zerteilt wird _r, die durch geeignete Ausbildung dez? Druckleitung auch noch hinter der Düsenplatte gebündelt ..-bleiben« Diese Binzelstrahlen haben zusammen eine wesentlich ν größere Außenfläche als; der ursprüngliche kompakte Wasserstrahl, ,so. daß in der hinter der Düsenplatte folgenden. Belüftungszone

· die Berührungsfläche zwischen Wasser und Luft erheblich größer ■■ ist. - -

Die Belüftung durch Zerlegung des Wasserstrahles bei Wasserhähnen im. Haushalt u. dgl. ist bekannt, doch kommt es dabei nur auf die Erzielung eines sanften weichen Wasserstrahles und die "Vermeidung des Spritaens, sowie auf die G-eschmaclsvBrbesserung an. Die Verwendung eines solchen Wasserstrahlenjektors zur Be-

lüftung: bei Abwasserreinigungsanlagen ist dagegen neu· Ordnet man einen solchen Wasserstrahlinjektor über der Oberfläche der zxL be!üft;&nden !flüssigkeit an, βσ erreicht man eine zusätzliche Insekt ο rwirkung; an der-Eintrittsstelle des gebündelten belüfteten Wasserstrahles, in das zu reinigende Abwasser,, derm dieser^ gebündelte Strahl reißt- weitere Luft· aus seiner Umgebung, mit ins Wasser. '..""

Die Erfindung besteht hauptsächlich darin, daß die Durchtritts— öffnungen für das Druckwasser in der Düsenplatte schlitzartig sind* Beim erwähnten Wasserhahn waren nur kleine runde Löcher vorhanden« Die erfindungsgemäßen schlitzartigen Durchtrittsöffnungen haben für die Belüftungawirkung den sehr wichtigen Vorteil _r daß die der Belüftung ausgesetzte Außenfläche der leilstrahlen sehr viel größer ist ^ als w&nn diese einen kreisförmigenQuerschnitt hätten. Dadurch ist die Säuerstoffaufnahme t auf die es bei der erfindungsgemäßen Verwendung ankommt-, mehrfach größer als die des bekannten Wasserhahnes.

Statt der Auflösung des Wasserstrahles in mehrere Einzelstrahlen kann eine Vergrößerung der Berührungsfläche zwischen dem Wasserstrahl und der Luft im In;}ektarbereich auch dadurch erreicht werden, daß die Düsenplatte mit nur einer, aber einer stark verästelten öffnung versehen ist. Heben dieser verästelten öffnung können selbstverständlich auch noch einzelne kleinere Öffnungen in der Düsenplatte vorhanden sein. Als besonders günstig haben sich radial in der Düsenplatte angeordnete Langlöcher erwiesen, weil bei diesen besonders,günstige Verhältnisse für den Luftzutritt vorhanden, sind. Aber auch parallel angeordnete Durchtrittsschlitze bringen einen sehr guten Erfolg,κ denn, dis parallelen, flachen Wasserstrahlen sind für den Luftzutritt siehr gut erreichbar. Wichtig ist auch noch, daß unmit— :telbar hinter der Düsenplatte eine starke Aufweitung des Injektors für den Luftzutritt vorgesehen wird. Am günstigsten ist eine Belüftungskammer, deren Luftzufuhr möglichst wenig Widerstand aufweist. Unter Umständen ist es zweckmäßig, die Belüftungskammer mit Leitwänden zur Luftansaugung zu versehen.
Die -vom Wasserstrahl-Injektor angesaugte Luftmenge kann durch

. ■ ν-. "■■■■■. - 3 -:.-;■■-- - ".

ein. hinter-der- Düsenplatte angeordnetes _r mehr oder- weisiger langes- Fallrohr- -vermehrt, oder verringert werden. Die Luftmenge wächst proportional mit der Fallhöhe des Wasserstrahles, Wird der nexie Injektor nicht erat in dem zu belüftenden Behälter oder Belüftungsbecken, sondern schon in einem Vorbecken oder in der Zuleitung zum Belüftungsbecken angewendet _f j so erhält man eine längere Mnwirkungszeit der vom Injektor j aufgenommenen Luft in der. zu, belüftenden Flüssigkeit. . j

In der Zeichnung sind "einige Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßeä Wasserstrahl-Injektors dargestellt. Die Abb.1 zeigt- im Schnitt einen rohrartigen,V die Abbv 2 einen langgestreckten. Wassersrferahl-Injektor_f die Abb * 3 und 4- Draufsichten auf die Düsenplatten, bzw« Düsenöffnungenv und die Abb. 5 ein Anwendungsbeisgiel für den erfisdungsgemaSen Wasserstrahl- -Injektor in einem- Belüftungsbecken-.' ^v -"

Beim Ausführuagsbeisgiel nach Abb.. t mündet das a üt einer Belüftungskammer b>- der durch, ein Rohr c Luft zuge-.führt wird« Amr Ende des- Bohres-a ist-" eine Düsenplatte d eingebaut, "die mit mehreren Durchtrit.tsöffnungen e bzw. verästelten ■ Durchtrittsö-ffnungen. e« versehen, ist_r wie Abb* 3 zeigt.

-Bie/beete Firkung hat.die Düsenplatte mit radial angeordneten ' Langlächern,- es kommt dabei aber sehr 'auf die richtige Dimensionierung der DüsenÖffnungen an,, dann die Luft wird.nur von \der äußeren Schicht der leilstrahlen mitgerissen, während der Kern für die Belüftung weniger von Bedeutung ist. Die.Düsen- -schlitze müssen, also schmal., sein.. Als besonders wirksam erwiesen sich Düsenplattenmit Schlitzen- von. 8 xnm Länge-und 3 mm Breite.' Sie brachten;' eine, fast föQ-prozeittige Sauerstoff Sättigung iea Wasserstrahles». Selbstverständlich hat auch der Druck des Wasserstrahles Bedeutung,.' ein manometrischer Überdruck von 2 m über der Düsenplatte bringt-aber schon sehr gute Ergebnisse.

Unter der Belüftungskammer b ist ein Fallrohr f angeordnet, das die gebündelten Wasserstrahlen umgibt. Je langer dieses Fallrohr ist, desto mehr Luft wird in der Belüftungskammer von den Wasser strahlen mitgenommen. Das Fallrohr kann über der zu belüftenden Flüssigkeit enden, es kann jedoch auch mehr oder weniger tief in die Flüssigkeit eintauchen.

Bei der Ausfuhrung nach. Abt» 2 hat ein horizontal angeordnetes Druckwasserrohr g auf der Unterseite schlitzartige öffnungen. h_f wie Abt« 4· Selbstverständlichi können die Düsenöffrmngen auc anders geformt sein.» Das Druckwasserrohr g ist in einen Schacht i eingebaut, der oben für die- Entnahme der Luft offen und im Bereich» der Düsenöffnungen h als Belüftungskammer erweitert ist Der untere !Teil k des Schachtes i. dient als Fallschacht,, der ähnlich, wirkt wie das Fallrohr f nach Abts. 1

In der Abb« 5 ist der Einbau des erfindungsgemäßen Wasserstrahlinjektors T in der Mittelebene eines langgestreckten Belüftungsbeckens m gezeigt· Der Wasserstrahl. p_r der nicht nur völlig mit ^Sauerstoff gesättigt ist_r sondern darüber hinaus noch sehr vie] Luftbläschen enthält,, dringt in die zu belüftende Flüssigkeit ein und reißt an den Stellen q noch zusätzlich Luft mit=, Die große eingeführte Luftmenge steigt in. Form von Bläschen wieder hoch und erzeugt eine Umwälzströ'mung im Becken m, wie sie durch Pfeile angedeutet ist. Diese FmwälzstrÖmung wird unterstützt r durch Leitwände η und o. Bekanntlich ist die Säuerstoffauf nähme an der Oberfläche eines Belüftungsbeckens besonders gut, so daß .auf die schnelle umwälzung nicht verzichtet werden sollte, trotz dem die Belüftung durch den erfindungsgemäßen Injektor an sich schon sehr viel wirksamer ist als die durch die bekannten Belüftungsinjektoren.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat mehrere überraschende Vorteile. Bei Versuchen hat sich gezeigt, daß mit dem zerteilten Düsenstrahl eine bedeutend stärkere Säuerstoffanreicherung erzielt wird, als er bisher der Fall war. Wenn die Öffnungen in der Düsenplatte in bestimmter Weise angeordnet und dimensioniert .sind, wird eine 100 $ige Sättigung des Wasserstrahles mit Luft- ! Sauerstoff erreicht. Darüber hinaus wird von den Teilstrahlen noch zusätzlich eine so große Luftmenge in Form feinster i Bläschen in das Belüftungsbecken mitgerissen, daß auch in der zu¹ belüftenden Flüssigkeit eine wesentlich höhere SäuerstoffSättigung erreicht wird, als das bisher mit viel größeren Betriebskosten möglich warα

Eine besondere Überraschung war bei den Versuchen die starke Beschleunigung in der Ausscheidung von Schwimmstoffen. Die im zerteilten Düsenstrahl enthaltenen sehr feinen Luftbläschen ver-

"bindert sich gern mit den Schwintm^stoff en des Abwassers- und f" bringen sie sofort zum Aufsteigen» Daraus ergibt sich, daß die erfindungsgemäße Mikroblasenbelüftung bei der· Flotation schwer absinkender Stoffe», wie- Papierfasern, Text Ufas era,- Fette und dgl* besonders wirksam ist«

Hinsichtlich des Energieaufwandes zur Anreicherung des Wassers oder· Abwassers mit· Sauerstoff bei der Durchführung der biologischen Ee inigttng.; -nach dam Schlammbelebungsverfahren ergab sich, da& άβτ erfindungsgemäße Injektor nur etwa halb soviel Leistung braucht _r wie dia bisher bekannten Belüftungseinrichtungen. Es ■ ist' anzunehmen* daß die erflndungsgemäße Mikroblasenbelüftung sich sogar der Wirkung des Tropfkörper*-, überlegen zeigen wird.

Die erfindungsgemäß© Belüftung ist so wirkungsvoll, daß mit verhältnismäßig gerin em Bau- und, Betriebskostenaufwand eine Säuerst off anreicherung von Flußläufen möglich ist, wodurch ein bereits in der breiten Öffentlichkeit immer wieder diskutiertes Problem über die Verbesserung des Flußwassers und die Erhaltung des Fischlebens eine Lösung finden kann»

•Bei der chemischen. Abwasserreinigung ist die erfindungsgemäße Belüftung sehr wertvoll bei der Eisenung von Abwässern, zur Ausflockung kolloidaler Verunreinigungen, aber auch zur Entkarbonisierung^ Enteisenung, Entmanganung und dgl. von Trinkwässern. ;-.:·■ ".'"■; ·

Die erfindungsgemäßaa Wasserstrahl-Injektoren sind auch für die Anreicherung von Flüssigkeiten mit anderen Gasen viel wirksamer . als die bisherigen Belüftungseinrichtungen, gleichgültig, ob dabei biologische oder chemische· Zwecke verfolgt werden· Auch eine Entgasung,. d»h» Absaugung schädlicher oder giftiger Gase, kann mit den neuen Injektoren durchgeführt werden, weil es auch hierbei auf eine Anreicherung-.des Injektorstrahles mit den zu "entfernenden Gasen ankommt.

Claims (1)

1. Wi1T202Hi4.55

   · Belüftungseinrichtung für Abwasserreinigungsanlagen mittels eines Wasserstrahlinjektors, dessen Injektorstrahl Tor der Belüftung in meiirere ü! eilstrahl en zerlegt wird, dadurch gekennzeichnet,.daß die für die Zerlegung des Wasserstrahles in der Druckleitung (a,g) angebrachten Durchtrittsöffnungen (e,h) schlitzförmig " ausgebildet sind.

   » Wassers trahlin. j ekt or nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle mehrerer achlitaartiger Durchtritt soff hungen eine einzige verästelte Durchtrittsöffnung (e..) vorhanden ist.

   * Wasserstrahlinjektor nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schlitzförmigen Durchtritt so ff nungen (e) in einer an der Mündung des Druckrohres (a) befestigten Düsenplatte (d) angebracht sind.

   . Wasserstrahlinjektor nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß schlitzförmige oder verästelte Durchtrittsöffnungen (h) in der Wand des Druckwasserrohres (g) angebracht sind.

   . Was s ers-fcaahl. in j ekt or nach den Anspx^üchen 1 bis 4> dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der schlitzförmigen Durchtritt soff nungen (e,h) 2-3' mm, ihre Länge ein Vielfaches davon beträgt.

   » Wasserstrahlinjektor nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß seiner Biüftungszone ein Fallrohr (f) oder ein Fallschacht (k) nachgeschaltet ist.