DE1808320C3

DE1808320C3 - Flow mixing basin for waste water

Info

Publication number: DE1808320C3
Application number: DE19681808320
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Steffner, Horst, 4006 Hochdahl
Filing date: 1968-11-12
Publication date: 1976-11-11

Description

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Die Erfindung betrifft ein Fließmischbecken für Abwasser mit kreisförmigem Grundriß und mit Iängs des Beckenradius verteiltem Zulauf des Abwassers.The invention relates to a flowing mixing tank for waste water with a circular plan and with longitudinal the inflow of the wastewater distributed over the basin radius.

Ein Anwendungsfall für ein derartiges Fließmischbekken liegt beispielsweise dann vor, wenn verschiedene Abwasserchargen, die giftige, saure oder in anderer Beziehung schädliche Bestandteile enthalten, stoßweise abgelassen werden oder wenn die Konzentration an derartigen schädlichen Verunreinigungen im Abwasser ständig schwankt. In diesen Fällen ist es nämlich angebracht, die unterschiedlichen Abwasserchargen zunächst zu mischen und erst danach der weiteren Reinigung oder dem Vorfluter zuzuführen.One application for such a flow mixing basin is, for example, when different Wastewater batches that contain toxic, acidic or otherwise harmful components, intermittently be drained or when the concentration of such harmful impurities in the sewage constantly fluctuates. In these cases it is appropriate to use the different wastewater batches to be mixed first and only then to be further cleaned or fed to the receiving water.

Bisher wurde in solchen Fällen das anfallende Abwasser vielfach in relativ großvolumigen Becken gesammelt und durch den Zufluß neuen Abwassers so lange gemischt, bis da: Becken bis zum Überlauf gefüllt ist. Dabei gilt die Regel, daß der Mischeffekt um se besser ist, je länger die Aufenthaltszeit des Abwassers in dem Sammelbecken ist. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn diese Aufenthaltszeit möglichst viele Stunden oder Tage beträgt. Da aber die einzelnen Abwasserarten infolge ihres unterschiedlichen Gehaltes an Verunreinigungen auch unterschiedliche Dichten aufweisen können, ist es möglich, daß sich trotzdem die schwereren Abwasser ohne nennenswerte Mischung mit den leichteren Abwässern am Boden des Sammelbeckens absetzen. Um dies zu vermeiden, muß man zusätzliche Rühr- oder Umwälzvorrichtungen, wie z. B. Propellerrührer, einsetzen, die für eine bessere Durchmischung sorgen. Der Betrieb derartiger Rühr- oder Umwälzeinrichtungen belastet jedoch den Mischvorgang mit zusätzlichen Energiekosten.So far, in such cases, the wastewater was often in relatively large-volume basins collected and mixed by the inflow of new sewage until there: basin filled to the overflow is. The rule here is that the mixing effect should be increased by se The longer the residence time of the wastewater in the collecting basin, the better. That is why it is beneficial if this length of stay is as many hours or days as possible. But since the individual types of wastewater as a result their different content of impurities can also have different densities, it is It is possible that the heavier wastewater can still be mixed with the lighter ones without any appreciable mixture Dump sewage at the bottom of the collecting basin. To avoid this, you have to add additional stirring or Circulating devices, such as. B. propeller stirrer, which ensure better mixing. the However, the operation of such stirring or circulating devices burdens the mixing process with additional ones Energy costs.

Darüber hinaus gibt es auch Fälle, wo die Verwendung von Rühr- oder Umwälzeinrichtungen zum Mischen des Abwassers aus ganz bestimmten Gründen ausscheidet. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn Abwasser miteinander gemischt werden sollen, die bei starker Turbulenz, wie sie nun einmal beim Betrieb von mit hoher Drehzahl laufenden Rühr- oder Umwälzeinrichtungen auftritt, zu einer unerwünschten Emulsionsbildung neigen. Ein anderer Fall liegt vor, wenn die zu mischenden Abwasser Detergentien enthalten und ein unerwünscht Aufschäumen, das durch den von den Rühr- und Umwälzeinrichtungen verursachten Lufteintrag in das Abwasser hervorgerufen wird, vermieden werden sollen.In addition, there are also cases where the use of stirring or circulating devices for mixing the wastewater for very specific reasons ruled out. This is the case, for example, when wastewater is to be mixed with one another, which at strong turbulence, as is the case with the operation of stirring or circulating devices running at high speed occur, tend to undesired emulsification. Another case is when the too mixing wastewater contain detergents and an undesirable foaming caused by the Stirring and circulating devices caused air entry into the wastewater is avoided should be.

Man hat deshalb bereits versucht, die angestrebte Durchmischung und Umwälzung des Abwassers ohne zusätzliche maschinelle Einrichtungen aliein durch hydraulische Bewegungsvorgänge zu erreichen. Durch die Zeitschriften »Das Gas- und Wasserfach«. 1%2. Heft 40, S. 1069 bis !071, sowie »Gesundheits-Ingenieur«. 1955. Heft 3/4. S. 41 bis 46. sind/u diesem Zweck bereits Fließmischbecken mit kreisförmigem Grundriß bekannt, die einen radialen Zulauf aufweisen und bei denen das Abwasser um die senkrechte Mittelachse des Beckens eine Rotationsbewegung ausführt. Die Größe der Rotationsbewegung kann hierbei je nach Lage der Einlaufstelle des Abwassers unterschiedlich sein.Attempts have therefore already been made to achieve the desired mixing and circulation of the wastewater without to achieve additional mechanical equipment alone by hydraulic movement processes. Through the magazines »Das Gas- und Wasserfach«. 1% 2. Issue 40, pp. 1069 to! 071, as well as "Health Engineer". 1955. Issue 3/4. Pages 41 to 46. are / u for this purpose already flowing mixing basins with a circular plan known, which have a radial inlet and in which the waste water around the vertical central axis of the Pelvis performs a rotational movement. The size of the rotational movement can depending on the location of the The inlet point of the wastewater may be different.

Da jedoch bei diesen bekannten Vorrichtungen innerhalb des Beckens keine Trennwände und lediglich ein Auslaß am Außenrand des Beckens vorgesehen sind, gelingt es mit ihnen nicht, für genau definierte und von äußeren Störungen, wie z. B. Wind, weitgehend unbeeinflußbare Strömungswege zu sorgen. Derartige genau definierte Strömungswege sind aber eine Grundvoraussetzung, wenn man eine gezielt berechenbare Mischung des Abwassers erreichen will.Since, however, in these known devices within the basin no partitions and only an outlet on the outer edge of the basin are provided, it does not succeed with them, for well-defined and of external disturbances, such as B. Wind to provide largely unaffected flow paths. Such Well-defined flow paths are a basic requirement if you want a system that can be calculated in a targeted manner Mixing the wastewater wants to achieve.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einem Fließmischbecken der eingangs beschriebenen Art für genau definierte und von äußeren Störungen weitgehend unbeeinflußbare Strömungswege zu sorgen.The invention is therefore based on the object, in the case of a flow mixing basin, of the type described at the outset Kind of ensuring precisely defined flow paths that are largely unaffected by external disturbances.

Dies wird bei einem derartigen Becken erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Becken durch eine radiale, bis etwa in Beckenmitte reichende Trennwand in eine Zu und eine Ablaufseite getrennt ist, daß die Zulaufseite unmittelbar mit der Zuflußleitung und die Ablaufseite unmittelbar mit der Abflußleitung in Verbindung steht und daß das Becken durch mehrere zum Beckenmittelpunkt konzentrische Trennwände, die im Abstand von der radialen Trennwand enden, in mehrere ringförmige Zonen unterteilt ist.This is achieved in such a basin according to the invention that the basin by a radial, up to about the middle of the pool dividing wall is separated into an inlet and an outlet side that the Inflow side directly with the inflow line and the outflow side directly with the outflow line in Is connected and that the basin by several partition walls concentric to the center of the basin, the end at a distance from the radial partition, is divided into several annular zones.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fließmischbeckens kann dabei für den Zu- und Abfluß ein gemeinsamer Kanal vorgesehen sein, der durch eine Verlängerung der radial im Becken angeordneten Trennwand über den Bereich des Beckens hinaus in eine Zufluß- und eine Abflußleitung aufgeteilt wird.According to a further embodiment of the fluid mixing basin according to the invention, for the inflow and Drain a common channel can be provided by extending the radially in the basin arranged partition wall beyond the area of the basin into an inflow and an outflow line is divided.

In manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, wenn der Fließmischeffekt des erfindungsgemäßen Beckens noch durch einen zusätzlichen Rührmischeffekt verstärkt wird. Eine besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fließmischbeckens ist deshalb dadurch gekennzeichnet, daß über dem Becken eine sich um eine im Beckenmittelpunkt liegende Achse drehbare, sich über den gesamten Durchmesser des Beckens erstrekkende Brücke angeordnet ist, an der in die einzelnenIn some cases it can be advantageous if the flow mixing effect of the basin according to the invention is still is reinforced by an additional stir-mixing effect. A particular embodiment of the invention Flow mixing basin is therefore characterized in that above the basin one is around a The axis located in the center of the pelvis is rotatable and extends over the entire diameter of the pelvis Bridge is arranged at the in each

Zonen hineinragende, höhenverstellbare Rührvorrichtungen befestigt sind.Height-adjustable agitators protruding into the zones are attached.

Dabei können in jeder Zone zwei Rührvorrichtungen vorgesehen sein.Two stirring devices can be provided in each zone.

Als besonders geeignete Rührvorrichtungen für den genannten Zweck haben sich sogenannte Propellerblattrührer oder Paddelrührer erwiesen, ßeim Betrieb dieser Rührer werden die Pfropfströme in den einzelnen Zonen des Beckens mit abwärts gerichterer Strömung überlagert Die Brücke dreht sich während des Betriebes der Rührer langsam über dem Becken hin und zurück. Der Einsatz von Rührern wird dabei im allgemeinen nur dann erforderlich sein, wenn das Auftreten von Sedimentationen verhindert werden soll. Eventuell auftreibender Schwimmschlamm kann gegebenenfalls in einer außerhalb des Beckens angeordneten Ölsperre abgefangen werden, von wo er dann in ein besonderes Schwimmschlammbecken gepumpt werden kann. Die Eintauchtiefe der Rührer wird so eingestellt, daß sie tief unter den Flüssigkeitsspiegel ragen, und ihre Drehzahl wird so einreguliert, daß stark turbulente Strömungen und die Eintragung von Luft in das Abwasser weitgehend vermieden werden. Man arbeitet deshalb zweckmäßigerweise mit Drehzahlen zwischen 5 und 10 Umdrehungen pro Minute. Wenn die Rührer in Radialstellung verriegelt werden, so können sie als Räumer für schweren Schlamm, Sand und andere Sinkstoffe, die sich unter Umständen auf der Beckensohle abgesetzt haben, dienen.So-called propeller blade stirrers have proven to be particularly suitable stirring devices for the stated purpose or paddle stirrers have been shown to reduce the flow of grafts in the individual during operation of this stirrer Zones of the basin with downward current superimposed. The bridge rotates during the Operation of the stirrer slowly back and forth over the basin. The use of stirrers is in the generally only necessary if the occurrence of sedimentation is to be prevented. Any floating floating sludge can optionally be arranged outside the basin Oil barrier to be intercepted, from where it can then be pumped into a special swimming mud pool can. The immersion depth of the stirrer is adjusted so that they protrude deep below the liquid level, and theirs The speed is regulated in such a way that strong turbulent flows and the entry of air into the Wastewater can be largely avoided. It is therefore advisable to work with speeds between 5 and 10 revolutions per minute. If the stirrers are locked in the radial position, they can be used as Scrapers for heavy mud, sand and other suspended matter that may be found on the bottom of the tank have discontinued serving.

Beim erfindungsgemäßen Fließmischbecken werden die durch die Zuflußleitung in das Becken eintretenden Abwassermengen, die die verschiedensten und zum Teil gegensätzlichsten Eigenschaften aufweisen können, in gleichen Teilmengen auf die einzelnen ringförmigen Zonen des Beckens verteilt, die sie auf Grund des unterschiedlichen Volumens der einzelnen Zonen mit sehr verschiedenen Aufenthaltszeiten durchfließen. Danach werden diese Teilmengen mit den Teilmengen von zeitlich früher oder später angefallenem Abwasser zusammengeführt, so daß das erfindungsgemäße Bekken tatsächlich die Wiikungsweise eines reinen Fließmischbeckens mit genau berechenbarem Mischeffekt besitzt.In the case of the flow mixing basin according to the invention, those entering the basin through the inflow line are Wastewater quantities, which can have the most varied and sometimes the most contradicting properties, in equal subsets distributed to the individual ring-shaped zones of the pelvis that they are due to the flow through different volumes of the individual zones with very different residence times. Then these subsets are combined with the subsets of wastewater that accrued earlier or later merged, so that the pool according to the invention actually the Wiikweise of a pure Flow mixing basin with a precisely calculable mixing effect.

Im folgenden wird an Hand der Zeichnung Funktion und Aufbau eines Ausführungsbeispiels der Erfindung näher erläutert.In the following, the function and structure of an exemplary embodiment of the invention will be described with reference to the drawing explained in more detail.

Der Mischeffekt wird am besten durch die in der A b b. I dargestellten Systemskizze verdeutlicht. Dabei wurde von jeweils gleich großen Abwasserteilströmen ausgegangen, von denen jeweils der eine schraffiert und der andere nicht schraffiert gezeichnet wurde. In den Figuren a bis k der Abb. 1 ist die jeweilige Lage der einzelnen Teilströme in Abhängigkeit von der Aufenthaltszeit im Becken dargestellt, wobei den einzelnen Figuren die folgenden Autenthaltszeiten zugrunde lagen:The mixing effect is best achieved by the one shown in A b b. I illustrated the system sketch. Included it was assumed that the sewage streams were of the same size, one of which is hatched and the other was not drawn hatched. In the figures a to k of Fig. 1, the respective position of the individual partial streams are shown as a function of the time spent in the basin, with the individual Figures were based on the following residence times:

Figurfigure

Aufenthaltszeit
in MinutenResidence time
in minutes

0 200 20th

Figurfigure AufenthallszeitResidence time in Minutenin minutes CC. 4040 dd 6060 ee 8080 ff 100100 gG 120120 hH 140140 ii 160160 jj 180180 kk 200200

Bei dieser Darstellung wurde von einer Zuflußmenge Q = 0,5 mVSek. ausgegangen, wobei der Beckeninhalt 3600 m³ betragen soll und die einzelnen Teilströme jeweils die Abwassermenge darstellen sollen, die innerhalb von 7200 Sekunden zugeflossen ist.In this illustration, a flow rate of Q = 0.5 mVsec. assumed, the basin ^{volume should be 3600 m 3} and the individual partial flows should each represent the amount of wastewater that flowed in within 7200 seconds.

In der Abb. 2 ist in vereinfachter Darstellung die Draufsicht auf ein erfindungsgenußes Ftießmischbekken wiedergegeben, das mit einer drehbaren Brücke für Rührvorrichtungen ausgerüstet ist. Das Becken ί ist dabei durch die zum Beckenmittelpunkt konzentrischen Trennwände 2 in vier ringförmige Zonen 3 bis 6 unterteilt wurden. Diese vier Zonen werden durch eine radial im Becken angeordnete Trennwand 7 in eine Zu- und eine Ablaufseite getrennt. Die Trennwand 7 ist in diesem Falle über den Bereich des Beckens 1 hinaus verlängert und teilt den Kanal 10, der in das Becken 1 mündet, in eine Zufluß- 8 und eine Abflußleitung 9. Aus der Zuflußleitung 8 fließt jeweils eine gleich große Abwassermenge in die einzelnen Zonen 3 bis 6. Da die Zuflußlei'.ung im Bereich des Beckenmittelpunktes in die Abflußleitung 9 mündet, fließt eine weitere Teilmenge des Abwassers unmittelbar in die Abflußleitung 9. Außerhalb des Beckens 1 ist in diesem Falle die Ölsperre 11 angeordnet, durch die der auftreibende Schwimmschlamm zurückgehalten werden soll. Dieser Schwimmschlamm wird durch die Leitung 16 in ein in der Abbildung nicht dargestelltes, gesondertes Schwimmschlammbecken gepumpt. Weiter ist im Bereich der Abflußleitung 9 eine Stauregelung, z. B. ein Wehr 12 vorgesehen, die der Einstellung des Flüssigkeitsspiegels im Becken 1 dient. Um die im Beckenmittelpunkt liegende Achse 13, ist die Brücke 14 drehbar, an der die in F i g. 2 zur Vereinfachung nicht dargestellten Rührvorrichtungen 15 befestigt sind.In Fig. 2 is a simplified representation Top view of an inventive pouring mixing basin reproduced, which is equipped with a rotatable bridge for stirring devices. The basin ί is through the dividing walls 2, which are concentric to the center of the pool, into four ring-shaped zones 3 to 6 were divided. These four zones are converted into a feeder by a partition 7 arranged radially in the basin. and a drainage side separated. In this case, the partition 7 extends beyond the area of the basin 1 extends and divides the channel 10, which opens into the basin 1, into an inflow line 8 and an outflow line 9 the inflow line 8 flows in each case an equal amount of waste water in the individual zones 3 to 6. Since the Inflow line opens into the outflow line 9 in the area of the center of the basin, another one flows Part of the sewage directly into the drainage line 9. Outside the basin 1 is in this case Arranged oil barrier 11, through which the floating floating sludge is to be retained. This Floating sludge is through the line 16 in a not shown in the figure, separate Swimming mud pools are pumped. Next, in the area of the discharge line 9, a backwater control, z. B. a Weir 12 is provided, which is used to adjust the liquid level in basin 1. Around the center of the pelvis lying axis 13, the bridge 14 is rotatable, on which the in F i g. 2 not shown for the sake of simplicity Agitators 15 are attached.

Abb. 3 stellt schließlich einen Querschnitt durch dieses Fließmischbecken dar. das mit Brücke 14 und Rührvorrichtungen 15 versehen ist. Die Brücke 14, die sich um die Achse 13 dreht, wird durch die Rollenlager 17 am Beckenrand abgestützt. Die Motoren 18 dienen dem Antrieb der als Rührvorrichtungen 15 dienenden Rührer Im übrigen haben die Bezugszeichen die gleiche Bedeutung wie in A bb. 2.Finally, Fig. 3 shows a cross section this fluid mixing basin which is provided with bridge 14 and stirring devices 15. The bridge 14 that rotates around the axis 13, is supported by the roller bearings 17 on the pool edge. The motors 18 are used the drive of the stirrers serving as stirring devices 15. Otherwise, the reference numerals have the same Meaning as in A bb. 2.

Wegen der verhältnismäßig einfachen Konstruktion des erfindungsgemäßen Fließmischbeckens ist es möglich, dasselbe aus vorgefertigten Stahl- oder Betonteilen herzustellen. Es liegt ferner auf der Hand, dab das Becken je nach dem vorhandenen Bedarf in unterschiedlichen Größen ausgelegt werden kann.Because of the relatively simple construction of the flow mixing basin according to the invention, it is possible to make the same from prefabricated steel or concrete parts. It is also obvious that the pool can be designed in different sizes depending on the existing needs.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Flow mixing basin for waste water with a circular outline and along the basin radius> distributed inflow of waste water, characterized in that the basin (1) by a radial partition (7), which extends approximately to the middle of the pool, is separated into an inlet and an outlet side is that the inlet side directly with the inflow line (8) and the outlet side directly with the drainage line (9) is in connection and that the basin (J) through several, to the basin center: point concentric partition walls (2) which end at a distance from the radial partition wall (7) into several annular zoneo (3 to 6) is divided.

2. Flow mixing basin according to claim 1, characterized in that the inflow and the outflow through a common channel (10) are formed, which by an extension of the partition (7) over the area of the basin is also divided into an inflow line (8) and an outflow line (9).

3. Flow mixing basin according to claim 1 or 2, characterized in that above the basin (1) an axis (13) which is rotatable about an axis (13) located in the center of the pelvis and extends over the entire area Diameter of the basin (1) extending bridge (14) is arranged, on which in the individual zones (3 to 6) protruding, height-adjustable stirring devices (15) are attached.

4. Flow mixing basin according to claim 3, characterized in that for each of the zones (3 to 6) two Stirring devices (15) are provided.