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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum feinblasigen Eintrag
von Gasen in Flüssigkeiten,
insbesondere zum Eintrag von Luft in Abwasser, mit zur Anordnung
unter dem Flüssigkeitsspiegel vorgesehenen
länglichen
Gasverteilern, welche je eine Basiswand aus steifstabilem Material
aufweisen, die von einer porösen
Folie unter Bildung einer länglichen
Kammer überdeckt
ist, und mit Speiserohren zur Zuführung von Gas zu den Kammern,
welches Gas im Betrieb durch die Folie hindurch feinblasig in die
Flüssigkeit
austritt, wobei die Gasverteiler an je für eine Gruppe von Gasverteilern
vorgesehene Speiserohre angeschlossen sind.
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Einrichtungen
zum Eintrag von Gasen in Flüssigkeiten
dienen dazu, die Flüssigkeiten
mit bestimmten Gasen zu versetzen, um in den Flüssigkeiten biologische und/oder
chemische Vorgänge
unter Beteiligung der eingetragenen Gase ablaufen zu lassen oder
zu begünstigen.
So kann der Eintrag von Gasen, wie z.B. Sauerstoff oder Luft, dazu
dienen, diese Gase Mikroorganismen zuzuführen, welche sich in der begasten
Flüssigkeit
befinden. Der Eintrag von Gasen in eine Flüssigkeit kann aber auch bewirken,
daß Substanzen,
welche sich in der Flüssigkeit befinden,
in die Gasphase übertreten
und abströmen;
dies tritt z.B. beim Ausblasen von Kohlensäure oder Ammoniak auf. Beim
Eintrag von Gasen in Flüssigkeiten
ergeben sich verschiedene Effekte, welche beim jeweils vorliegenden
Einsatzfall als vorteilhaft oder als nachteilig beurteilt werden
können.
Es wird zum Beispiel die mit dem Eintrag von Gasen in eine Flüssigkeit
einhergehende Bewegung der betreffenden Flüssigkeit, welche durch die
Bewegung der Gasblasen in der Flüssigkeit
herbeigeführt
wird, in manchen Fallen als vorteilhaft angesehen, weil eine solche
Bewegung der Flüssigkeit
dem Entstehen von Ablagerungen im betreffenden Behälter oder
Becken, in welchem in die Flüssigkeit
Gase eingetragen werden, entgegenwirkt. Oft wird auch angestrebt, daß ein möglichst
großer
Prozentsatz der in eine Flüssigkeit
eingetragenen Gase von der Flüssigkeit aufgenommen
wird; dies wird durch eine möglichst geringe
Größe der in
die betreffende Flüssigkeit
eingetragenen Gasblasen begünstigt.
Ein feinblasiger Eintrag von Gasen in Flüssigkeiten kann erzielt werden,
wenn man die einzutragenden Gase durch eine poröse Folie, welche unter dem
Flüssigkeitsspie gel der
Flüssigkeit
angeordnet ist, in welche Gase eingetragen werden sollen, in die
Flüssigkeit
einleitet. Dies wird insbesondere für biologische Kläranlagen
vorgesehen, um Luftsauerstoff in das Belebtschlammgemisch, welches
sich in einem Behandlungsbecken befindet, einzubringen. Es sind
dabei Einrichtungen bekannt, bei denen die Gasverteiler großflächig ausgebildet
sind, und es ergibt sich bei einer solchen großflächigen Ausbildung der Gasverteiler
ein erhöhter
baulicher Aufwand durch das Vorsehen von Maßnahmen zum Abstützen der
porösen
Folie gegen den für
den Gaseintrag in die Flüssigkeit
erforderlichen Innendruck in den Kammern der Gasverteiler, und es tritt
beim Vorliegen größerer Abstände zwischen
einzelnen großflächig ausgebildeten
Gasverteilern auch eine ungleichmäßige Verteilung des Gaseintrages
in die Flüssigkeit
auf, und es ergeben sich auch vom ungleichmäßigen Gaseintrag verursachte
Strömungen
in der Flüssigkeit.
Durch solche Strömungen kann
die Aufenthaltszeit der Gasbläschen
in der Flüssigkeit
vermindert werden, wobei dann dementsprechend ein geringerer Prozentsatz
der in die Flüssigkeit
eingetragenen Gase von der Flüssigkeit
aufgenommen wird. Die erwähnten
größeren Abstände zwischen
den einzelnen Gasverteilern ergeben sich meist aus dem wirtschaftlich
begründeten
Wunsch, mit einer möglichst
geringen Gesamtfläche
an Gasverteilern das Auslangen zu finden.
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Es
ist eine Einrichtung zum Eintragen von Gasen in Flüssigkeiten
bekannt, bei der die Gasverteiler in Form eines aus elastischem
Werkstoff, insbesondere Gummi, bestehenden flachen Luftschlauches
ausgebildet sind, der an seiner oberen Wandung mit einer Vielzahl
von Luftaustrittsöffnungen versehen
ist und der an seinem einen Ende an eine Luftzuführungsleitung angeschlossen
ist und von dieser Anschlußstelle
weg auskragt, wobei in den Schlauch auch stangen-förmige Tragglieder
eingeschoben sind, welche gleichfalls von dieser Anschlußstelle
an der Luftzuführungsleitung
auskragend ausgehen. Diese Bauweise ist konstruktiv aufwendig und
durch die Ausbildung der Gasverteiler und den auskragenden Aufbau
derselben auf eine verhältnismäßig geringe
Längserstreckung
der Gasverteiler beschränkt,
so daß auch
hier, aus wirtschaftlichen Gründen
und um das Becken nicht durch viele Luftzuführungsleitungen schwer zugänglich zu
machen, getrachtet werden muß,
mit einer geringen Gesamtfläche
an Gasverteilern das Auslangen zu finden und größere Abstände zwischen den Luftzuführungsleitungen
in Kauf zu nehmen, was aber, wie vorstehend erwähnt, eine ungleichmäßige Verteilung des
Gaseintrages in die Flüssigkeit
und damit einhergehende Nachteile zur Folge hat.
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Weiters
ist aus der
DE 42 40
300 A1 eine Begasungseinrichtung bekannt bei der eine gasdurchlässige Folie über eine
Wand auf dieser Wand aufliegend gespannt ist. Erst im Betrieb kommt
es durch Gaszufuhr von der Wandseite her zu einer gewissen Aufwölbung der
Folie.
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Aus
der
DE 34 41 731 A1 ist
ein Belüftungselement
bekannt, das aus einem Hohlkörper
und einer gasdurchlässigen
Membran gebildet ist. Der Hohlkörper
hat eine Deckenwand, auf der die Membran außen aufliegt. Die für die Belüftung vorgesehene Luft
wird in den Hohlkörper
eingeleitet und gelangt über Öffnungen,
die in der Deckenwand vorgesehen sind, zur Membran.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung eingangs
erwähnter
Art zu schaffen, bei der die Nachteile, welche wie vorstehend erwähnt bei
bekannten Einrichtungen dieser Art vorliegen, behoben sind, und
welche bei einfachem Aufbau, der verhältnismäßig kostengünstig realisiert werden kann,
die Aufnahme eines hohen Prozentsatzes der in die Flüssigkeit
eingetragenen Gase durch die Flüssigkeiten
erzielen läßt; die
zu schaffende Einrichtung soll einfach montierbar sein und auch
eine gute Zugänglichkeit
zu den Gasverteilern zur Vornahme von Wartungsarbeiten ermöglichen.
Die zu schaffende Einrichtung soll insbesondere zum Einsatz in biologischen
Kläranlagen
geeignet sein, wobei in diesem Fall Luft eingetragen wird, um dem
Belebtschlammgemisch Sauerstoff zuzuführen.
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Die
erfindungsgemäß ausgebildete
Einrichtung eingangs erwähnter
Art ist dadurch gekennzeichnet, daß die Speiserohre über direkt
in die zwischen der Basiswand und der porösen Folie gebildeten Kammern
mündende
Rohr- oder Schlauchverbindungen mit den Kammern verbunden sind,
wobei die Rohr- oder Schlauchverbindungen durch die poröse Folie
in die Kammern münden
und durch an der Basiswand der Kammern befestigte Anschlußelemente abgestützt sind.
Durch diese Ausbildung kann der vorstehend angeführten Zielsetzung gut entsprochen werden.
Es kann auf einfache Weise eine gute Halterung bzw. Abstützung der
Gasverteiler gebildet werden und damit kann auch eine verhältnismäßig große Baulänge der
Gasverteiler vorgesehen werden, die eine gleichmäßige Verteilung des Gaseintrages
in die Flüssigkeit
erzielen läßt. Es ist
diese Ausbildung auch für
die Herstellung der bei der erfin dungsgemäßen Einrichtung vorgesehenen
Gasverteiler und auch hinsichtlich der Montage derselben in einem
die zu begasende Flüssigkeit
enthaltenden Behälter oder
Becken vorteilhaft. Die Abstützung
der Rohr- oder Schlauchverbindungen an der der Eintrittsstelle in
die Kammern gegenüberliegenden
Wand erleichtert die Montage, auch der Folie, und wirkt im Sinne einer
guten Betriebssicherheit. Der Abstand der Gasverteiler kann je nach
den für
die Begasung der Flüssigkeit
vorliegenden Erfordernissen gewählt
werden, und es ergibt sich ein guter Wirkungsgrad hinsichtlich der
Aufnahme der in die Flüssigkeit
eingetragenen Gase durch die Flüssigkeit.
Es kann die Tiefe des Beckens, in dem die Gasverteiler angeordnet
sind, im Sinne des Erzielens einer langen Verweilzeit der Gasbläschen in
der Flüssigkeit,
gut ausgenützt
werden. Es kann durch die Anordnung der Gasverteiler ein zweidimensionaler
Strömungszustand
im Bereich der aufsteigenden Gasblasen und der begasten Flüssigkeit
ausgebildet werden, der der Berechnung gut zugänglich ist, so daß die Dimensionierung
der Begasungseinrichtung mit größerer Genauigkeit
als bisher vorgenommen werden kann.
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Es
ist in Zusammenhang mit der vorgenannten Ausbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung weiter
bevorzugt und besonders vorteilhaft, wenn die Gasverteiler, in Richtung
ihrer Längserstreckung
gesehen, mindestens an einer Seite an Trägern angebracht sind, welche
am Boden eines Beckens oder Behälters,
in welchem die Flüssigkeit
begast werden soll, angeordnet sind. Es läßt sich so auf einfache Weise
ein sehr stabiler Einbau der Einrichtung in ein Becken oder einen
Behälter,
in dem sich die zu begasende Flüssigkeit
befindet, auch bei großen
Baulängen
der Gasverteiler erzielen. Hierbei ist es weiter günstig, wenn
die Träger
in Form von Stangen ausgebildet sind, welche quer zur Längserstreckung
der Gasverteiler verlaufend angeordnet und je mit mehreren Gasverteilern
verbunden sind. Zweckmäßig sieht
man vor, daß die
Gasverteiler eine Länge
von 1 m bis 8 m haben. Hierbei ist es besonders günstig, wenn
der gegenseitige Abstand benachbarter Gasverteiler einer Gruppe,
von Mitte zu Mitte gemessen, entsprechend der Beziehung 1/a > 2,5 gewählt ist, wobei
1 die Länge
der Gasverteiler und a deren gegenseitiger Abstand ist.
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Eine
hinsichtlich der Anordnung der Gasverteiler mit ihren Trägern am
Boden des Beckens oder Behälters
baulich einfache Ausführungsform
ergibt sich, wenn man vorsieht, daß die Träger am Boden des Beckens oder
Behälters
befestigt sind. Es ist dabei weiter hinsichtlich der Montage der
Einrichtung vorteilhaft, wenn man vorsieht, daß das Speiserohr ein Träger für die diesem
Speiserohr zugeordneten Gasverteiler ist. Eine hinsichtlich der
Durchführung von
Unterhaltsarbeiten vorteilhafte Variante hierzu ist dadurch gekennzeichnet,
daß die
Gasverteiler zusammen mit den Trägern,
welche in Form von Stangen ausgebildet sind, eine in das Becken
oder den Behälter
eingelegte, aushebbare Einheit bilden. Es ist dabei baulich vorteilhaft,
wenn die in Form von Stangen ausgebildeten Träger zu einem Rahmen zusammengefügt sind.
Die Ausbildung der Gasverteiler zusammen mit ihren Trägern als
aushebbare Einheit ermöglicht
es, diese Einheit auf einfache Weise vor der Ausführung verschiedener
Reinigungs- und Unterhaltsarbeiten am Becken bzw. Behälter aus
diesem herauszunehmen, so daß solche
Arbeiten keine Behinderung durch Einbauten im Becken bzw. Behälter erfahren,
und es ist weiter möglich,
Servicearbeiten an den Gasverteilern, wie z.B. das Auswechseln von
Membranen, an leicht zugänglichen
Arbeitsplätzen
im Trockenen vorzunehmen. Die als "Stangen" bezeichneten Bauelemente haben die
Aufgabe, eine Anzahl von Gasverteilern zu tragen und mechanisch miteinander
zu verbinden; sofern dieser Aufgabe entsprochen wird, ist die Ausbildung
dieser Stangen von geringerer Bedeutung; die Stangen können von
verschiedenster Querschnittsform sein, wobei Vollstangen bzw. Vollprofile
ebenso in Betracht kommen wie Rohre oder andere Hohlprofile, Winkelprofile,
U-Profile oder dergl.. Im Bedarfsfall können auch Beschwerungskörper vorgesehen
werden, um die genannten Einheiten gegen den Auftrieb am Boden zu
halten.
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Für die Montage
der Einrichtung, insbesondere der Gasverteiler, und für das Ermöglichen
eines Austausches der perforierten Folien dieser Gasverteiler ist
es dabei weiter vorteilhaft, wenn man vorsieht, daß die Träger mit
der Basiswand der Gasverteiler verbunden sind.
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Zur
Gewährleistung
eines auch beim Auftreten von Störungen
oder Beschädigungen
in einzelnen Gasverteilern der Einrichtung weitgehend ungestörten Betriebes
ist es vorteilhaft, wenn man vorsieht, daß die Speiserohre einzeln über Zuleitungen, in
welche Absperreinrichtungen eingefügt sind, an eine Gassammelleitung
angeschlossen sind. Es ist dabei baulich eine Ausführungsform
vorteilhaft, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die Speise rohre unter
dem Flüssigkeitsspiegel
angeordnet sind und die Absperreinrichtungen und die Gassammelleitung über dem
Flüssigkeitsspiegel
angeordnet sind.
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Es
ist in der Regel vorteilhaft, die Gasverteiler möglichst tief unter dem Flüssigkeitsspiegel
anzuordnen, da so die Aufenthaltszeit der Gasbläschen in der Flüssigkeit
verlängert
werden kann. Hierfür
ist eine Ausführungsform
günstig,
welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die Gasverteiler tiefer als
die Speiserohre angeordnet sind.
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Die
Erfindung wird nun anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die
schematisch gehaltene Zeichnung weiter erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 bis 6 verschiedene
Ausführungsformen
einer erfindungsgemäßen Einrichtung,
teilweise in Ausschnittsdarstellung,, in Draufsicht,
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7 in
schematischer Darstellung den bei einer bekannten Einrichtung hier
in Rede stehender Art in der Flüssigkeit
auftretenden Strömungsverlauf in
schematisierter Darstellung,
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8 im
Vergleich dazu den bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung
sich in der Flüssigkeit
ergebenden Strömungsverlauf,
gleichfalls in schematisierter Darstellung,
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9 die
bei einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Einrichtung
vorgesehene Ausbildung des der Zufuhr des Gases zu den Gasverteilern
dienenden Teiles der Einrichtung in einer Schnittdarstellung,
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10 die
Ausbildung des Bereiches der Speiserohre und deren Anschluß an die
Gasverteiler, im Schnitt,
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11 einige
Ausführungsformen
von Trägern
für die
Gasverteiler,
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12 in
Draufsicht eine Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Einrichtung,
bei der die Gasverteiler und die Träger eine aushebbare Einheit
bilden,
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13 eine
weitere Ausführungsform
der Einrichtung in Seitenansicht,
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14 diese
Ausführungsform
in Draufsicht und
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15 eine
Ausführungsform
mit am Beckenboden liegenden Gasverteilern in Seitenansicht.
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Bei
der in 1 dargestellten Ausführungsform einer Einrichtung 1,
welche zum Eintrag von Gasen in Flüssigkeiten dient, sind Gasverteiler 2 vorgesehen,
die unter dem Flüssigkeitsspiegel
einer in einem Behälter
oder Becken 3 befindlichen Flüssigkeit 4 angeordnet
sind. Es sind diese Gasverteiler 2 gruppenweise an Speiserohre 5 angeschlossen
und annähernd
parallel zueinander angeordnet. Die Speiserohre 5 verlaufen
annähernd
quer zu den Gasverteilern 2. Es ist dabei in 1 im
Interesse einer deutlichen Darstellung nur ein Teil eines solchen
Beckens 3 mit einer an ein Speiserohr 5 angeschlossenen Gruppe
von Gasverteilern 2 dargestellt. Die langgestreckt ausgebildeten
Gasverteiler 2, deren Aufbau noch nachstehend näher beschrieben
wird, bestehen aus einer mit einer porösen Folie überdeckten Kammer, in welche
das in die Flüssigkeit 4 einzutragende Gas über die
Speiserohre 5 eingeleitet wird. Den Speiserohren 5 wird
das Gas über
Zuleitungen 6 von einer Gassammelleitung 16 zugeführt. Aus
den Gasverteilern 2 tritt das Gas durch die erwähnte poröse Folie
hindurch feinblasig in die Flüssigkeit 4 aus.
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Die
einer Gruppe angehörenden
Gasverteiler 2 sind bei der in 1 dargestellten
Ausführungsform
vom zugeordneten Speiserohr 5 nach einer Seite hin abstehend
angeordnet. Die Gasverteiler 2 sind an Trägern 7 angebracht,
welche am Boden des Behälters
oder Beckens 3, in welchem die Flüssigkeit 4 begast
wird, angeordnet sind.
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Solche
Träger 7 können je
einem einzigen Gasverteiler zugeordnet und z.B. mit Bolzen oder dergl.
versehen sein, welche am Boden des betreffenden Behälters oder
Beckens 3 fixiert sind. Es ist aber auch möglich Träger 7a vorzusehen,
welche, wie dies in 1 strichliert dargestellt ist,
je mit mehreren Gasverteilern 2 verbunden sind und ihrerseits am
Boden des betreffenden Behälters
oder Beckens 3 fixiert sind. Solche Träger 7a können z.B.
in Form von Profilstangen (z.B. Winkelprofil) ausgebildet sein.
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In
der Praxis können
die Gasverteiler 2 z.B. mit einer Breite von etwa 10 bis
20 cm ausgebildet werden und vorzugsweise mit einer Länge von
mindestens etwa 1 m, typischerweise von 3 bis 4 m und (besonders
im Hinblick auf den vorzunehmenden Transport) mit einer Maximallänge von
etwa 8 m, wobei hinsichtlich der Breite ein Maximalwert von etwa 40
bis 50 cm in Frage kommt.
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Als
Beispiel kann bei der in 1 dargestellten Ausführungsform
eine Länge
der Gasverteiler 2 von etwa 3 m und ein gegenseitiger Abstand
dieser Gasverteiler von etwa 75 cm angenommen werden.
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Liegen
größere Becken
vor, in denen Flüssigkeiten
begast werden sollen, ist es vielfach günstig, die Gasverteiler 2 von
Speiserohren 5, in Längsrichtung
dieser Speiserohre gesehen, abwechselnd nach beiden Seiten abstehend
anzuordnen, wie dies in 2 dargestellt ist. Statt dessen
kann man auch, wie dies bei der in 3 dargestellten
Ausführungsform
der Fall ist, mehrere Gruppen von Gasverteilern 2 nebeneinander
in einem die zu begasende Flüssigkeit
enthaltenden Behälter
oder Becken 3 anordnen. Man kann auch im Rahmen einer Einrichtung
beide Arten der Anordnung der Gasverteiler 2 in bezug auf die
den einzelnen Gruppen solcher Gasverteiler zugeordneten Speiserohre 5 vorsehen,
d.h. sowohl Gruppen von Gasverteilern 2, welche vom zugeordneten
Speiserohr 5 nach einer Seite abstehend angeordnet sind,
als auch Gruppen von Gasverteilern 2, welche vom Speiserohr 5 abwechselnd
nach beiden Seiten abstehend angeordnet sind, wie dies bei der in 4 dargestellten
Ausführungsform
einer Einrichtung zum Eintrag von Gasen in Flüssigkeiten vorgesehen ist.
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Wie
aus 10 ersehen werden kann, sind die Gasverteiler 2 mit
einer Basiswand 18 aus steif-stabilem Material, vorzugsweise
Metallblech, aufgebaut, welche eine Seite der von einer porösen Folie 19 überdeckten
Kammer 20 bildet. Die Folie 19 ist dabei, wie
bei dieser Ausführungsform
dargestellt, vorzugsweise mit einer den Rand der Basiswand 18 umfassenden
Klemmeinrichtung 21 an der Basiswand festgehalten.
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Hinsichtlich
der räumlichen
Anordnung der bei den einzelnen Gruppen von Gasverteilern 2 vorgesehenen
Speiserohre 5 besteht weitgehende Freiheit, wodurch es
möglich
ist, speziellen Gegebenheiten des jeweiligen Installationsfalles
problemlos zu entsprechen. So kann man z.B. bei Behältern oder Becken
mit rechteckigem Grundriß die
Speiserohre 5 parallel zu den Längsseiten des Beckengrundrisses führen, wie
dies in den 1 bis 3 dargestellt
ist, oder parallel zu den Schmalseiten, wie aus 4 ersehen
werden kann. Die erfindungsgemäße Einrichtung
kann auch bei Behältern
oder Becken mit kreisförmiger,
ovaler, elliptischer oder ähnlicher,
im gewöhnlichen
Sprachgebrauch oft als "rund" bezeichneter, Grundrißform vorgesehen
werden; ebenso kann diese Einrichtung bei anders als rechteckig
oder quadratisch ausgebildetem polygonalem Grundriß oder bei
ringförmiger
Grundrißform
der Behälter
oder Becken eingesetzt werden. Man wird dabei im Bedarfsfall die
zu einer Gruppe gehörenden
Gasverteiler ver schieden lang ausführen, um den durch die Form
des Behälters
oder Beckens gegebenen Verhältnissen
zu entsprechen.
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Bei
den in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Einrichtung
sind die Gasverteiler 2 im gesamten in den einzelnen Figuren
dargestellten Bereich mit gleichen gegenseitigen Abständen angeordnet,
so daß in
diesem Bereich ein gleichmäßig verteilter
Eintrag von Gasen in die in den betreffenden Einrichtungen 1 bzw.
in deren Behältern
oder Becken 3 befindlichen Flüssigkeiten erfolgt. Es ist
aber andererseits auch möglich,
im Behälter
oder Becken 3 einer Einrichtung 1 die Abstände zwischen
den Gasverteilern 2 zonenweise verschieden zu wählen, wie
dies bei der in 5 dargestellten Ausführungsform
der Fall ist, wenn im Behälter
oder Becken 3 einer solchen Einrichtung 1 bereichsweise,
auf die Flächeneinheit
des Behälters
oder Beckens 3 bezogen, unterschiedliche Mengen an Gasen
in die im Behälter
oder Becken 3 befindliche Flüssigkeit eingetragen werden
sollen. Es ist z.B. bei der in 5 dargestellten
Ausführungsform
der gegenseitige Abstand der Gasverteiler 2 im Bereich 8 des
Beckens 3 annähernd
2½-mal
so groß wie
der gegenseitige Abstand der Gasverteiler 2 im Bereich 9 des
Beckens dieser Ausführungsform,
und es wird demgemäß bezogen
auf die Flächeneinheit im
Bereich 9 etwa 2½-mal
soviel Gas in die im Becken 3 befindliche Flüssigkeit 4 eingetragen
wie im Bereich 8. Man kann auf diese Weise den Gaseintrag in
die Flüssigkeit
an örtlich
unterschiedliche Verhältnisse
anpassen. Hierzu kann auch auf die Ausführungsform nach 6 hingewiesen
werden, welche Figur einen sogenannten plug-flow-Reaktor zeigt,
bei dem vom einen Ende 10 des Beckens 3 weg der
Bedarf an in die Flüssigkeit
einzubringendem Gas fortlaufend abnimmt; dementsprechend sind die
Abstände,
welche die Gasverteiler 2 voneinander aufweisen, vom Ende 10 des
Beckens 3 weg gesehen, in den einzelnen Bereichen 8, 9, 11, 12 zunehmend
größer gewählt, wobei
mit zunehmendem Abstand der Gasverteiler 2 voneinander
der auf die Flächeneinheit
des Beckens 3 bezogene Eintrag an Gas mit zunehmender Entfernung
vom Ende 10 des Beckens 3 immer mehr abnimmt.
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Die 7 und 8 verdeutlichen
die Wirkungsveränderung,
welche sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung einer Einrichtung
hier in Rede stehender Art beim feinblasigen Eintrag von Gasen in
Flüssigkeiten
ergibt. Es zeigt dabei 7 wie sich beim Einsatz verhältnismäßig großflächig ausgebildeter
Gasverteiler 2a, welche in einem verhältnismäßig großen Abstand 13 voneinander
angeordnet sind, in der Flüssigkeit 4 durch
das Aufsteigen der Gasbläschen
von der Oberseite der Gasverteiler 2a im Zwischenraum zwischen
den einander benachbarten Gasverteilern eine walzenartige Strömung ergibt,
welche ihrerseits bewirkt, daß die
von den Gasverteilern 2a austretenden kleinen Gasbläschen sehr rasch
an die Oberfläche 14 bzw.
den Flüssigkeitsspiegel
der Flüssigkeit 4 gelangen,
was zu einer unbefriedigend geringen Ausnützung bzw. Aufnahme des in
die Flüssigkeit 4 eingetragenen
Gases durch die Flüssigkeit
führt.
Demgegenüber
ergibt sich bei der in 8 skizzierten erfindungsgemäßen Ausbildung
der Einrichtung bei gleich großer
Gesamtfläche an
poröser
Folie wie in dem in 7 dargestellten Fall eine deutliche
Verbesserung der Aufnahme des in die Flüssigkeit eingetragenen Gases
durch die Flüssigkeit,
weil walzenartige Wirbelbewegungen in der Flüssigkeit 4 nur in
sehr geringem Ausmaß in
der unmittelbaren Nähe
der Gasverteiler 2 auftreten, und es im darüberllegenden
Bereich der Flüssigkeit 2 zu einem
langsamen Aufwärtswandern
der aus der porösen
Folie der Gasverteiler 2 ausgetretenen kleinen Gasbläschen kommt
und durch die lange Wanderungszeit der Gasbläschen von ihrem Austritt aus den
Gasverteilern 2 bis zum Erreichen der Oberfläche 14 der
Flüssigkeit 4 eine
verglichen mit dem bekannten Fall nach 7 wesentlich
vermehrte Aufnahme von Gas in die Flüssigkeit stattfindet.
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Bei
der in 9 dargestellten Ausführungsform der für die Zufuhr
des Gases zu den Gasverteilern dienenden Teile der erfindungsgemäßen Einrichtung
sind Zuleitungen 6 vorgesehen, über welche die Speiserohre 5 an
eine Gassammelleitung 16 angeschlossen sind. Die Speiserohre 5 stehen
ihrerseits, wie vorstehend erläutert
worden ist, mit den Gasverteilern 2 in Verbindung. Es ist
in jede Zuleitung 6, welche vom Speiserohr 5 einer
Gruppe von Gasverteilern 2 zur Gassammelleitung 16 führt, eine
Absperreinrichtung 17 eingefügt, und man kann solcherart die
einzelnen Gruppen von Gasverteilern selektiv von der Gaszufuhr trennen,
z.B. wenn an den Gasverteilern Schäden auftreten und/oder Wartungs- oder
Reparaturarbeiten durchgeführt
werden müssen.
Die Speiserohre 5 sind bei der dargestellten Ausführungsform
unter dem Flüssigkeitsspiegel 14 angeordnet,
und es sind die Absperreinrichtungen 17 und die Gassämmelleitung 16 über dem
Flüssigkeitsspiegel
angeordnet, und zwar in dem in 9 dargestellten
Fall leicht zugänglich
am oberen Rand der Seitenwand des Beckens 3, in dem sich
die zu begasende Flüssigkeit 4 befindet.
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Bei
der erfindungsgemäßen Einrichtung kann
gewünschtenfalls
an geeigneter Stelle, z.B. in den Verbindungen der Gasverteiler 2 mit
den Speiserohren 5, eine Rückflußsicherung eingefügt werden, um
ein Eindringen von Flüssigkeit
(Wasser-Belebtschlamm-Gemisch im Fall einer Kläranlage) in das Gaszuführungssystem
zu verhindern, wenn die Gaszufuhr abgeschaltet wird. Eine solche
Maßnahme
ist dann vorteilhaft, wenn die im jeweils vorliegenden Fall vorgesehene
poröse
Membran für
die Flüssigkeit durchlässig ist.
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Bei
der in 10 dargestellten Ausführungsform
sind die jeweils für
eine Gruppe von Gasverteilern 2 vorgesehenen Speiserohre 5 an
der Seitenwand des die zu begasende Flüssigkeit 4 enthaltenden
Beckens angebracht, und es ist die der Gaszufuhr zu den Gasverteilern 2 dienende
Verbindung der Speiserohre 5 mit den Gasverteilern 2 durch
Rohr- oder Schlauchverbindungen 25 hergestellt; diese Rohr-
oder Schlauchverbindungen 25 münden in glockenartig ausgebildete
Anschlußelemente 26,
welche auf der Oberseite der Basiswand 18 der Gasverteiler 2 befestigt
sind, und durch geeignete Öffnungen
in der porösen
Folie 19 hindurchführen.
Die Anschlußelemente 26 sind
dabei zweiteilig ausgebildet, und es wird die Folie 19 zwischen
diese beiden Teile der Anschlußelemente
dicht eingespannt.
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11 zeigt
einige Ausführungsformen
von Trägern 7,
mit denen die Gasverteiler 2, die bei erfindungsgemäßen Einrichtungen
vorgesehen sind, am Boden 22 eines Behälters oder Beckens, in dem
sich die zu begasende Flüssigkeit
befindet, befestigt werden können.
Bei der in 11 links dargestellten Ausführungsform
eines Trägers 7 sind
zwei im Boden 22 fixierte Stehbolzen 31 vorgesehen,
deren obere Enden 32 die Gasverteiler 2 tragen.
Im dargestellten Fall sind dabei die oberen Enden 32 der
Stehbolzen 31 mit Laschen 33 verbunden, welche
die Gasverteiler 2 unten und seitlich umfassend halten.
Die Laschen 33 sind ihrerseits mit den oberen Enden der Stehbolzen 31 verschraubt.
Man kann auch in Abwandlung dieses Konzepts die Gasverteiler 2 unmittelbar
an den Stehbolzen fixieren.
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Bei
der in 11 rechts dargestellten Ausführungsform
eines Trägers 7 ist
ein U-förmiger
Bügel 34 vorgesehen,
der in seiner Mitte am Boden 22 fixiert ist. Eine solche
Fixierung kann z.B. mittels am Boden 22 angeschraubter
Laschen 35 oder auch unmittelbar mit einer in den Boden
geschraubten Schraube 36 bei entsprechender Formung des
U-förmigen
Bügels,
wie dies in 11 rechts unten dargestellt
ist, erfolgen. Die Gasverteiler 2 sind mit Verschraubungen
an den oberen Enden 37 des U-förmigen Bügels 34 gehalten,
wobei zum Festhalten der Gasverteiler 2, analog wie bei
dem in 11 links dargestellten Beispiel,
Laschen 33 vorgesehen sein können oder eine unmittelbare
Anbringung der Gasverteiler an den oberen Enden 37 des
U-förmigen
Bügels 34 vorgesehen
werden kann.
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12 zeigt
eine Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Einrichtung 1,
welche in den Behälter
bzw. das Becken 3 aushebbar eingelegt ist. Die an das Speiserohr 5 angeschlossenen
Gasverteiler 2 dieser Einrichtung 1 sind mit Trägern 7a verbunden, welche
in Form von Stangen ausgebildet sind und zusammen mit weiteren Profilstangen 40 einen
Rahmen 41 bilden. Die Träger 7a und die Profilstangen 40 können vorteilhaft
in Form von Vierkantprofilen ausgebildet sein, welche mit einem
Beschwerungsmittel, z.B. Blei, gefüllt sind, um der Auftriebskraft, welche
durch den Gasinhalt der Gasverteiler und Speiserohre entsteht, entgegenzuwirken.
Zum Ausheben der Einrichtung 1 sind vorteilhaft Ösen 42 an geeigneten
Stellen des Rahmens 41 angebracht. Mittels Seilen 43,
welche durch diese Ösen 42 geführt sind
und welche über
den Flüssigkeitsspiegel
reichen, kann die Einrichtung 1 auf einfache Weise unter
Benützung
eines Hebezeuges, wie z.B. einem Kran, ausgehoben werden. Anstelle
von Seilen können
natürlich
auch Ketten, Stangen oder dergl. zum Ausheben der Einrichtung verwendet
werden.
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13 und 14 zeigen
in einer Seitenansicht und in Draufsicht eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Einrichtung,
bei der die Gasverteiler 2 an Trägern 7a angebracht
sind, welche in Form von Stangen ausgebildet sind, die quer zur
Längserstreckung
der Gasverteiler verlaufen und am Boden 22 des Beckens,
in welches die Einrichtung eingesetzt ist, angeordnet sind. Die
Träger 7a sind
dabei im dargestellten Fall mit Schrauben 44 am Boden 22 fixiert.
Auch andere Fixierelemente, z.B. Schraubenbolzen, können zur
Anbringung der Träger 7a vorgesehen
werden. Die Gasverteiler 2 sind mit Klammern 45 an
den Trägern 7a gehalten;
die Klammern können
mit Schrauben an den Trägern 7a fixiert
sein. Auch hinsichtlich der Befestigung der Gasverteiler 2 an
den Trägern 7a können andere
Konstruktivlösungen
vorgesehen werden. Die Anspeisung der Gasverteiler 2 erfolgt
von Speiserohren 5 aus, welche, wie ersichtlich, auch vertikal
verlaufend angeordnet sein können, über Rohr-
oder Schlauchverbindungen 25 und Anschlußelemente 26,
welche in die Gasverteiler 2 durch die poröse Folie
einmünden.
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15 zeigt
eine Ausführungsform,
bei welcher die Gasverteiler 2 am Boden 22 des
Beckens oder Behälters
liegend angeordnet sind und von stängenartig ausgebildeten Trägern 7a gehalten sind,
welche über
den Gasverteilern 2 und quer zu deren Längserstreckung verlaufend angeordnet
und am Boden 22 befestigt sind. Hierzu kann man, wie dargestellt,
Schrauben 44 oder andere Befestigungsmittel, wie sie z.B.
in 11 dargestellt sind, vorsehen.