DE2126821A1 - - Google Patents

Description

Einrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten mit einem Gas.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten mit Gasen. Die Einrichtung ist besonders dazu geeignet, Abwässer bzw. Schmutzwasser mit sauerstoffhaltigen Gasen zu behandeln.

Die aerobische Behandlung von Schmutzwasser beruht darauf, das Wasser mit biologischen Mikro-Organismen in Berührung zu bringen, um die im Wasser enthaltenen organischen Bestandteile zu oxydieren. Sauerstoff muß den Mikro-Organismen zugeführt werden, um sie am Leben zu halten. Es sind zahlreiche Arten von Tankanlagen - meist ortsfester, unveränderlicher Bauart - vorgeschlagen worden, in denen das Schmutzwasser der aerobischen Behandlung ausgesetzt wird; es sind die verschiedenartigsten Mittel bekannt, um sauerstoffhaltige Gase während des Klärverfahrens dem Wasser zuzuführen.

Die erhöhte Aufmerksamkeit, die neuerdings dem Problem der Behandlung immer größer werdender Mengen von Abwässern zugewandt wird, und die bedenklichen Folgen des Entzuges von Sauerstoff aus dem Frischwasser führen notwendigerweise dazu, nach neuartigen Behandlungsmethoden zu suchen. Die bekannten ortsfesten Kläranlagen sind teuer, haben nur eine beschränkte Kapazität und lassen sich nicht den stark

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schwankenden Mengen des zu behandelnden Wassers und den wechselnden Anforderungen an den biologischen Sauerstoff anpassen. Improvisierte Anlagen, bzw. lagunen- oder teichartige Behandlungsbehälter haben den Nachteil, daß Wasserverluste durch Absickern und unerträglicher Gestank entstehen können. -

Diese und andere Nachteile bekannter Lösungsversuche des geschilderten Problems sind bei der Einrichtung nach der Erfindung vermieden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Behandlung . des Schmutzwassers eine relativ einfache Einrichtung zu schaffen, die. leicht hergerichtet und billig betrieben werden kann und so eine leicht transportable Anlage zur aerobischen Behandlung von Abwässern bildet.

Die Behandlung der Flüssigkeit mit einem Gas, d.h. beispielsweise ihre Durchlüftung bzw. Säuerstoffanreicherung, erfolgt erfindungsgemäß mit Hilfe eines biegsamen bzw. zusammenlegbaren, gasundurchlässigen ballonartigen Domes, der an seinem Umfangsrand festgespannt und durch den Druck des Gases in aufgeblähtem Zustand gehalten wird. Diese ballon- oder domartige Hülle kann z.B. an dem oberen Rand eines ortsfesten Tanks befestigt sein oder aber auch auf der Oberfläche der zu behandelnden Flüssigkeit schwimmen. Es sind besondere Mittel vorgesehen, um die,domartige Hülle an ihrem unteren Umfangsrand abzudichten, das Gas in den Dom einzuleiten und die von dem Dom überdeckte Flüssigkeit in Bewegung zu versetzen, d.h. aufzurühren.

Hierfür findet erfindungsgemäß eine Einrichtung Anwendung, die aus einem luftundurchlässigen ballonartigen Dom aus elastischem Material besteht, der an seinem Umfang festgespannt und oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche durch Gas-

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druck aufgebläht wird. Ein Entweichen des eingeführten Gases wird durch Abdichtung des Domes an seiner Peripherie verhindert. Die Einrichtung ist mit Vorrichtungen zum Aufrühren der Flüssigkeit und zum Einführen von unter Druck stehenden Gas unter die Domhülle versehen.

Der Dom kann auf der Flüssigkeitsoberfläche schwimmend gehalten werden, und zwar unter Verwendung eines Spanngliedes, das die Form des Domes aufrechterhält. Der Umfangsrand des Domes taucht dann in die Flüssigkeit ein, so daß der Dom an seinem Umfang abgedichtet ist. Zur Begrenzung der Schwimmbewegung des Domes können geeignete Verankerungsmittel vorgesehen sein.

Bei einer anderen Ausfuhrungsform kann ein tankartiger Behälter zur Anwendung kommen, an dessen oberem Umfangsrand die domartige Hülle mit geeigneten Klemmitteln festgespannt ist. Bei Anwendung eines solchen Tanks sind Ein- und Ausflußleitungen für die zu behandelnde Flüssigkeit vorgesehen. Der Behälter selbst kann aus biegsamem undurchlässigem Stoff bestehen, der durch eine feste tankartige Wandung gestützt wird. In diesen Fällen ist die biegsame Auskleidung des Behälters mit der ballonartigen Domhülle mit Hilfe von Klemmgliedern gasdicht verbunden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung einiger auf der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsformen der Einrichtung nach der Erfindung hervor.

Fig. 1 zeigt in senkrechtem Schnitt eine als ortsfester Tank ausgebildete Einrichtung nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt in größerem Maßstab einen Querschnitt durch den oberen Rand des Tanks nach Fig. 1.

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Fig.. 3 zeigt schematisch die Anordnung mehrere hintereinander geschalteter Tanks nach Fig.' 1.

Fig. 4 zeigt eine schwimmend gelagerte domartige Einrichtung.

Fig. 5 zeigt im Grundriß die Anwendung zweier schwimmender Dome auf einem Teich.

Die in Fig. 1 veranschaulichte Ausbildung eines tankartigen Behälters 10 besteht aus einer Fundamentwandung 11, die den unteren Teil 12 des aus undurchlässigem stoffartigen Material gebildeten Tanks stützt. Mit (in der Zeichnung nicht veranschaulichten) Ventilen versehene Leitungen 13 und 14 dienen zur Zuführung bzw. Ableitung des Schmutzwassers 15 und regeln dessen Niveau im Tank. Ein Ventila-' tor oder Rührwerk mit Motor 16 ist in geeigneter Weise im Innern der domartigen Hülle so angeordnet, daß er das Wasser in Bewegung zu setzen vermag. Der Dom 17 ist am Umfang des unteren Tanks 12 mittels einer Klemmvorrichtung 18¹ befestigt. Eine durch die domartige Hülle 17 hindurchführende Einlaßvorrichtung 19 gestattet die Zuführung eines sauerstoffhaltxgen Gases aus einem Vorratszylinder 20. Die Gaszufuhr kann mittels eines in der Zeichnung nicht dargestellten Ventils geregelt werden.

In Fig. 2 ist die Klemmvorrichtung 18 näher dargestellt.

Ein Haltebolzen 21 ist in eine Hülse 22 eingeschraubt, die in der Fundamentwandung 11 verankert ist. Mit Hilfe einer Preßplatte 23 werden das Hüllenmaterial des Domes 17 und die untere Tankhülle 12 gasdicht zusammengehalten.

Fig. 3 zeigt eine Reihe von drei Behandlungsbehältern 10, die hintereinander geschaltet sind.

Die Fundanientwahdung 11 besteht beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus ortsfest gebundenem Material z.B. Stahlbeton; sie kann aber aueh aus einer Erdaufschüttung bestehen, wenn eine Daueranlage nicht gewünscht wird oder unvorteilhaft sein sollte. Das biegsame Material, aus dem der untere Behälterabschnitt 12 und die domartige Hülle 17 bestehen, ist zweckmäßig ein undurchlässiges Gewebe. Ein vorzüglich geeignetes Material hierfür ist ein mit Neopren beschichtetes Nylongewebe. Dieses Nylongewebe ist leicht im Gewicht und hat zugleich eine hohe Festigkeit. Die Neoprenschieht macht das Material wetterbeständig und zugleich luft- und gasundurchlässig. Natürlich können auch andere Stoffe bzw. Materialien verwendet werden, sofern sie im Gewicht leicht und doch bei genügender Biegsamkeit undurchlässig für Gase und Flüssigkeiten sind. So können z.B. Gewebe aus Kunstseide, Baumwolle, Polyester odgl.. verwendet werden, wenn sie mit Butylkautschuk, einem Polyurethan-Elastomer odgl. beschichtet sind, um das Gewebe undurchlässig zu machen. Auch eine schwere elastomere Folie, wie z.B. eine Folie aus Polyäthylen, kann Verwendung finden.

Die in Fig. 2 veranschaulichte Klemmverbindung ist besonders bei solchen Anlagen mit Vorteil zu verwenden, die ein Betonfundament haben. Findet als Fundament ein Erdwall odgl. Anwendung, so lassen sich die Hüllenteile entweder zusammenschweißen oder mit einem geeigneten Bindemittel zusammenkleben.

Der Dom 17 wird in seiner Form durch leichten unter der Hülle herrschenden Druck aufrechterhalten. Dieser Druck braucht nicht allzu groß zu sein, da das Gewicht des Domes klein ist und der Druck auf seine gesamte Innenfläche einwirkt. Das verwendete sauerstoffhaltige Gas kann Luft sein, jedoch ist handelsüblicher Sauerstoff vorzuziehen, da mit ihm eine größere Sauerstoffkonzentration im Wasser zu

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erreichen ist. Bei der Ausführungsform nach Pig. I wird das Gas durch die domartige Hülle zugeführt; es kann aber auch durch den unteren Abschnitt des Tanks eingeleitet werden. Wird das Gas unterhalb der Wasseroberfläche zugeführt, so wird es das Wasser in Bewegung versetzen. Es braucht dann unter Umständen kein besonderes Rührwerk bzw. kein Ventilator vorgesehen zu sein. Vorteilhafter aber ist es, die Wasserbewegung in der in Pig. I dargestellten Weise mittels eines motorgetriebenen Propellers zu erzeugen. Die Vorrichtung zur Erzeugung der Wasserbewegung kann entweder - wie dargestellt - oberhalb der Wasseroberfläche angeordnet sein oder kann durch Schwimmer auf der Wasseroberfläche getragen werden und durch Drähte oder. Seile am Tankumfang verankert sein.

Fig. 4 zeigt die Anordnung eines schwimmenden Domes in senkrechtem Schnitt. Die domartige Hülle 3Ö wird von dem inneren Gasdruck getragen und in aufgespannter Stellung durch einen Spannring. 31 gesichert, den- das Hüllengewjebe umschlingt. Hält es ei Ie odgl. 36 sichern ein Rührwerk 33 in seiner richtigen Stellung unter dem Dom. Das Rührwerk 33 wird von Schwimmern 34 getragen und von einem Motor 32 angetrieben. Ein Schlauch 35 dient zur Zuführung von Sauerstoff oder Druckluft, die innerhalb der domartigen Hülle austreten. Druckanzeiger und Regelorgane können zur Anwendung kommen, um den Druck im Innern des Domes auf der gewünschten Höhe zu halten.

Bei der in Fig. 5 im Grundriß veranschaulichten Installation der Einrichtung auf bzw. über einem Teich sind ein kreis-•förmiger Dom 42 und ein rechteckiger Dom 4l auf der Wasseroberfläche eines Teiches 40 angeordnet. Diese Dome werden durch Halteseile 43 in ihren Lägen gesichert. Nicht dargestellte Leitungen und Kabel führen Gas und Strom den Domen zu. Eine Leitung 44 dient dem Zulauf von Schmutzifasser aus

einer auf der Zeichnung nicht veranschaulichten primären Behandlungsanlage. Eine Auslaßleitung 45 führt das behandelte Wasser einem (nicht angedeuteten) Bach oder Fluß zu.

Die äußere Form des Domes ist ohne wesentliche Bedeutung, wenn auch im Grundriß kreisförmige Dome mancherlei konstruktive Vorteile bieten. Bei schwimmenden Domen findet als Spannglied amjunteren Rand des Domes zweckmäßig ein Rohr oder Schlauch Anwendung. Dieser Schlauch kann gegebenenfalls mit Wasser gefüllt sein und an Stelle der HalteseiIe oder auch zusätzlich zu ihnen können Anker zur Sicherung der Stellung des Domes indem Teich Verwendung finden.

Wird eine Einrichtung mit schwimmendem Dom verwendet, so muß der Rand des Domes natürlich so abgedichtet sein, daß kein Gas entweichen kann. Diese Abdichtung ist leicht in der Weise zu erreichen, daß sichergestellt ist_s daß sich der Rand des Domes auf seinem ganzen Umfang ständig unterhalb der Wasseroberfläche befindet.

Patentansprüche:

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Claims (9)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten mit einem Gas j gekennzeichnet durch eine domartige, aus biegsamem, undurchlässigem Baustoff bestehende Hülle (17,30,41,,42), die an. ihrem Umfang unter Spannung und Abdichtung sowie oberhalb der Flüssigkeit durch den Druck des eingeführten Gases in aufgeblasener Form gehalten wird, wobei im Innern des Domes ein Rührwerk oder Ventilator (16,33) zum Aufrühren der Flüssigkeit vorgesehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dom (17) mittels eines an seinem Umfang angreifenden Haltegliedes (18) unter Spannung gehalten wird und die Vorrichtung zur Verhinderung des Entweichens von Gas am Umfang des Domes aus einem unter die Flüssigkeitsoberfläche reichenden Abschnitt der domartigen Hülle besteht.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine die Verstellbewegung des Domes auf der Flüssigkeit begrenzende Verankerungsvorrichtung (43).

4. Einrichtung nach Anspruch I₃ gekennzeichnet durch einen tankartigen Behälter (11) zur Aufnahme der Flüssigkeit mit Ein- und Auslaßleitungen (13,l4) und einem oberen Behälterrand (18), an dem der Dom (17) mit seinem Umfang befestigt ist, wobei am Umfang des Domes als Klemmglieder £l bis 23) ausgebildete Dichtungsmittel vorgesehen sind, die ein Entweichen von Gas aus dem Dom verhindern*.

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5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der tankartige Behälter aus einer undurchlässigen biegsamen Auskleidung (12) besteht, die von einer
Pundamentwandung (11) getragen wird und durch Klemmglieder (21 bis 23) gasdicht mit dem Dom (17) verbunden ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die domartige Hülle (17,30,41,42) aus einem mit
einem Elastomeren beschichteten Gewebe besteht.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe aus Nylon und das Elastomere/aus Neopren besteht.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk aus einem motorgetriebenen Propeller besteht.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung der Gaszuführungsleitung (35) unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche liegt.

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