DE2362487A1

DE2362487A1 - DEVICE FOR VENTILATION OF WATER

Info

Publication number: DE2362487A1
Application number: DE2362487A
Authority: DE
Inventors: Hans Lindquist
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1972-12-21
Filing date: 1973-12-15
Publication date: 1974-07-04
Also published as: NL7316900A; GB1452119A; BE808935A; FR2211403A1; DE2362487B2; SE369708B

Description

Deutsche ITT Industries. GThH. K. Lindquist - 1German ITT Industries. GThH. K. Lindquist - 1

Freiburg, Hans-Bunte-Str. 19 Dr.Rl/raFreiburg, Hans-Bunte-Str. 19 Dr Rl / ra

8. Dezember 19738th December 1973

DEUTSCHE ITT INDUSTRIES GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNGDEUTSCHE ITT INDUSTRIES GESELLSCHAFT LIMITED LIABILITY

FREIBÜRG I. BR.FREIBÜRG I. BR.

-Vorrichtung zur Belüftung von Wasser-Device for aeration of water

Die Priorität der Anmeldung Nr. 16 768/72 vom 21. 12. 1972 in Schweden wird beansprucht.The priority of application no. 16 768/72 dated December 21, 1972 in Sweden is claimed.

Bei der Behandlung von Abwasser nach dem Aktivschlammverfahren wird das Wasser und der Aktivschlamm belüftet, teils um eine ausreichende Oxydation zu "erzielen und teils um eine Trennung zwischen dem schwerem Schlamm und dem Wasser zu vermeiden. Wenn die Ablagerung von Schlamm in dem Belüftungstank vermieden werden soll, muß die Geschwindigkeit des Grundwassers mindestens 0,3 m/s betragen. Dies kann durch eine turbulente Strömung erreicht werden oder durch Ausbildung des Tanks und der Belüfter in der Weise, daß man eine Strömung erhält, die am Boden entlang gerichtet ist. .When treating wastewater using the active sludge process, the water and the active sludge are aerated, sometimes by one To achieve adequate oxidation and partly to avoid a separation between the heavy mud and the water the deposition of sludge in the aeration tank can be avoided the speed of the groundwater must be at least 0.3 m / s be. This can be achieved by a turbulent flow or by designing the tank and the aerator in such a way that that one obtains a current which is directed along the bottom. .

Ein Beispiel für eine derartige Vorrichtung ist der sogenannte Ringkanal. . 'An example of such a device is the so-called ring channel. . '

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μ Ο mm. μ Ο mm.

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Bei einem derartigen Gerät zwingt man das Wasser, durch einen geschlossenen Kanal zu fließen, der eine ovale Form besitzt, oder durch einen Tank, der durch Wände so unterteilt ist, daß ein geschlossener Kanal gebildet wird. Für gewöhnlich wird das Wasser durch, rotierende Bürsten, durch Flügel oder Pumpen in Bewegung gebracht. Diese Einrichtungen, die das Wasser belüften und antreiben, sind vielfach die Ursache, daß kleine Tropfen von Abwasser in die Umgebung geschleudert werden, was hygienische Probleme verursacht. Ein weiteres mit diesem Verfahren verbundenes Problem besteht in der Abkühlung des Wassers, was eine einschränkende Wirkung auf das biologische Verfahren hat. Es ist deshalb allgemein das Bestreben, andere Lufteinblasverfahren anzuwenden.In such a device, the water is forced to flow through a closed channel, which is oval in shape, or through a tank which is divided by walls so that a closed channel is formed. Usually the water is moved by rotating brushes, blades or pumps. These devices, which aerate and drive the water, are often the cause of small drops of waste water being thrown into the environment, which causes hygienic problems. Another problem associated with this process is the cooling of the water , which has a limiting effect on the biological process. There is therefore a general endeavor to use other air injection methods.

Bei den Ringkanälen sind bis heute zum Einblasen der Luft mittels Diffusoren unter der Wasseroberfläche Flügel oder Pumpen erforderlich, die das Wasser in den Kanal treiben. Die Einrichtung ist ziemlich teuer und die.Verbreitung des Ringkanals wird dadurch eingeschränkt.In the case of the ring channels, blades or pumps are still required to blow in the air by means of diffusers under the water surface. that drive the water into the canal. It is quite expensive to set up and it increases the spread of the ring canal restricted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sowohl die Oxydation wie auch die Bewegung des Wassers in dem Kanal ohne technischen Aufwand durch einfaches Lufteinblasen zu bewirken. Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.The invention has for its object both the oxidation and the movement of the water in the channel without technical Effort to bring about by simply blowing in air. The object is achieved by the invention specified in claim 1.

Die Erfindung beruht also darauf, daß die Luft zwischen zwei hydrodynamisch zusammenwirkenden Flächen eingeblasen wird, von denen die eine an der Wasseroberfläche angeordnet ist und die andere am Grund des Kanals. Das Prinzip wird in der Figur gezeigt, in der die obere Fläche 1 als Beschleuniger und die andere Fläche 2 als Diffusor wirkt. Das Wasser wird auf diese Weise beim Beschleunigen hinunter gegen den Grund des Kanals gezwungen. Durch den Zerstäuber 3 wird am Grund Luft in das rasch strömendeThe invention is based on the fact that the air between two Hydrodynamically interacting surfaces is blown, one of which is arranged on the water surface and the other at the bottom of the canal. The principle is shown in the figure, in which the upper surface 1 as an accelerator and the other surface 2 acts as a diffuser. In this way, the water is forced down against the bottom of the canal when accelerating. Through the atomizer 3, air is introduced into the rapidly flowing air at the bottom

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Wasser eingeblasen. Dadurch wird die Geschwindigkeit des Wassers weiter gesteigert,- hauptsächlich durch einen senkrechten Impuls, der dem Wasser durch die aufsteigenden Blasen mitgeteilt-wird, aber insbesondere wegen des Raumes, den die Blasen in dem Wasser einnehmen. So wird die Geschwindigkeit bis auf das Dreifache der Durchschnittsgeschwindigkeit im Kanal gesteigert und der Diffusor hat die Aufgabe, die Luftblasen ohne Verlust aus dem Wasser austreten zu lassen, dl h. ohne Bildung von Wirbeln, und ferner den Unterschied in der Bewegungsenergie zwischen der höchsten Geschwindigkeit und der Durchschnittsgeschwindigkeit in potentielle Energie zu verwandeln, was zur Beseitigung der Reibung und der Bindungskräfte in dem Kanal notwendig ist.Water blown in. This further increases the speed of the water - mainly through a vertical impulse communicated to the water by the rising bubbles, but especially because of the space that the bubbles occupy in the water. The speed is increased up to three times the average speed in the channel and the task of the diffuser is to let the air bubbles escape from the water without loss, i.e. without the formation of eddies, and also to convert the difference in kinetic energy between the highest speed and the average speed into potential energy, which is necessary to eliminate the friction and the binding forces in the channel.

Zum Verständnis dieses"hydrodynamischen Prozesses ist es wichtig, daß man sich klarmacht, daß in einem Ringkanal das Wasserniveau hinter einer Antriebsvorrichtung etwas höher ist als davor. Diese Niveauunterschiede entsprechen der Summe der Energieverluste nach einer Umdrehung.To understand this "hydrodynamic process, it is important that one realizes that in an annular canal the water level behind a drive device is slightly higher than in front of it. These level differences correspond to the sum of the energy losses after one revolution.

Damit die Antriebsvorrichtung funktioniert, ist es wichtig, daß die Kanaltiefe, der Beschleuniger_r der Diffusor und die Luftmenge pro Kanalquerschnitt in ihrem Verhältnis zueinander genau abgestimmt sind. Der Beschleuniger und der Diffusor arbeiten derartig zusammen, daß einer von ihnen die Bedingung dafür ist, daß ein Kontaktfluß zum anderen hin stattfindet und so die zwei Funktionen ermöglicht. In einer Pilotaanlage wurde dies deutlich gezeigt. Eine Durchschnittsgeschwindigkeit von 0,3 m/s wurde in der Anlage eingestellt und danach der Beschleuniger entfernt. Die Strömung kam daraufhin nahezu gänzlich zum·Erliegen. Der Versuch wurde wiederholt, dabei wurde der Diffusor entfernt. Auch da kam die Strömung nahezu gänzlich zum Stehen. Versuche mit schräg angeordneten Flächen oder Flügeln ergaben eine Maximalgeschwindig-So that the drive device works, it is important that the channel depth, the accelerator _r, the diffuser and the amount of air per channel cross-section are precisely matched to one another. The accelerator and the diffuser work together in such a way that one of them is the condition for a contact flow to take place towards the other, thus enabling the two functions. This was clearly shown in a pilot system. An average speed of 0.3 m / s was set in the facility and then the accelerator was removed. The flow then almost completely came to a standstill. The experiment was repeated with the diffuser removed. There, too, the current almost completely came to a standstill. Tests with obliquely arranged surfaces or wings resulted in a maximum speed

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keit von O,l m/s. Es war nicht möglich, diese Geschwindigkeit durch verstärktes Lufteinblasen zu steigern, was andererseits bei dem ursprünglichen Versuch möglich war, wo die Geschwindigkeit innerhalb vernünftiger Grenzen der eingeblasenen Luftmenge proportional ist.speed of O, l m / s. It wasn't possible at this speed by increasing air injection, which on the other hand was possible in the original experiment, where the speed is proportional to the amount of air blown in, within reasonable limits.

Obgleich die erfindungsgemäße Einrichtung den Grundringkanälen angepaßt ist, ist sie auch sehr gut für tiefe Kanäle brauchbar. So steigt die Geschwindigkeit bei festgesetzter Luftmenge pro Kanalquerschnitt angenähert proportional der Tiefe des Kanals an, Dies beruht auf der Tatsache, daß das Lufteinblasen am Boden die Energie vergrößert, die der Tiefe entsprechend von der Luft aufgebracht wird. Wenn der Beschleuniger und der Diffusor entsprechende Proportionen besitzen, wird ohne Verluste für die Energie gesorgt. Dies ist sehr wichtig bei großen Ringkanälen, bei denen die Bürstenbelüfter Schwierigkeiten haben, im Bereich des Bodens eine entsprechend hohe Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten. Although the device according to the invention is adapted to the base ring channels, it is also very useful for deep channels. With a fixed amount of air per duct cross-section, the speed increases approximately proportionally to the depth of the duct, This is due to the fact that the air blowing at the bottom increases the energy corresponding to the depth from the air is applied. If the accelerator and the diffuser have appropriate proportions, there will be no loss for the Energy taken care of. This is very important in the case of large ring channels where the brush aerators have difficulty in getting in the area of the ground to maintain a correspondingly high speed.

4 Patentansprüche
1 Blatt Zeichnung4 claims
1 sheet of drawing

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Claims

H. Lindquist - 1 CLAIMS

Device for aeration and movement of water and sewage sludge in a sewer, characterized in that air is blown in near the bottom of the sewer between two interacting surfaces (1 and 2), one of which is connected to the canal walls (4 and 5) forms an accelerator which increases the flow velocity in the duct before the air is blown in, while the other level (2), together with said duct walls C4 and 5) and the liquid level, forms a diffuser - which partially in transforms potential energy.

2. Apparatus according to claim l _r, characterized in that the surfaces Cl and 2) are largely horizontal.

3. Apparatus according to claim 2 _r, characterized in that the surface (1) is located near the water surface and is designed so that the flow of liquid is forced down when the speed increases.

4. Apparatus according to claim 2, characterized in that the second surface (2) is arranged on or just above the channel bottom and is designed so that it forces the flow of liquid upwards.

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