DE2404198A1

DE2404198A1 - METHOD AND DEVICE FOR VENTILATION OF WASTE WATER

Info

Publication number: DE2404198A1
Application number: DE2404198A
Authority: DE
Inventors: Freerk Jan Fontein; Hubertus Franciscus Jennekens
Original assignee: Stamicarbon BV
Current assignee: Stamicarbon BV
Priority date: 1973-01-29
Filing date: 1974-01-29
Publication date: 1974-08-01
Also published as: CH575886A5; GB1458302A; DD110028A5; NL7301201A; FR2215398B1; SE8000075L; JPS49105361A; JPS5636998B2; NL163196C; CA1014283A; DE2404198C3; AU6497274A; AT335929B; FR2215398A1; ES422681A1; ZA74565B; ATA62674A; SU733514A3; DE2404198B2; IT1002785B

Description

Dr. F. Zumsteln sen. - Dr Ξ. Assr^ani ι Dr. R. Koenlgsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumsteln Jun.Dr. F. Zumsteln sen. - Dr Ξ. Assr ^ ani ι Dr. R. Koenlgsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumsteln Jun.

TELEFON: SAMMEL-NR. 225341 ₈ MÜNCHEN 2.TELEPHONE: COLLECTIVE NO. 225341 ₈ MUNICH 2. TELEX 529979 BRÄUHAUSSTRASSE 4TELEX 529979 BRÄUHAUSSTRASSE 4 TELEGRAMME: ZUMPATTELEGRAMS: ZUMPAT

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STAMICARBON B.V., GKLKEN (Niederlande) Verfahren und Vorrichtung zur Belüftung von AbwasserSTAMICARBON B.V., GKLKEN (Netherlands) Method and device for aeration of waste water

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Belüftung von Abwasser, indem man das Wasser, das sich in einem Becken befindet und Belebtschlamm in Suspensionsform enthalt, mit mehreren umlaufenden Wasserstrahlen belüftet, welche von einer gewisse Höhe aus und unter einem Winkel dem Becken zugeführt werden und das Wasser in diesem Becken in einer Zirkulationsbewegung halten.The invention relates to a method for aeration of waste water, by aerating the water, which is located in a basin and contains activated sludge in suspension form, with several circulating water jets, which are fed to the basin from a certain height and at an angle and keep the water in this basin in a circulating motion.

Bei der aeroben Reinigung von Abwasser sind zwei gegenseitig zusammenhangende Probleme von besonderer Bedeutung. So muss mit einem minimalen Energieaufwand die für die aeroben Prozesse erforderliche Menge an molekularem Sauerstoff, z.B.. in Form von Luftsauerstoff, in das zu behandelnde Wasser eingebracht werden. Ferner soll Mikroorganismen enthaltender Aktivschlamm gleichfalls mit minimalem Energieaufwand in Suspension gehalten werden, auch wenn der Sauerstoffeintrag durch eine verringerte Belastung der Reinigungsanlage herabgesetzt werden muss.In the aerobic treatment of wastewater, two interrelated problems are of particular concern. So must with one minimal energy expenditure the amount required for the aerobic processes of molecular oxygen, e.g. in the form of atmospheric oxygen, can be introduced into the water to be treated. It should also contain microorganisms Active sludge in suspension with minimal energy input be maintained, even if the oxygen input is reduced by a The load on the cleaning system must be reduced.

Es ist bereits bekannt, dass Luft mit Hilfe eines Wasserstrahls unter Anwendung eines oder mehrerer Ejektoren in dem in einem Reaktionsgefäss befindlichen Wasser dispergiert wird. Die Luft wird dabei in einer schrägen.Richtung unterhalb des FlUssigkeitsspxegels verspritzt.It is already known that air with the help of a water jet using one or more ejectors in the in a reaction vessel located water is dispersed. The air is sprayed in an inclined direction below the liquid level.

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Ausserdera ist ein Verfahren bekannt, bei dem man Wasserstrahlen in senkrechter Richtung, unter Anwendung eines geringen Drucks und mit niedriger Fallhöhe der Oberflache des Wassers in einem Becken zuführt und die mitgefUhrte Luft im Wasser dispergiert.In addition, a method is known in which water jets in vertical direction, with the application of a low pressure and with a low drop height of the surface of the water in a basin and the carried Air dispersed in water.

Mit beiden Verfahren ist es möglich, das Wasser zu belüften und den im Wasser befindlichen Feststoff in Suspension zu halten. Einsatz dieser Verfahren in biologischen Abwasserreinigungsanlagen bringt aber für beide Nachteile mit sich. Beim erstgenannten Verfahren wird infolge der hohen Wassergeschwindigkeiten ein Abrieb des Schlamms auftreten; beim zweiten Verfahren wird bei einigermassen grosser Tiefe des Beckens die suspendierende Funktion der Wasserstrahlen nicht mehr effektiv sein. Der Belebtschlamm sinkt zu Boden und wird dem Reinigungsprozess vorzeitig entzogen.With both methods it is possible to aerate the water and the to keep the solid in the water in suspension. Use this However, processes in biological wastewater treatment plants benefit both Disadvantages with itself. In the former process, the high water velocities will result in abrasion of the sludge; at the second time If the basin is relatively deep, the suspending function of the water jets will no longer be effective. The activated sludge sinks to the floor and is prematurely withdrawn from the cleaning process.

Es ist ein Verfahren bekannt, in dem ein Propeller als vorwärtstreibendes Mittel die suspendierende Wirkung übernimmt und mehrere unter einem Winkel zur FlUssigkeitsoberflache und von gewisser Höhe aus zugefUhrte Wasserstrählen die Sauerstoffexntragsfunktion erfüllen. Unter einem Winkel von etwa 60° zur Wasseroberfläche zeigen die Wasserstrahlen einen optimalen Lufteintrag. Bei einem solchen Winkel haben die Wasserstrahlen zwar eine gewisse vorwärtstreibende Wirkung, diese ist aber besonders bei den üblichen langgedehnten ringförmigen Gräben unzureichend, so dass stets ein Propeller notwendig ist, der für eine ausreichende Strömung des Wassers Sorge trägt. Der Energieaufwand einer solchen Vorrichtung ist dadurch relativ hoch.A method is known in which a propeller is used as propulsion Means takes over the suspending effect and several water jets fed in at an angle to the liquid surface and from a certain height fulfill the oxygen extraction function. At an angle of about 60 ° to the water surface, the water jets show an optimal air intake. At such an angle the water jets do have a certain propulsion Effect, but this is inadequate, especially with the usual elongated ring-shaped trenches, so that a propeller is always necessary, who takes care of a sufficient flow of the water. The energy expenditure such a device is therefore relatively high.

Geraäss anderen bereits bekannten Vorschlägen sind Sauerstoffeintrag-Other already known proposals are oxygen input

und Schlammsuspendierungsfunktion in einer Vorrichtung vereint. Beispieleand sludge suspension function combined in one device. Examples

ins
sind teilweise>• Wasser ragende waagerechte oder senkrechte Bürsten mit verschiedenen Arten von Kreiselbeiuftern.into the
are partially> • Horizontal or vertical brushes protruding from the water with different types of rotor buffers.

Mit keiner der bekannten Vorrichtungen lässt sich auf einfache oder in energetischer Hinsicht günstige Weise eine gute Belüftung in Kombination mit einer wirksamen Suspendierung des Feststoffs in der zu behandelnden Flüssigkeit verwirklichen.With none of the known devices can be simple or In an energetically favorable way, good ventilation in combination with an effective suspension of the solid in the liquid to be treated.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist nunmehr, diese Nachteile auf einfache Weise zu beseitigen. Gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren wird dieses Problem gelöst, wenn man Abwasser, das sich in einem Becken befindet und Belebtschlamm in Suspensionsform enthält, mit einigen umlaufende. Wasserstrahlen belüftet, welche von einer gewissen Höhe aus und unter einemThe object of the present invention is now to eliminate these disadvantages in a simple manner. According to the method according to the invention This problem is solved when you have sewage that is in a basin and contains activated sludge in suspension form, with some circulating. Jets of water aerated, which come from a certain height and below one

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Winkel dem Becken zugeführt werden und die das Wasser im Becken in einer Zirkulationsbewegung halten. Die Erfindung wird nunmehr dadurch gekennzeichnet, dass man das Becken auf jeder Höhe nahezu dieselbe Form zeigt und dass man die Wasserstrahlen unter einem Winkel von nicht mehr als 60°, vorzugsweise zwischen 10° und 20° und einer Ausströmungsgeschwindigkeit von 3 bis 12 m je see. auf die Wasseroberfläche des Reaktionsgefasses auftreffen lasst, wobei die waagerechte Komponente der Tangente wenigstens annäherend mit der Hauptströmungsrichtung im Berührungspunkt zusammenfallt. Das Becken hat vorzugsweise einen regelmassig vieleckigen, runden oder elliptischen horizontalen Querschnitt.Angle to be fed to the pool and which the water in the pool in one Maintain circulation. The invention is now characterized in that that the basin is almost the same shape at every height and that the water jets are at an angle of no more than 60 °, preferably between 10 ° and 20 ° and an outflow velocity of 3 to 12 m per lake. hit the water surface of the reaction vessel let, wherein the horizontal component of the tangent coincides at least approximately with the main flow direction at the point of contact. That Basin preferably has a regular polygonal, round or elliptical horizontal cross-section.

Es wurde nunmehr gefunden, dass durch Anwendung mehrerer Massnahraen, welche an sich schon bekannt sind, jede für sich jedoch nicht zum gewünschten Resultat führen, die Kombination zwischen Sauerstoffeintrag- und der Schlammsuspendierungsfunktion durchaus ausfuhrbar ist. Dabei ist der Energieaufwand bei gleichem Reinigungsergebnis niedriger als bei den bekannten Verfahren. Unter Aufrechterhaltung einer ausreichenden suspendierenden Wirkung, welche wiederum mit der Strömungsgeschwindigkeit im Becken zusammenhangt, ist,ein Wirkungsgrad des Sauerstoffeintrags erreichbar, ausgedrückt in kg 0„ je kWh Leistungsaufwand, der zumindest anderthalb mal so gross ist als bei den bisher üblichen effektiven Kreiselbelüftern. Verglichen mit den sehr gebräuchlichen Bürsten ist der Unterschied noch grosser, gleiches gilt für die bisher üblichen Systeme mit getrennten Sauerstoffeinbring- und Schlammsuspendierungsfunktionen. Der Energieaufwand ist hier sowohl dem zum Einbringen des molekularen Sauerstoffs als zur Suspendierung des Belebtschlamms benötigten Energieaufwand gleichzusetzen.It has now been found that by applying several measures, which are already known per se, but each of them does not lead to the desired result, the combination between the oxygen input and the sludge suspension function is quite feasible. With the same cleaning result, the energy consumption is lower than with the known methods. While maintaining a sufficient suspending effect, which in turn is related to the flow velocity in the basin, is a Efficiency of the oxygen input achievable, expressed in kg 0 "per kWh Performance effort that is at least one and a half times greater than that of the effective centrifugal aerators commonly used up to now. Compared to the very With common brushes, the difference is even greater, and the same applies to the previously common systems with separate oxygen introduction and sludge suspension functions. The energy expenditure here is both for the introduction of the molecular oxygen and for the suspension of the activated sludge equate the required energy expenditure.

Die Wasserstrahlen verlassen Oberhalb der Wasseroberflache des Beckens die Ausströmungsöffnungen und bilden einen gewissen Winkel zur Wasseroberflache. Die Grosse des Sauerstoffeintrags wird durch diesen Winkel bedingt und lässt sich durch Einstellung des Stands der Ausströmungsöffnungen regeln. Gute Resultate liegen vor bei einem Winkel zwischen 0 und 45° .; optimale Ergebnisse sind bei einer Winkeleinstellung von 10° bis 20° erreichbar. Grössere Winkel, bis etwa 60° sind anwendbar, bewirken aber bei Anwendung der obengenannten Kombination von Massnahmen einen Rückgang des Wirkungsgrads .The water jets leave above the water surface of the basin the outflow openings and form a certain angle to the Water surface. The size of the oxygen input is determined by this angle conditional and can be regulated by adjusting the position of the outflow openings. Good results are obtained with an angle between 0 and 45 °. optimum results can be achieved with an angle setting of 10 ° to 20 °. Larger angles, up to about 60 °, can be used, but result in a decrease in efficiency when the above combination of measures is used .

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-A--A-

Die Suspendierung des Belebtschlamms und die im wesentlichen kreisförmige Bewegung des Wassers im Becken wird ausschliesslich durch den von den Wasserstrahlen ausgehenden Impuls verursacht und zwar infolge der waagerechten und senkrechten Komponenten, die vom genannten Impuls hergeleitet werden können. Die besten Ergebnisse werden durch die Verwendung runder Becken erzielt, in denen die Reibungsverluste minimal sind. Im Zusammenhang damit empfiehlt es sich, die Ausströmungsgeschwindigkeit der Wasserstrahlen zwischen etwa 4 bis 8 m pro see einzustellen.The suspension of the activated sludge and the essentially circular movement of the water in the basin is exclusively due to the caused by the impulse emanating from the water jets due to the horizontal and vertical components derived from said impulse can be. The best results are achieved by using round pools in which friction losses are minimal. in the In connection with this, it is advisable to set the outflow speed of the water jets between approx. 4 to 8 m per lake.

Beim erfindungsgemässen Verfahren lasst sich, trotz der Kombination der Sauerstoffeintrag- und Schlammsuspendierungsfunktionen in einer einzigen Vorrichtung, über den vorhin genannten regelbaren Winkel die Grosse des Sauerstoffeintrags unabhängig von dem erzeugten Impuls regeln. Dies ist von Bedeutung, weil sich in der Reinigungsanlage Schwankungen in der Belastung mit biologisch oxydierbarem Material nicht vermeiden lassen. Das erfindungsgemSsse Verfahren bietet im allgemeinen eine gute Variationsmöglichkeit und eine flexibele Anpassung an wechselnde Reaktionsbedingungen. In the method according to the invention, despite the combination the oxygen input and sludge suspension functions in a single device, the size of the adjustable angle above Regulate oxygen input independently of the generated pulse. This is of importance because there are fluctuations in the cleaning system Exposure to biologically oxidizable material cannot be avoided. The process according to the invention generally offers a good possibility of variation and flexible adaptation to changing reaction conditions.

Je grosser die Oberfläche des Reaktionsgefässes unter Beibehaltung der Form umso deutlicher die Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens. Die anzustrebende Verringerung des gesamten Energieaufwands gegenüber den bekannten Verfahren gewinnt immer mehr an Bedeutung. Das erfindungsgemässe Verfahren ist somit von besonderem Vorteil bei grosstechnischer Reinigung von Abwassern, z.B. in Gefassen mit einem Inhalt von Über 3000 m^.The larger the surface of the reaction vessel while maintaining the shape, the clearer the advantages of the process according to the invention. The desired reduction in total energy consumption compared to the known method is becoming more and more important. The inventive The method is therefore of particular advantage in the case of large-scale purification of waste water, e.g. in vessels with a content of over 3000 m ^.

Abfuhrung des umlaufenden Wassers aus dem Gefäss erfolgt vorzugsweise Über eine Ansaugung nahe der Wand, wodurch komplizierte Leitungssysteme mit Krümmern vermieden werden. Der hydrodynamische Widerstand der Saugleitung ist bei der vorgeschlagenen AusfUhrungsform äusserst gering. Auch kann das Wasser auf gleiche Weise in der Mitte des Gefässes emporgesaugt werden.The circulating water is preferably discharged from the vessel Via an intake close to the wall, creating complicated pipe systems with bends to be avoided. The hydrodynamic resistance of the suction line is extremely low in the proposed embodiment. Even the water can be sucked up in the middle of the vessel in the same way.

Das zu behandelnde Wasser wird vorzugsweise durch die Saugleitung der Umlaufpumpe zugeführt.The water to be treated is preferably fed to the circulation pump through the suction line.

Je höher die Au.strittsgeschwindigkeit der Wasserstrahlen umso niedriger die Investitionskosten fUr eine Anlage von bestimmter Kapazität. Der Energieaufwand nimmt aber zu, so dass es ein wirtschaftliches Optimum für diese Geschwindigkeiten gibt, bei dem einem ausreichenden LufteintragThe higher the speed of emergence of the water jets, the more so lower the investment costs for a system of a certain capacity. The energy consumption increases, however, so that it is an economical optimum for these speeds there is a sufficient air intake

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sowie einer genügenden Wasserzirkulation Rechnung zu tragen ist. Dieses Optimum liegt zwischen 3 und 12 m/sec. Bei einem Winkel zwischen Wasserstrahl und Wasseroberfläche von 15° ist somit ein Wirkungsgrad des Sauerstoffeintrags von zumindest 3,1 kg O₀ je kWh Leistungsaufwand erreichbar. Bei bekannten Verfahren, welche für Grossanlagen anwendbar sind, steigt dieser Wirkungsgrad meistens nicht über 2,1 oftmals sogar nicht Über 1,8 kg O₂ je kWh hinaus.and sufficient water circulation must be taken into account. This optimum is between 3 and 12 m / sec. With an angle between the water jet and the water surface of 15 °, an efficiency of the oxygen input of at least 3.1 kg O ₀ per kWh of power expenditure can be achieved. In known processes which can be used for large systems, this efficiency usually does not rise above 2.1, and often not even above 1.8 kg O ₂ per kWh.

Beiliegende'Figuren zeigen eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Es zeigen:Beiliegende'Figuren show a device for performing the inventive method. Show it:

Fig. 1 eine Draufsicht der erfindungsgemässen Vorrichtung; Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung von Fig. 1; Fig. 3 eine abgeänderte Ausfuhrungsform des vorliegenden Verfahrens, und1 shows a plan view of the device according to the invention; FIG. 2 shows a section through the device of FIG. 1; 3 shows a modified embodiment of the present method, and

Fig. 4 einen Schnitt durch die Vorrichtung von Fig. 3.FIG. 4 shows a section through the device from FIG. 3.

Fig. 5 zeigt eine schematische Draufsicht eines Belüftungsbeckens5 shows a schematic top view of an aeration basin

mit elliptischer Formgebung. . - :·.-. - -with elliptical shape. . -: · .-. - -

Fig. 1 zeigt ein rundes Belüftungsbecken 1, über dem einander gegenüber zwei Zufuhrungsrohre für umlaufendes Wasser 2 und 3 angebracht sind. ■ Es ist selbstverständlich möglich, dass nur ein Rohr anwesend ist, es können aber auch drei oder mehr Rohre vorgesehen sein. Die Rohre liegen vorzugsweise in gleichen Winkelabständen voneinander. Die Leitungen 4 und 5 dienen Zur Zu- und Abfuhrung des zu behandelnden, bzw. behandelten Abwassers. Vr bezeichnet die Hauptströmungsrichtung im Becken. Die Rohre 2 und 3 werden mit einem in der Figur schematisch angegebenen Pumpenaggregat gespeist. Jedes der Rohre 2 und 3 enthält eine Reihe von Ausströmungsraitteln 6, welche annäherend tangential zum Becken angeordnet sind. Die äussereh Ausströmungsraittel 6 liegen in einiger Entfernung von der Beckenwand, damit unnötige Reibungsverluste vermieden werden. Diese Ausströmungsmittel 6 sind derart angebracht, dass die austretenden Wasserstrahlen einen Winkel von z.B. etwa 20° zur Wasseroberfläche im Becken bilden.Fig. 1 shows a round aeration basin 1, over which opposite each other two supply pipes for circulating water 2 and 3 are attached. ■ It is of course possible that only one pipe is present, it can but also three or more tubes can be provided. The tubes are preferably at equal angular distances from one another. Lines 4 and 5 are used For the supply and discharge of the treated wastewater. Vr denotes the main direction of flow in the basin. The tubes 2 and 3 are fed with a pump unit indicated schematically in the figure. Each of the tubes 2 and 3 contains a series of outflow means 6, which are arranged approximately tangential to the basin. The external outflow channels 6 are at some distance from the pool wall so that unnecessary friction losses are avoided. These outflow means 6 are of this type appropriate that the exiting water jets form an angle of e.g. about 20 ° to the water surface in the pool.

Die Ausströmungsmittel 6 können auf die übliche Weise aus Rohrstutzen bestehen; bevorzugt aber werden öffnungen in den Zuflussrohren 2 und Mit Hilfe von öffnungen lassen sich die Energieverluste noch weiter verringern. The outflow means 6 can in the usual way from pipe sockets exist; however, openings in the inlet pipes 2 and 2 are preferred With the help of openings, the energy losses can be reduced even further.

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Die Zufuhrung des zu behandelnden Wassers zum Becken durch die Leitung 4 erfolgt vorzugsweise im Wirkungsbereich des Umlaufpumpenaggragats, und zwar zur Vermeidung einer direkten Vermischung sauerstoffarmen Abwassers mit dem Wasser im Becken.The supply of the water to be treated to the basin through the Line 4 is preferably carried out in the area of action of the circulation pump unit, namely to avoid direct mixing of low-oxygen wastewater with the water in the basin.

Fig. 2 zeigt im senkrechten Schnitt die Vorrichtung gemass Figur 1 und zwar gemass der Linie I-I. Rohr 2 wird von Trägern 8 und 9 unterstutzt. Über eine Flanschverbindung ist am Rohr 2 an der Seite der Behälterwand 1 ein Rohrkrümmer 14 mit Einströmungsöffnung 10 angeschlossen. Über diesem Teil ist eine Pumpe 11 vorgesehen, mit deren Hilfe Wasser aus dem Behalter 1 angesaugt und unter Druck durch 2 und die Ausströmungsmittel 6 gepresst wird. Auf diese Weise entstehen die Wasserstrahlen. Ein Motor 13 treibt Über einen Verzögerungsmechanismus 12 die Pumpe 11 an. Um Abrieb des Belebtschlamms zu vermeiden, beträgt die Umfangsgeschwindigkeit des Propellers maximal etwa 25 m/sec. Die Pumpe befindet sich in der Nähe des Beckenrands, was eine widerstandfähige, billige und leicht für Unterhaltarbeiten zugängliche Konstruktion ermöglicht. Ausserdem kann ein guter Reinigungseffekt erzielt werden.FIG. 2 shows the device according to FIG. 1 in vertical section namely according to the line I-I. Tube 2 is supported by supports 8 and 9. A pipe elbow 14 with an inflow opening 10 is connected to the pipe 2 on the side of the container wall 1 via a flange connection. About this Part of a pump 11 is provided, with the aid of which water is sucked in from the container 1 and pressed under pressure through 2 and the outflow means 6. This is how the water jets are created. A motor 13 drives over a delay mechanism 12 to the pump 11. In order to avoid abrasion of the activated sludge, the maximum peripheral speed of the propeller is approximately 25 m / sec. The pump is near the edge of the pool, which is a durable, cheap and easily accessible construction for maintenance work. In addition, a good cleaning effect can be achieved will.

Die Pumpenenergie kann je nach Bedarf durch Öffnen oder Schliessen der Auss^römungsöffnungen, durch einen anderen Stand der Propellerschaufel, durch Regelung ' der Drehzahl u. dergl. variiert werden.The pump energy can be opened or closed as required the outflow openings, through a different position of the propeller blade Regulation 'of the speed and the like. Be varied.

Fig. 2A zeigt ein Speiseleitungssystem 2A mit unter einem Winkel verstellbaren AustrittsOffnungen, sowie ein Beispiel einer Winkelbeziehung zwischen der Richtung des Wasserstrahls und der Oberfläche des-Wassers an der Stelle, wo der Wasserstrahl auf die Oberfläche auftrifft. Wie ersichtlich« umfasst die Speiseleitung 2Aein fest angeordnetes Innenrohr 100 mit --." einer verhältnismässig grossen Öffnung in seiner Wandung und ein Aussenrohr 104 mit Austrittsöffnungen 6A Das Aussenrohr 104 greift gleitend um das Innenrohr 100 und ist drehbar zu diesem Innenrohr angeordnet. In der Ausfuhrungsforra verlaufen die Achsen der Austrittsöffnungen 6A parallel zur Wasseroberfläche und der Winkel, unter dem der Wasserstrahl auf die Oberfläche auf trifft, beträgt etwa 30°· Die waagerechte Komponente des Wasserstrahls im Berührungspunkt verläuft im wesentlichen tangential d.h. parallel zu der kreisförmigen Hauptströmungsrichtung der Wassermasse in diesem Punkt, wie aus Fig. 2,- 2A ersichtlich.2A shows a feed line system 2A with at an angle adjustable exit openings, as well as an example of an angular relationship between the direction of the water jet and the surface of the water the point where the water jet hits the surface. As can be seen « the feed line 2A comprises a fixed inner pipe 100 with -. " a relatively large opening in its wall and an outer tube 104 with outlet openings 6A. The outer tube 104 slidably engages around the Inner tube 100 and is rotatably arranged in relation to this inner tube. In the execution form run the axes of the outlet openings 6A parallel to Water surface and the angle at which the water jet hits the surface is about 30 ° · The horizontal component of the water jet in the The point of contact is essentially tangential, i.e. parallel to the main circular flow direction of the water mass at this point, such as from Fig. 2, - 2A can be seen.

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Bei der Ausfuhrungsform der Figuren 1, 2 und 2A stösst die Strömung im Becken auf einen nur verhältnismässig geringen Widerstand, wenn die Wasserstrahlen tangential gerichtet sind, so dass die horizontalen Komponenten dieser Strahlen dort, wo die Wasserstrahlen die Wasseroberflache des Beckens berühren, mit den horizontalen Komponenten der dann entstehenden, im wesentlichen horizontal gerichteten Zirkulationsströmung zusammenfallen. Bei der ausgesprochen gunstigen hydrodynamischer Form des Beckens sind die Reibungsverluste dann minimal. Durch ein solches Richten der Wasserstrahlen wird ausserdem erreicht, dass die Konzentration der in das Becken eingeschlagenen Luftblasen überall etwa gleich gross ist, wordurch eine etwaige Lufthebewirkung unterdruckt, die Verweilzeit der Luftblasen im Wasser verlängert und somit eine grössere Sauerstoffmenge gelöst wird.In the embodiment of Figures 1, 2 and 2A abuts Flow in the basin to only a relatively low resistance, when the water jets are directed tangentially so that the horizontal components of these jets are where the water jets hit the water surface of the basin, coincide with the horizontal components of the then essentially horizontally directed circulation flow. With the extremely favorable hydrodynamic shape of the basin, the Friction losses are then minimal. By directing the water jets in this way, it is also achieved that the concentration of the ones that have hit the basin Air bubbles is about the same size everywhere, which suppresses any air lifting effect and increases the dwell time of the air bubbles in the water and thus a larger amount of oxygen is dissolved.

Die zur Durchfuhrung des erfindungsgemässen Verfahrens vorgesehene Vorrichtung in Form eines Beckens, Über dem sich ein ZufUhrungsrohr mit mehreren, unter einem Winkel zur FlUssigkeitsoberflache angeordneten Ausströmungsmittel fur das zuruckzuwälzende Wasser befinden, wird deshalb dadurch gekennzeichnet,'dass das Becken ein regelmassig gebildetes vieleckiges Reaktionsgefäss mit mehr als drei Ecken ist, das auf jeder Höhe nahezu dieselbe Form aufweist, wahrend der Winkel, den die Ausströmungsmittel zur Waagerechte* bilden, zwischen 0 und 45° einstellbar ist, und die Vorrichtung zum ZurUckfUhrung des Wassers derart bemessen ist, dass die Austrittsgeschwindigkeit des umlaufenden Wassers aus den Ausströmungsmitteln 3 bis 12 in je see. betragen kann und die Ausströmungsmittel derart angeordnet sind, dass deren Achse annulierend mit der Hauptströmungsrichtung im Gefäss an dem Berührungspunkt zusammenfallt.The one provided for carrying out the method according to the invention Device in the form of a basin, over which there is a supply pipe several outflow means arranged at an angle to the liquid surface for the water to be recirculated is therefore characterized in that the basin is a regularly formed polygonal Reaction vessel with more than three corners, which has almost the same shape at every level, while the angle that the outflow means to Form horizontal *, adjustable between 0 and 45 °, and the device to return the water is dimensioned such that the exit speed of the circulating water from the outflow means 3 to 12 in each lake. can amount and the outflow means arranged in such a way are that their axis canceling out the main direction of flow in the vessel coincides at the point of contact.

Figur 4 zeigt eine weitere Ausfuhrungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Fig. 4 zeigt im Senkrechtschnitt die Vorrichtung gemäss Figur 3, parallel zu der kurzen Seite. Das Becken 31 ist hier in waagerechtem Schnitt rechteckig ausgebildet. Die Hauptströmungsrichtung Vr ist eine in der senkrechten Ebene parallel zu der genannten kurzen Seite verlaufende Zirkulationsbewegung. Oberhalb des Beckens befindet sich eine Vorrichtung 32, mit deren Hilfe Wasser emporgesaugt und in Form von Wasserstrahlen wieder in das Becken zurückgebracht wird. Diese Vorrichtung entspricht den in den entsprechenden Figuren 1 und 2 gezeichneten Vorrichtungen. Gemäss Figur 3 ist der Wasserbehälter im senkrechten/Figure 4 shows a further embodiment of a device for Implementation of the method according to the invention. Fig. 4 shows in vertical section the device according to Figure 3, parallel to the short side. That Basin 31 is rectangular here in a horizontal section. The main direction of flow Vr is a circulation movement running in the vertical plane parallel to said short side. Above the basin there is a device 32, with the help of which water is sucked up and is brought back into the pool in the form of water jets. These The device corresponds to the devices shown in the corresponding FIGS. According to Figure 3, the water tank is in the vertical /

''Scnnxtt'' Scnnxtt

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,einem^
halbkreisförmig rnitVRalbmesser R und auf diesem Halbkreis 34 ein Viereck 33 mit SeitenyU uh3 Σ&.. Eine solche Konstruktion ist ziemlich einfach, und ausserdem ist der hydrodynamische Widerstand nur gering., a ^
semicircular with a radius R and on this semicircle 34 a square 33 with sides yU uh3 Σ & .. Such a construction is quite simple, and besides the hydrodynamic resistance is only small.

Figur 5 zeigt eine elliptische Ausfuhrungsform eines Belüf tungsbeckens , zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens.Figure 5 shows an elliptical embodiment of a ventilation basin, for carrying out the method according to the invention.

Experiments to determine the oxygen transfer efficiency

Die Probeaufstellung besteht aus einem runden Becken mit einem Durchmesser von 125 cm. Die Höhe der Wasserm engBbeträgt 110 cm. Aus dem Becken wird mit Hilfe einer Umlaufpumpe kontinuierlich Wasser gesaugt, wonach dieses Wasser Über eine 21 mm grosse Ausströmungsöffnung, die - 15 cm von der Beckenwand entfernt und 10 cm über der Wasseroberfläche gelegen ist. in /eines tangential gerichteten Wasserstrahls zurückgeführt wird. Der Winkel zwischen Wasserstrahl und Wasseroberflache beträgt 15°, die Ausströmungsgeschwindigkeit ist ν . Die Wassertemperatur während der Versuche beträgt 18-21 ⁰C; die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers im Becken . 20-35 cm/sec. Diese Geschwindigkeit reicht dazu aus, den Belebtschlamm in Suspension zu halten.The test setup consists of a round basin with a diameter of 125 cm. The height of the waterm narrowB is 110 cm. Water is continuously sucked out of the basin with the help of a circulation pump, after which this water is drawn through a 21 mm large outflow opening which is - 15 cm from the basin wall and 10 cm above the water surface. is returned in / a tangentially directed water jet. The angle between the water jet and the water surface is 15 °, the outflow velocity is ν. The water temperature during the experiments is 18-21 ⁰ C; the flow speed of the water in the pool. 20-35 cm / sec. This speed is sufficient to keep the activated sludge in suspension.

Bei einer Aus.strOmungsgeschwindigkeit ν von 5,6 m/sec wird ein Sauerstoffeintrag-Wirkungsgrad von 2,7 kg O₂ je kWh Leistungsaufwand erzielt. Bei einem v. von 4,2 m/sec beläuft sich der Wirkungsgrad des Sauerstoffeintrags auf 3,1 kg 0„ je kWh.With an outflow velocity ν of 5.6 m / sec, an oxygen input efficiency of 2.7 kg O ₂ per kWh of power expenditure is achieved. At a v. of 4.2 m / sec, the efficiency of the oxygen input amounts to 3.1 kg 0 “per kWh.

Zugleich finden Experimente statt, bei dem der Winkel zwischenAt the same time experiments take place in which the angle between

Wasserstrahl und Wasseroberfläche 60° statt 15° beträgt. Bei einem ν -WertWater jet and water surface is 60 ° instead of 15 °. At a ν value

von 6,3 m/sec ist nun der Sauerstoffeintrag-Wirkungsgrad 1,8 kg 0« je kWh und einem ν -Wert von 4,3 m/sec 2,2 kg 0 je kWh.of 6.3 m / sec, the oxygen input efficiency is now 1.8 kg 0 «per kWh and a ν value of 4.3 m / sec 2.2 kg 0 per kWh.

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Claims

CLAIMS Π:

1.1 Method for aerating wastewater by aerating the water, which is located in a basin (1) and contains activated sludge in susceptibility forra, with several circulating water jets, which are fed to the basin from a certain height and at an angle characterized in that the basin (1) used as a reaction vessel has a regular polygonal, round or elliptical shape which has almost the same shape at every level and the water jets at an angle of no more than 60 °, preferably between 10 ° and 20 ° °, with an outflow velocity of 3 to 12 m, preferably from about 4 to about 8 m, per lake can impinge on the water surface of the reaction vessel, the horizontal component of the tangent coinciding at least approximately with the main flow direction at the point of contact.

2. Device for performing the method according to claim 1, consisting from a basin (1), above which there is a supply pipe (2, 3) with several outflow means (6) for the water to be returned, which are arranged at an angle to the surface of the liquid, are characterized by: that the basin (1) used as a reaction vessel is a regularly formed one? polygonal ^ · round: or elliptical shape, which has almost the same shape at every level, while the angle the Form outflow means (6) to the horizontal ^, adjustable between 0 ° and 60 ° is, and the device for rolling back the water such is dimensioned that the exit speed of the circulating water from the outflow means (6) 3 to 12 m, preferably of about 4 to about 8 m, per lake. can be and the outflow such are arranged so that their axis approximately coincides with the main flow direction (Vr) in the vessel at the point of contact.

3. Device according to claim 2, characterized in that it is at

the outflow means 6 are openings in the feed pipes 2 and 3.

4. Device according to claim 2, characterized in that a vertical Section of the part of the reaction vessel filled with waste water through the Combination of a square 33 with sides R and 2R and a semicircle with radius R is formed.

409831/0886409831/0886

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