DE2405011A1

DE2405011A1 - Abfall-fluessigkeits-behandlungsanlage

Info

Publication number: DE2405011A1
Application number: DE19742405011
Authority: DE
Inventors: William H Mullins; Jack E Prince; Franklin E Terry
Original assignee: WASTEWATER AERATION PRODUCTS C
Current assignee: WASTEWATER AERATION PRODUCTS C
Priority date: 1973-02-05
Filing date: 1974-02-02
Publication date: 1974-08-15
Also published as: AU6509674A; ZA74606B; AR202403A1; CA1021477A; GB1463182A; BR7400817D0; JPS49106144A

Description

PATENTANWALT
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istr. 27 -T.,: -S, /079

31. Januar 1974 Gzf/Al

Waste Aeration Products Company, 830 U.E. Loop 410, San Antonio, Texas 78209 / U.S.A.

Abfall-Flüssigkeits-Behandlungsanlage

Die Erfindung "betrifft eine Abfall-Flüssigkeits-Bshandlungsanlage,

Das laufende Problem der Wasserverschmutzung ist genügend bekannt, so daß eine Diskussion hierüber überflüssig ist. Wir werden jedoch laufend mit Forderungen konfrontiert, die sowohl eine sofortige Verbesserung der bestehenden Abwassersysteme als auch eine Vorbehandlung industrieller oder landwirtschaftlicher Abwasser fordern, bevor das Abwasser derartig überladene Behandlungsanlagen erreicht.

In den meisten Fällen sind äußerst große Schwierigkeiten mit dem Versuch verbunden, Abwasseranlagen zu vergrößern oder auszubauen. Entweder ist zusätzliches Land oder größeres Kapital

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nicht verfügbar oder es ist überhaupt unmöglich beides zu erhalten oder in der benötigten Zeit zu erhalten,

Industrieunternehmen und Landwirtschaft können sich in vielen Fällen aus wirtschaftlichen Gründen die Kosten einer stationären Anlage nicht leisten und v/erden aus diesem Grund für die Ableitung übermäßiger Abfallkonzentrationen bestraft.

Die Belüftung von Abfallflüssigkeiten ist als eine der Schlüsselmethoden für die Behandlung von Abwässern bekannt.

Die bekannten Systeme benötigen jedoch stationäre Anlagenteile, wie zum Beispiel große Tanks mit Begasungseinrichtungen, die sieh in den unteren Regionen befinden. Ebenso wurden Versuche gemacht, Abfallflüssigkeit wieder aus stationären Behältern, in welchen die Anlage ursprünglich eingeschlossen war zu entfernen, dann zu belüften und die Abfallflüssigkeit wieder zurückzuführen oder weiterzuführen.

Die bekannten Systeme sind unter den gegenwärtigen Umständen nicht vollständig zufriedenstellend.

Die Erfindung betrifft eine geschlossene Abzugs-, Belüftungsund Sückführungsanlage, die in bestehende Flüssigkeitskreisläufe eingebaut werden kann. Die erfindungsgemäße Anlage kann entweder als ein zusätzlicher Schritt wie zum Beispiel zur Erhöhung der Belüftung in bestehenden Beluftungsbehältern, oder als

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Vorbehandlungsschritt entweder sofort vor den verbleibenen Verfahrenssehritten oder an einem geographisch entfernten Punkt wo^urcfiaer Sauerstoff in der Abfallf lüssigkeit während der Zuführung zu der Behandlungsanlage wirken kann«, Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung zur Behandlung von Abwasser begrenzt, sondern kann in jedem Flüssigkeitskreislauf verwendet werden, wo eine Belüftung benötigt wird, wie zum Beispiel zur Reduzierung des Mineralgehalts von Trinkwasser und für landwirtschaftliche Verwendungen.

Zusätzlich zur Verwendung als Sauerstoffbegaser kann die Einheit oder die bevorzugte Form des Begasers verwendet werden, relativ kältere Luft in warme oder heiße Abfa-llflüssigkeit

einzuführen, um dadurch die Temperatur der Abfallfltissigkeit zu reduzieren.

Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht aus einem Belüfter, der eine längliche Mischkammer von konstantem Querschnitt an oder unmittelbar stromabwärts von dem Punkt, aa welchem die Luft in die Flüssigkeit eingebracht wird, aufweist»

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung sowie aus der Zeichnung,

Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

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Pig· 2 eine Aufsicht der Anlage von Figur 1;

Fig. 3 eine vergrößerte teilweise Ansicht des "bevorzugten Belüfters der Erfindung.

Wie man in Figur 1 und 2 sieht, besteht die "bevorzugte Anlage der vorliegenden Erfindung aus einem Grundrahmen 1, der eine Pumpe 2 und einen Motor 3 trägt. Die Pumpe wird durch den Motor 3 über eine flexible Stoßkupplung 4 angetrieben, die mit den entsprechenden Wellen in Eingriff kommt. In einigen Fällen wird jedoch ein Keilriemenantrieb bevorzugt.

Die Pumpe 2 weist eine seitliche Eintrittsöffnung 5 und eine obere Austrittsöffnung 6 auf. Die Eintrittsöffnung 5 hat einen Flansch 7 oder andere geeignete Vorrichtungen, um eine Rohrleitung 8 anzuflanschen. Der Austritt 6 weist ähnlich eine Schulter oder einen Flansch 9 oder andere geeignete Vorrichtungen auf, um einen Krümmer 10 und einen Belüfter 11 konstruktionsmäßig zu unterstützen.

Der Flansch 9, der einen Ring 12 mit Bolzenlöchern trägt, erlaubt die Drehung oder Anbringung des Krümmers 10 und des Belüfters 11 in einer gedrehten Position um die im allgemeinen nach oben gerichtete Achse des Austritts. Der Austritt des Belüfters 11 kann auf diese Weise mit einer Austrittsrohrleitung 13 verbunden werden, die angeordnet ist, um zu der Quelle zurückzuführen, von welcher die Flüssigkeit über die Rohrleitung 8 abge-

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zogen wurde, oder kann zu irgendeinem anderen gewünschten Punkt entleeren.

Wie man in Fig. 3 sieht, weist die bevorzugte Form des Belüfters 11 ein Gehäuse 14 auf, das einen vergrößerten Teil 15 benachbart zum Eintrittsende 16 des Belüfters hat. Der vergrößerte Teil 15 weist einen Ring von Öffnungen 18 auf, die sich zur Atmosphäre oder einer anderen geeigneten Sauerstoffquelle hin öffnen.

Das Eintrittsende 16 hat einen ringförmigen Rücktritt 19, um einen engpassenden Flansch 20 eines geneigten Gliedes oder

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Konusses aufzunehmen, welcher sich nach innen neigt und in einer relativ kleinen Düse 22 benachbart am stromabwärtigen Ende des vergrößerten Teils 15 endet.

Das Austrittsende 23 des Belüfters 11 hat einen ringförmigen Rücktritt 24, um einen engpassenden Flansch 25 einer länglichen rohrförmigen Mischkammer aufzunehmen. Die Mischkammer 26 erstreckt sich koaxial mit dem Gehäuse 14. Die Mischkammer endet an einer Belüftungsöffnung 27, die die Austrittsdüse 22 des Konusses umgibt.

Atmende Belüfter oder Venturi-Rohre vergrößern typischerweise ihren Durchmesser sofort nach dem Lufteintrittspunkt.

Es wurde gefunden, daß die Mischkammer nur teilweise wirkungsvoll ist, hinsichtlich der Belüftungseffektivität und der innigen Vermischung der Luft mit der Flüssigkeit, wenn die Länge der Mischkammer mit einheitlichem innerem Durchmesser mindestens vier Mal dem inneren Durchmesser entspricht. Ein

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Verhältnis von 5 bis 6 wurde als am wirkungsvollsten herausgefunden, während das Verhältnis von Länge zu Durchmesser über sich als zu lang herausstellte, ohne eine Verbesserung der Leistung zu rechtfertigen.

Ebenso wird eine plötzliche Änderung des Fließquerschnitts der Mischkammer 26 zur Entleerungsrohrleitung bevorzugt, anstatt eines abgeschrägten Übergangs. Die Turbulenz und die"Reibung", die aufgrund der Ausdehnung am Austrittsende der Mischkammer auftritt, ist wirkungsvoll bei der Unterstützung der innigen Vermischung der Luft mit der Flüssigkeit.

Die Beziehung zwischen dem Durchmesser der Atmungsöffnung 27 und dem Xusseren der schrägen Düse 22 ist bezeichnend. Es wird bevorzugt, daß der äussere Durchmesser des Konus an der Öffnung mindestens 75% des inneren Durchmessers der Mischkammer beträgt (und daher, der Öffnung 27). Es wird ein Bereich von 80 bis 90% bevorzugt, wobei der untere Prozentsatz besser ist, beispielsweise in einer Mischkammer mit einem inneren Durchmesser von 2 Zoll, wobei der höhere Prozentsatz vorteilhafter in Kammern mit großem Durchmesser, wie z.B. 4 Zoll innerem Durchmesser, ist.

Ein Anzeigegerät, wie z.B. eine Druckanzeige 28, kann als Überwachung für den Betrieb der Anlage vorgesehen werden.

Im Betrieb ist die Anlage der vorliegenden Erfindung benachbart zur Quelle der zu behandelnden Flüssigkeit angebracht, wie z.B. an einem Prozeßtank oder einer Pumpstation. Eine Rohrleitung wird in die Flüssigkeitsquelle eingebracht und ein Entleerungsrohr 13 wird entweder zurück zur Quelle oder zu einem anderen Punkt des Flüssigkeitskreislaufes geführt.

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Die Pumpe 2 zieht Flüssigkeit über die Rohrleitung 8 und drückt sie durch den Krümmer 10 in den Konus 21 und die Mischkammer zur Austrittsrohrleitung 13. Der "Sprung" bei der Düse 22 bewirkt die Anziehung der Luft durch die Öffnung 27, wie bei gewöhnlichen Venturi-Belüftern. Die Luft wird auf diese Weise eng mit der strömenden begrenzten Flüssigkeit zusammengebracht ₉' die die Mischkammer 26 durchströmt. Bei dem Übergang der Kammer 26 mit einheitlichem Durchmesser in die größere Rohrleitung 13 wird weitere Turbulenz und Wirbelbildung auf die Mischung aufgebracht.

Es soll bemerkt werden, daß der Belüfter entsprechend der Erfindung nicht nur besonders wirkungsvoll in der Leistung, sondern auch besonders einfach und stabil ist. Dies erlaubt eine selbsttragende Anordnung, wie gezeigt, ebenso, wie vereinfachtes Reinigen und Reparieren, ßie Befestigung mit Flanschen vermeidet besonders die Notwendigkeit von Schweißnähten, Positionsnasen und ähnliches, was oft verwendet wird, wobei die ganze Anordnung aus nur drei Teilen besteht.

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Claims

Patentansprüche

Abfallflüssigkeits-Behandlungsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß sie

a) einen Grundrahmen,

b) ein Pumpengehäuse, das auf dem Grundrahmen befestigt ist,

c) eine Antriebsvorrichtung, die auf dem Grundrahmen für den Antrieb der Pumpe befestigt ist,

d) eine Pumpe, die einen Eintritt besitzt,

e) eine Kupplungsvorrichtung, die mit dem Pumpeneintritt verbunden ist,

f) eine Pumpe, die einen Austritt besitzt,

g) einen Belüfter, der an dem Pumpenaustritt befestigt ist und sich im allgemeinen horizontal davon erstreckt, und

h) Kupplungsvorrichtungen, die mit dem Pumpenaustritt und dem Belüfter verbunden sind, um den Belüfter in ausgewählten Positionen über dem Pumpenaustritt anzuordnen,

aufweist.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Belüfter eine Mischkammer von im wesentlichen gleichförmigem Querschnitt aufweist.
3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Länge zum Durchmesser der Kammer in einem Bereich von 4 bis 7 liegt.

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4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Länge zum Durchmesser der Mischkammer in einem Bereich von 5 bis 6 liegt.
5. Atmungsbelüfter für Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß er

a) ein längliches Gehäuse aufweist,

b) sich eine längliche Bohrung zwischen

c) einem Eintritt und

d) einem Austritt in dem Gehäuse erstreckt, daß

e) ein geneigtes Eintrittsglied sich in die Bohrung von dem Eintritt erstreckt und in

f) einer Düse endet, daß

g) eine Mischkammer sich von dem Austritt durch die Bohrung erstreckt und in

h) einer Öffnung benachbart zu der Düse endet, daß

i) die Öffnung in einer Position angeordnet ist, die die

Düse des geneigtes Gliedes umgibt, und daß j) Vorrichtung zur Zuführung einer Sauerstoffquelle zu der

Öffnung vorhanden sind.
6. Belüfter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtungen für das Anbringen des geneigten Gliedes in der Mischkammer vorhanden sind, daß die Befestigungsvorrichtung zumindest bei einem der Glieder einen Flansch aufweist, daß ein Rücktritt in dem Gehäuse vorhanden ist, um den Flansch aufzunehmen und eng mit ihm zusammenzupassen, um das Glied festzuhalten und zu unterstützen, wenn der Belüfter angeordnet wird.

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7. Belüfter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer einen im wesentlichen gleichen Querschnitt über ihrer Länge aufweist und daß das Verhältnis der Länge zum Durchmesser sich in dem Bereich von 4 bis 7 bewegt.
8. Belüfter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Länge zu Durchmesser der Mischkammer sich
in dem Bereich von 5 bis 6 bewegt.
9. Belüfter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Austritt der Mischkammer unmittelbar mit einer Zone von
im wesentlichen größeren Querschnitt verbunden ist.
10. Belüfter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zone größeren Querschnitts eine relativ lange Entleerungsrohrleitung aufweist.
11. Belüfter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der äussere Durchmesser der Düse an der Öffnung etwa 80 bis
90% des inneren Durchmessers der Öffnung beträgt.
12. Belüfter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuftihrungsvorrichtungen für Sauerstoff aus einem Ring von Öffnungen rund um das längliche Gehäuse bestehen.

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