DE2452295A1 - Verfahren und vorrichtung zur abwasser-aufbereitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft allgemein eine Wasserbehandlungstechnologie und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lösen von Sauerstoff in Abwasser wie z.B. in Wasser, welches zur Reinigung in städtischen bzw. kommunalen Abwasser- bzw.Kläranlagen od.dgl. aufgenommen ist.

Das bekannte Belebt-Schlammverfahren zur Abwasseraufbereitung unfaßt den biologischen Abbau von darin enthaltenen organischen Materialien. Dies erfordert die Aufrechterhaltung von aeroben Zuständen, die normalerweise erzielt werden, indem man s:«Ur\ &_ui offene Belüftung stützt, QRiGiMAL IiMSPECTED

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DR. G. MANlTZ · DIPL.-ING. M. FINSTERWALD DIP L. -ING. W. GRAMKOW ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN

a MÖNCHEN 22. ROBERT-KOCH-STRASSE I 7 STUTTGART 50 (BAD CANNSTATT) MONCH EN. KONTO-N UMMER 72

um Sauerstoff aus d@r Umgehungsluft im Abwasser ssu lösen. Während derartig® Verfahren seit vielen Jahren erfolgreich angewendet w®rd@n₉ sind d®r Geschwindigkeit b&w» dem Ablauf und d©r L©istuagsfäliigk®it derartiger Verfahren bestimmte Qr®n%QU gesetzt« Beispielsweise sind die Rat® des Lösens von Sauerstoff im fefassar und di® maximal -ersielbare Sauerstoff konzentration klar begrenzt® D®msufolg© kann dem ständig steigenden Erfordernis naeh einnr.grS8@ren und besseren¹ Abwasseraufbereitung zum Schutz® dar Ökologie in unserer expandier@nd©n Gesellschaft bed bekannten ¥erfahren nur dadurch begegnet w@rd®n_s da3 na©h derartigen ¥©rfahren arbeitende Anlagen in großes? bsw«. in überhandnehmender Anzahl bei hoh@m Kapitalaufwand gebaut und da3 bei deren. Betrieb gewaltig® Mengen an Bn@r>gi® gebraucht werden·

Di© Erfindung betrifft @in ¥@rfahr@n und ©ine ¥orrichtung_t Sauerstoff schneller und wirkungsvoller in Abwasser zu lösen, um den biologischen Abbau von organischem Material zn beschleunigen« Dies ©rhoht dann wieder den Durchsatz einer beliebig gegebenen Aufbereitungsanlage , und reduziert di® Einheitskosten der Abwasseraufbereitung«.

Eine Reduzierung d@r Kostan kann sogar erzielt werden, obgleich Sauerstoff oder mit Sauerstoff ang@r@icherte Luft (welch© Geld kostet) anstelle von Luft (welche frei verfügbar ist) verwendet wird«, Um jedoch di© Aufbereitungskosten minimal au halten, muS der Sauerstoff leistungsfähig verwendet werden, d«,iu ®s mu^j3 @in hoher Prozentsatz des angelieferten Sauerstoffs in dem Abiiasser gelöst und durch dieses festgehalten werden»

Es ist bekannt, d@n
vorgang su b@sehleunig@n_s indeia @in© mit Sauerstoff angereicherte Atmosphär© für Umgebungsluft als Mittel zur Aufreehterhaltung aarober Zustand© in ©in®m Bgliiftungsbecken ersetzt wird» Ein derartiges Verfahren ist in dem

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Aufsatz "Aeration With A High-Oxygen Atmosphere In A.S· Process" in Wastes Engineering, Mai 1952, Seiten 253-259 beschrieben· In diesem Aufsatz ist ein Verfahren zur Abwasserbehandlung mit Sauerstoff beschrieben, bei dem eine gasdichte Abdeckjmg quer über die obere Fläche eines Belüftungsbehälters vorgesehen i3t, wobei eine mit Sauerstoff angereicherte Atmosphäre in dem oberen Haum zwischen der Oberfläche de3 Abwassers und der Behälterabdeckung gehalten wird. Ein Speisegas mit 95 % Sauerstoff wird in den Belüftungsbehälter mittels einer eingetauchten Belüftungsvorrichtung eingeleitet, und es wird das Belüftungsgas, welches sich in dem oberen Haum ansammelt, durch einen Kompressor zur Belüftungsvorrichtung umgewälzt· Obgleich bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren ein relativ hoher Pegel von gelöstem Sauerstoff innerhalb einer annehmbaren Zeitdauer möglich ist, stellt die Ansammlung von gro3en Mengen von mit Sauerstoff angereichertem Belüftungsgas in dem oberen Raum des Belüftungsbehälters ein ernstes Sicherheitsrisiko dar·

Erst vor kurzem haben ähnliche Abfall-Behandlungs-Verfahren, welche eine mit Sauerstoff angereicherte Atmosphäre in dem oberen Raum eines abgedeckten Belüftungsbehälters und mechanische Bewegungseinrichtungen zum dynamischen Vermischen von Sauerstoff und Abwasser benützen, zu einer Leistung geführt, den Sauerstoff wirkungsvoller auszunutzen· Beispielsweise sind aus den fünf U3-?atenten 3 54-7 811 bi3 3 5*7 815 Systeme bekannt, welche dem Verfahren und der Vorrichtung gemä3 vorstehend beschriebenen Aufaatzee'ähnlich sind. Auch die Systeme nach den vorgenannten US-Patenten erfordern die Beibehaltung einer mit Sauerstoff angereicherten Atmosphäre in einem gro3en oberen Raum bzw· Kopfraum der abgedeckten Behälter und schaffen demzufolge eine reichliche Zufuhr von Verbrennung3-Unter-3tützungs-Material· Darüberhinaus ist durch Verwendung von mechanischen Bewegungseinrichtungen in der Form von Wellen angetriebenen Flügelrädern, Oberflächenauflockerungs- bzw. Belüftungsapparaten und dergl. die Möglichkeit, unabsicht-

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lieh einen Funken zu erzeugen, welcher ein Feuer oder eine Explosion in einer derartigen mit3auerstoff angereicherten Atmosphäre auslosen könnte, im wesentlichen erhöht.

Neben der Verhinderung eines möglichen Sicherheitsrisikos erforderten die vorgenannten Versuch©, das Belebtschlammverfahren in einer bekannten Ausfübxungsform aufzubereiten bzw» zu verbessern^ wesentlich® strukturelle Abänderungen dieser Ausführungsform, was zeit- und kapitalaufwendig war.

In der US-PS 3 503 593 ist beschrieben, die Oberflächenauflockerungs- bzw. Belüftungaapparat© in einer eingetauchten Kammer zu benützen, um ein Gas wie beispielsweise Luft in einer Flüssigkeit zu lösen. Ein Luftraum wird in der Kammer durch Einführen von Luft unter Druck gebildet. Obgleich eine derartige Vorrichtung die vorgenannten Sicherheitsrisiken vermeidet, die in Verbindung mit der Benützung von Oberflächenauf lockerungs-» bzw® Belüftungsapparaten in einer mit Sauerstoff angereicherten Atmosphäre entstehen, ist ein relativ gro3er Aufwand an m@chaniseh@r En©i?gi@ erforderlich, Sauerstoff in der eingeleiteten Luft in ®in©r Flüssigkeit wie beispielsweise in Abwasser su lös©n_o Ein© andere Vorrichtung zum Lösen eines Gases in einer Flüssigkeit durch Verlängern dar Gasblasön-Flüssigk®it-K©ntakt8®it ist in den US-Patentschriften 3 4?6 366 und 3 643 403 beschrieben. Diese Technik stützt sich auf die Einführung von Gasblasen in eine nach unten strömend® Flüssigkeit in ©inera eingetauchten Trichter« Nach oben wirkende Auftriebskräfte und nach unten !■/irkende Widerstandskraft® lassen die Kontaktseit zwischen Gasblasen und Flüssigkeit ansteigen® Bei solchen Techniken wird Jedoch im allgemeinen die aus einem derartigen Trichter strömende Flüssigkeit mit der umgebenden grö3@r@n Flüasigkeitsmenge nicht genügend vermischt, wie di@s bei einem Belebtschlammverfahren gefordert wird«. Darüberhinaus stützen sieh derartige Auflösungsverfahren sehr auf d@n blo3en Gas-Fliisaigkeits-Kon-

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takt, um eine Massenübertragun.5 zu bewirken, welche nicht notwendigerweise im praktischen Anwendungsfall in wirkungsvoller V/eise eintritt.

Aufgabe der Erfindung ist, da3 ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Lösen von Sauerstoff in Vbwasser geschaffen wird, da3 das Auflösen des Sauerstoffs im Abwasser mit einer schnelleren Rate als bisher und mit einem Minimum an Energieaufwand erfolgt, da3 höhere Konzentrationen von gelöstem Sauerstoff als bisher erzielt werden, da3 eine in sich abgeschlossene Einheit oder ein Modulglied geschaffen wird, die bzw. da3 direkt in einem oder an einen existierenden Behälter oder ein Becken bzw. einen '.Deich angrenzend verwendet werden kann, um Sauerstoff im Wasser des gesamten Behälters oder Teichs zu lösen, ohne da3 wesentliche strukturelle Modifikationen an dem Behälter oder dem Teich erforderlich sind, wie z.B. Abdeckungen od.dgl., da3 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lösen von Sauerstoff in Vbwasser geschaffen wird, bei welchem der zugeführte Sauerstoff wirkungsvoll ausgenutzt werden kann und bei welchen das Abwasser in den Vufberei-¹ tungsbehälter bei ausreichenden Geschwindigkeiten korrekt

gesetzt
in Bewegung /bzw. umgerührt wird, um ein Niedersetzen der Schwebestoffe zu verhindern.

Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung die Schaffung eines Aufbaus vor, welcher eine eingeschlossene Kammer mit einem Einla3, einem Auslaß und eins dazwischen gelegenen Sauerstoffbehandlungszone aufweist. Der Aufbau kann in dem Behälter oder einem anderen Körner mit V/asaer, welches mit Sauerstoff behandelt werden soll, angeordnet sein, oder er kann an den Tank oder den v/asserkörper angrenzen. Da3 mit Sauerstoff zu behandelnde Wasser wird aus einem Hauptköroer mit derartigem Wasser in die Vorrichtung durch den Einla3 gefördert und nach der Sauerstoffbehandlung aus dem Ausla3 in den gleichen Hauptkor^er geleitet, aus wel-

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chem es abgezogen wurde, ©der alternativ in einen aweiten Hauptkörper, um es mit dem aarin enthaltenen Wasser zu vermischen und zu verdünnen*

Die) Sauerstoff behandlung bsw. Qscygenieruag findet in der Einheit statt, indem bewirkt ^ird„ daß der Wasserstrom, welcher in die Eiszeit eintritt, in eine Tasche bzw. Pore aus sauerstoffreiche» Gas gelangt, welche in der Einheit gehalten wird, und trifft auf die Oberfläche des Wassers im Bereich der eingeschlossenen !Tasche aus Gas in einer begrenzten Turbulenszoaa₀ Parameter h%w_a Größen sind eingerichtet, um sicherzustellen,, daß die Aufenthaltezeit für den Strom in der Turbulenzsom® ausreichend ist, nach der der Strom in eine eher ruhende Zone eintritt, in der ungelöster Gauerstoff aus dem Wasser entweichen und zur G©stasche bzw· -pore zwecks Wiederverwendung zurückkehren kann· Das einen hohen Pegel ungelösten Sauerstoff enthaltende Wasser wird danach in gerichteter Weise mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit aus der Einheit geleitet, um zu bewirken, daß das abgeleitete Wasser sich gründlich mit dem Abwasser des Hauptkörpers in dem Behälter oder Teich vermischt, wobei der Behälter oder Teich gewöhnlich derjenige ist, aus dem es abgezogen wurde. In einer bevorzugten Ausführungsfona wird das in die Einheit eintretende Wasser durch einen echleuSenähnlichen Kanal über ein Wehr gepumpt, um einen freien J?all durch die begrenzte Menge -von sauerstoffreichem Gas zu bewirken, welches unter einem geeigneten Druck in der Einheit gehalten ist» Nach dem Auftreffen auf der Oberfläche des Wassers am Ende des Falls kann die turbulente Strömung durch geeignete üffilenkbleche zwischen der Fallzone und der eher ruhenden Zone kanalisiert werden, um den ungelösten Sauerstoff abzutrennen und wiederzugewinnen*

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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von ■ 'lusführungsbeispielen unter Bezugnahme auf beigefügte Zeichnung näher beschrieben; in dieser zeigt:

Pig. 1 eine Schnittansicht einer beispielsweisen Sauer-3 toffbehandlung3 einrichtung,

Fig· 2 einen Seitenschnitt der Sauerstoffbehandlungseinrichtung nach Fig. 1,

Fig· 3 eine Draufsicht der Sauerstoffbehandlungseinrichtung nach Fig. 1,

Fig. 4 eine Schnittansicht einer weiteren kusführungsform einer erfindungsgeiaääen Sauerstoffbehandlungseinrichtung,

Fig. 5 einen Schnitt einer Ausführungsform einer Auslaßdüse,

Fig. 6 eine graphische Darstellung des SauerstoffVerbrauchs in bezug auf die Oberflächenströrageschwindigkeit von Abwasser in einer erfindungsgemäßen 3auerstoffbehand-Iung3einrichtung,

Fig. 7 einen Vertikalschnitt einer weiteren Ausführungsfonn einer erfindungsgemäßen 3auer3toffbehandlungseinrichtung,

Fig. 8 eine ^rofilansicht von gelösten Sauerstoffpegeln in Abwasser, welches mit der erfindungsgemäßen Sauerstoff behandlungseinrichtung behandelt worden ist, und

Fig. 9 ein Geschwindigkeitsprofil von Abwasser in einem Aufbereitungsbehälter während eines Betriebs der erfindungs gemäßen Sauerstoffbehandlungs einrichtung·

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In der Fig» 1 ist ein© Ausführungsform einer Einrichtung zur Behandlung des Abwassers mit Sauerstoff dargestellt, welche in einem BeXebtsch.lainm-A.bfall-BehandlttngsprozeS verwendet werden kann* Bei diesem Verfahren wird allgemein unbehandeltes Abwasser in ein erstes Absetzbecken eingelassen, wo sich leicht setzbare Feststoffe absetzen können und auf dem Boden eines derartigen Beckens gesammelt werden«. Das Abwasser wird dann zu einem Behandlungsbehälter zusammen mit aktiviertem bzw. belebtem Schlamm geleitet und Sauerstoff, welcher in einem Zuführgas angeliefert wird, wird darin gelöst. In diesem Stadium des Verfahrens wird das kombinierte Abwasser und der belebte Schlamm vielfach als "vermischte Flüssigkeit" bezeichnet , obgleich bequeraerweise der Betriff \bwasser als volles Äquivalent benützt wird* Nachdem das Abwasser genügend lang zurückgehalten worden ist, um eine Reduktion im biologischen Sauerstoffbedarf des Abwassers auf einen gewünschten Pegel zu gestatten, wird das Abwasser zu einem Klärapparat geleitet, in welchem gereinigtes bzw. abgeschlämmtes Ablaufwasser dekantiert und belebter Schlamm ausgeschieden wird«. Um einen ausreichenden ?egel einer Bakterienaktivität zu halten, wird ein vorbestimmter Teil des gesammelten Sehlamms zum Behandlungsbehälter zurückgeführt·

Die Sauerstoffbehandlungseinrichtung 10 umfaßt ein Paar von im wesentlichen gleichen, im al-fcpmeinen eingeschlossenen Kammern 11 und 11.', welch® in einem Kort>er mit Abwasser 12 angeordnet sind. Ein Behälter 13, welcher einen konventionellen offenen„ zweiten Behandlungsbehälter zur Aufnahme von mit Sauerstoff zu behandelndem Abwasser aufweisen kann, ist vorgesehen, um das Abwasser 12 darin zu begrenzen bzw. einzusperren.

Die Kammer 11 ist im Behälter 13 angeordnet und mittels geeigneter Halterungen auf einstellbaren Beinen 14 montiert. Die oberen Ränder der Kammer 11 erstrecken sich über die Oberfläche des Abwassers 12, obgleich die Kammer 11 voll-

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kommen in einen besonderen Behälter eingetaucht sein kann. Der Boden der Kammer 11 befindet 3ich von ^oden de3 Behälters 13 in einem ausreichenden Abstand, um eine vorbestimmte Strömung des sauerstoffbehandelten Vbwassers zu gestatten, welches im Behälter 13 untergebracht werden soll. Die 3auer3toffbehandlung3einrichtung 10 ist mit einem Einlad 15 in der Form einer konventionellen Leitung versehen, welche unter der Oberfläche des .Vbitfassers 12 und zwischen den Kammern 11 und 11' angeordnet ist. Eine ?umoe 17» die eine konventionelle Axialstron-Flügelradoumoe aufweisen kann, ist in dem Einlad 15 angeordnet und in bekannter './eise drehbar auf oiner './eile montiert.

Ein Elektromotor 16, welcher über dem \bwasser 12 befestigt ist, 3teht über die Welle mit der Pumpe 17 in einer Intriebsverbindung. Auf die3e Weise ist das Vbwasser 12 gezwungen, durch den ausgefüllten Kaum bzw. das TLeuura 18 in die Kammern 11 und 11' zu strömen. Der ausgefüllte I?auni 11 kann die Form eines doppelseitigen Fluid-3trÖm-Verteilers einnehmen, welcher mit Klammersliedern 19 versehen ist, um die unteren Teile der Kammern 11 und 11' 3tarr zu verbinden. \uWerdern können die oberen Teile der Kammern 11 und 11' durch geeignete Klammerglieder 22 miteinander befestigt sein. In alternativer V/eise können die Kammern 11 und 11 ' außerhalb des Jehälters 13 angeordnet sein und -Ibwasser von den Behälter 13 aufnehmen und sauer stoff behandelt es -btfasser in den TJe-Irilter 13 abgeben.

Uie Kaumer 11, die im allgemeinen eingeschlossen ist, weist einen Einlad 20, eine statische Verinischungszone 24, Fluss igkeits- und Ga3s?eicherrüume 25 bzw. 26 und einen \u3la3 31 auf. i)er Einlad 20 der Kammer ^ΛΛ ist ein im wesentlichen vertikaler Kanal, der durch eine äußere vertikale ',/and der Kammer 11 und eine Querwand 21 bestimmt ist. Ein vertikales Umlenkblech 2'5 ist in der Kammer 11 in einem Abstand von und

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parallel zu einem Teil der Querwand 21 in geeigneter '»/ befestigt. Der obere Teil des Uralenkbleches 23 befindet sich von der Decke der Kammer 11 in einem Abstand, und es ist der untere Rand des Umlenkbleches 23 in einem Abstand von einem im v/es ent lichen waagrechten '!eil eines Umlenkbleches 27 gelegen, welches 3ich von d©r Querwand 21 aus erstreckt. Demgemäß bestimmen die Querwand 21 und da3 Umlenkblech 23 eine statische Vermischungszone 24·, wie dies nachfolgend in Einzelheiten beschrieben ist«

Ein GasSpeicherraum 26 ist in den oberen Bereichen der Kammer 11 ausgebildet, indem ©in sauerstoffenthaltendes 3peisega3 unter einem geeigneten Druck dorthin eingeleitet wird. Die Große des Gasspeicherraumes 26 und demgemäß die 'JJiefe der Flüssigkeit in dem Raun 25 wird durch den Druck des Gases bestimmt, welches durch einen Einlaß 29 su den oberen Bereichen der Kammer 11 geleitet \iird· Das in dem Raum 26 während des Betriebs der Einrichtung 10 vorhandene Ga3 weist das 3peisegas, aus dem Abwasser in dem Jlüssigkeitsspeicherraum 25 entrissenen Sauerstoff und andere Gase auf, die aus den Abwasser abgezogen werden. Demgemäß wird das Gas innerhalb des Gasraumes 25 nachfolgend als "Sauerstoffbehandlungsgas" bezeichnet. Die Verbindung zwischen dem Gasspeicherraum 26 und der statischen Vermischungszone 24· wird durch einen Durchgang 28 geschaffen, der durch den oberen Teil der Kammer 11 und den obersten Rand des Umlenkbleches 23 bestimmt ist. Das in die oberen Bereiche der Kammer 11 eingeleitete ßpeisegas v/eist vorzugsweise ein mit Sauerstoff angereichertes Gas auf, welches mindestens 4-0 ..'> Sauerstoff enthält. Ein Vbzug oder Auslaß 30 ist vorgesehen, um verbrachte oder Abgase wie a.3. Stickstoff entfernen zu können, welches aus dem Abwasser während seiner Sauerstoffbehandlung abgezogen und in einem Gasspeicherraum 26 gesammelt wird. Bevorzugterweise ist der \bzug 30 von dem Gasspöicherraura 26 entfernt angeordnet, um zu verhindern, dal kein Schaum, der sich darin im Laufe der Sauerstoffbehandlung des Abwassers

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entwickeln kann, in die Abzugsleitung eintritt.

Ein Entleerungsauelaß für da3 sauerstoff behandelte YbwaS3er ist in den unteren Bereichen der Kammern 11 und 11' vorgesehen. Die besondere \u3bildung eines derartigen \u3la3se3 wird bestimmt durch das besondere Stroralinienbild, da3 im \bwasser 12 gehalten werden 3oll, um aktivierte Feststoffe (Schwebestoffe) in Suspension bzw. schwebend zu halten und um da3 sauerstoffbehandelte Ybwa3ser mit dem Abwasser 12 zu vermischen. Ba die geforderten Strönmngsprofile des Vbwasaers 12 zusätzlich durch die besondere Geometrie des Behälters 13 beeinflu3t werden, sei erwähnt, daß entweder eine Klappe 31 oder eine DÜ3e 33 (Fig.2) oder eine Kombination aus beiden benützt werden kann, um derartige Strömungsprofile zu erhalten. Es ist eine einstellbare Klappe 31 vorgesehen, >ielche um den Boden der Kammer 11 drehbar ist und sich vorzugsweise quer über diesen erstreckt. Eine ähnliche Klappe ist in gleicher Weise bei der Kammer 11' vorgesehen. Eine oteueratange 32 ist bei ihrem unteren Ende in geeigneter V/eise mit der Klappe 31 verbunden und erstreckt 3ich durch den oberen Teil der Kammer 11 nach oben und i3t an diesem abgedichtet. Von außen bewirkte Einstellungen der Öffnung der Klappe 31 und demzufolge die Geschwindigkeit des aus der Kammer 11 stron.enden 3-auerstoffbeliandelten Vbwasser3 werden durch manuelles lieben und Senken der Steuerstange 32 erzielt.

'Es sind daher eine Düse 33 und eine mechanische Steueranordnung mit der Kammer 11 vorgesehen. Der übersichtlichkeit halber ist dieser aufbau in der Fig. 2 dargestellt. Die Düse 33» welche im allgemeinen einen Ausguß aufweist, ist ausgebildet, um sich über einen Bereich des Bodens der Kammer 11 zu erstrecken, welcher im wesentlichen kürzer 13t als derjenige der Klappe 31· Demgemäß weist das aus der Kammer 11 durch die Düse 33 ausströmende sauerstoffbehandelte Abwasser eine größere Geschwindigkeit und einen kleineren luerschnittsbereich auf als das sauerstoffbehandelte Abwasser, welches durch die

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Klappe 31 ausfliegt«. V/ie nachfolgend in .Einzelheiten beschrieben 131₉ kann die eigentliche Richtung "und die öffnung der Düse 33 gesteuert werden₉ um vorbestimmte Strömungaprofile in Abwasser 12 einzuricht©n_o

G era U 3 3?igo 2 ist eine beispielsweise mechanische Anordnung dargestellt, welche von au3en erwirkte Einstellungen auf die Klappe 31 und die Düse 33 ermöglichte. Die vorgenannte mechanische Anordnung ist in Verbindung mit d©r Kammer 11 dargestellt» Es sei erwähnt,, da3 eine im wesentlichen identische Anordnung (nicht dargestellt) vorgesehen ist, um eine ähnliche Klappen- und Düsenausla3konfiguration der Kammer 11' su steuern»

Die Steueranordnung Sir die Düse 33 ist insbesondere vorgesehen, um die Düsenöffnungs- und Richtungssteuerung durch eine Betätigungsperson von einem "'unkt außerhalb der Kammer 11 über dem Abwasser 12 aus zu erleichtern., Obgleich die Einzelbeschreibung der Düse 33 nachfolgend in Verbindung mit der Düse gemü3 Figo 5 erfolgt, können andere geeignete Düsenausbildungen benützt werden. _o Di© Steueranordnung für die Düse 33 umfaßt ein Verdr©hrohr/mit ©inera daran angebrachten Griff 36 und einer Steuerstange 35» Die eigentliche Richtung der Düse 33 wird durch Verdrehen des Griffs 36 und folglich des Verdrehrohres 34· in einer horizontalen Ebene gesteuert, während das Öffnen der Düse 33 durch blo3@s Heben und Senken der Stange 35 gesteuert wird„ die ihrerseits einen Ausla3ausgu3 der Düse 33 schließt und öffnet, wie dies nachfolgend in Einzelheiten beschrieben ist«,

Eine Druckentlastungseinrichtung ist als Vorsichtsmaßnahme in dar Kammer 11 vorgesehen und urafa'it ©in®n röhrenförmigen Becher 37 und eine·Leitung 39s welch© an ihr®m oberen Ende einen Auslaß hato Der röhrenförmige Becher 37 und die Leitung 39 sind um das Verdrehrohr 3^· b©i einem vorbestimmten

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Pesel im Flüssigkeit 3 sT>eicherraura 25 angeordnet und bilden eine Flüssigkeit3abdichtung, welche unter normalen Bedingungen ein Entv/eichen von Gas aus dem Ausla-3 der Leitung 39 hält bzw. behindert. In dem Fall jedoch, wo der Druck eines I>auerstoffbehandlungsgase3, welches zu den oberen Bereichen der Kammer 11 geleitet wird, ausreichend ist_r um den Wasserspiegel im Flussigkeitsspeicherraum 25 unter den unteren Rand der Leitung 39 niederzudrücken, ist die vorstehend beschriebene Wasserdichtung unwirksam, wodurch derartiges Gas ausgelassen und eine obere Grenze für den Druck eines angelieferten Sauerstoffbehandlungsgases geschaffen wird, indem dieses Gas an die Atmosphäre entweicht· Darüberhinaus wirktdie Wasserdichtung als Blasenwand, welche verhindert, da 3 3auerstoffbehandlungsgasblasen nach oben durch die Rohre 39 entv/eichen.

Eine Draufsicht der Kammer 11 und 11' ist in Fig. 3 dargestellt. Darüberhinaus ist die Strömung des Vbwassers 12, insbesondere an seiner Oberfläche, 3chematisch durch Pfeile dargestellt. Während ein Motor 16 eine "\unoe 17 gemäß Fig. 1 antreibt, wird das Abwasser 12 einer Saugkraft unterworfen und in den Raum zwischen die Kammern 11 und 11' vor dem vorstehend erwähnten tatsachlichen Punnen des Abwassers in diese Kammern gezogen.

Vor der Beschreibung der Wirkungsweise der 3auerstoffbehandlungseinrichtung 10 gemäß Fig. 1 ist es wichtig, daß mehrere Erfordernisse der Abwasserbehandlung, welche eine derartige Einrichtung erfüllen soll, klar verstanden 3ind. Ein erstes Erfordernis für einen wirkungsvollen Betrieb ist, die Menge des .Sauerstoff3 zu naxiniieren, welcher in dem \bwasser in bezug auf die Energie gelöst wird, welche benötigt wird, um diese Auflösung zu bewirken. Sin zweites Erfordernis ist, im Abwasser möglichst viel des zugeleiteten Sauerstoffs zu lösen und demgemäß ein Minimum der Menge de3 Sauerstoffs aus der Einrichtung herauszulassen. Je größer die ^roaentzahl des Gauerstoffver-

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brauchs durch eine Sauerstoffbehandlungseinrichtung ist, desto leistungsfähiger ist somit eine derartig© Einrichtung bezüglich . der Sauerstoffausnutzung und demzufolge bezüglich · ■$■&? Kosten des dorthin geleiteten Sauerstoffs. Ein drittes Erfordernis ist insbesondere in bezug auf die •Bauerstoffbehandlungeinrichtung wichtig ₉ welche in Verbindung mit Belebtschlamm-Abi^asser^Aufbereitiingsverfahren verwendet wird, bei welchen der Bakterienschlamm in Suspension in dem abwasser gehalten werden nm3₉ um organisches Abfallmaterial durch bakterielle Tätigkeit verzehren bzw· abbauen zu können® Demgemäß mu3 das Abwasser in einem Belüftungsbehalter wirksam in Bewegung gesetzt bsw« umgerührt werd@n₉ ungeachtet der Tatsach© ₉ daß ein derartiges Umrühren früher in einem erhöhten "Vermischen" resultierte, welches Energie verbraucht, näxalich in der Meng© des in dem abwasser gelösten Sauerstoffs. Im Verlaufe der nachfolgenden Beschreibung der Wirkungsweise der 3auerstoffb®handlungseinrichtung 10 wird die Leistung der Erfindung, den vorgenannten Erfordernissen Rechnung au tragen, deutlich·

Die 5¹UnIc tions weise der Sauers to ffbehandlungs einrichtung .3@mä3 Fig., 1 ist wie folgt: Das Abwasser 12 in dem Behälter 13 wird in eine Einlassleitung 15 eingeleitet und mittels dar Pumpe 17 in den angefällten Saum 13 gepumpt. Es wird somit hydraulische kinetische Energie dem Abwasser erteilt, welches in zwei annähernd gleiche Strömungen in dem angefüllten Hauin 18 aufgeteilt wird_s wird dann unter Druck nach oben durch den Einlaßkanal 20 der Kammer 11 gepumpt und strömt über den oberen Rand der Querwand 21· Es sei bemerkt, daß aufgrund der Tatsache₉ da 3 das -Uwasser gezwungen ist, nach oben durch den Einlasskanal 20 zu strömen, eine Flüssigkeitsabdichtung zwischen dem Gasspeicherraum bei 26 in der Kammer 11 und der hydraulischen Pumpe gehalten ist* Gleichzeitig mit dem Einführen des Abwassers 12 in di© Kammer 11 wird ein sauerstoffenthaltendes Soeise-₁ unter Druck durch den Einlaß 29 in die oberen Bereiche '"^ 509820/1 1 17

der Kammer 11 eingeleitet, wodurch der Ibwassersoiegel in dem Flussigkeitsspeicherraum 25 auf einen Punkt entsprechend der Grö3e des Druckes des Sauerstoffbehandlungsgasee niedergedrückt wird.

Wie vorstehend erwähnt, 13t die statische Vermischungszone 24 durch die Querwand 21 und die Umlenkbleche 23 und 27 bestimmt und die spezielle Vusführung der statischen Vermischungszone, welche hier dargestellt ist, arbeitet nach dem Gravitations -Fall-Prinzio. Selbstverständlich können andere Iu3führungsformen von statischen Vermisch ung35L. .' -- wiez.3. ein ableiter bzw. Sduktor anstelle der Gravitations-Fall-Zone verwendet v/erden. Das Vbwasser wird gezwungen, über den oberen Teil des Umlenkbleches 21 zu strömen und anschließend unter dem Einfluß der Schwerkraft in die Zone 24 zu fallen, um auf das darin enthaltene Abwasser zu stoßen. Dieses Zusammentreffen hat zur Folge, daß ein Zustand hoher Abwas3er-Ga3-Turbulenz entsteht und da.3 eine Schaurasaule in der Tennis chung3 ζ one 24 erzeugt wird. Als Folge der Schaffung eines hohen Flüssigkeitsturbulenzgrades werden die Sauerstoffbehandlung3ga3blasen, \»;elche relativ gro3e Oberflächenbereiche aufweisen, gründlich in der Flüssigkeit verteilt. Außerdem bewirkt die große Flüssigkeits-Phasen-Turbulenz, da3 ein Anwachsen der Rate der Mas3enübertragung längs de3 Grenzflächenbereich3 unterstützt wird, welcher durch die in der Zone 24 gebildeten Blasen entsteht.

Obgleich die Wichtigkeit der Erzeugung eines turbulenten Zu-3tande3 aus obigen Ausführungen hervorgeht, X3t ein weiterer Parameter, nämlich die "Oberflächen"-3trömungsgeschwindigkeit des V/assers durch die Zone 24 ebenfalls ein wichtiger Faktor, das in die Zone 24 geleitete Sauerstoffbehandlungsgas maximal zu nutzen. Die Oberflächenströmungsgeschwindigkeit des Abwassers kann leicht durch Teilen der Strömungarate durch den juerschnittsbereich zwischen der Querwand 21 und dem Umlerik-

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lenkblech 23 bestimmt v/erden· Es wurde herausgefunden, daß für eine besondere Fallhöhe, welche beispielsweise durch den Abstand zwischen dem oberen Teil einer Verwand oder ©ines Wehres und dem niedergedrückten Wasserpegel wie beispielsweise von Leitungswasser in einem Flüssigkeitsspeicherraum die Menge des in dem Leitungswasser gelösten Sauerstoffs eine Punktion der Oberflächenströmungsgeschwindigkeit des V/assers durch ein© statische Vermischungszone ist· \uf ■ diese Weise kann für ©ine bestimmte Fallzone das "Defizit-Reduzierung-Verhältnis" von Sauerstoff über verschiedenen Oberflächenstromungsgeschwindigkeiten von V/asser aufgetragen werden. Eine derartige graphische Darstellung zeigt Fig. 6, in der das Defizit-Reduzierung-Verhältnis₉ welches durch den

Ausdruck __o ^i bestimmt ist, längs dar Ordinate auf ge-

tragen ist. Die Ausdruck© 0_Q und C^ stollen di© Konzentrationen des Sauerstoffs dar₉ w©lch®r im Leitungswasser nach bzw» vor ©inem Gravitationsfall d@s Wassers in ©in®r statischen Vermisehungs&on© gelöst ist« Der Ausdruck G₃ stellt die gesättigte Konzentration von gelöstem Sauerstoff in Wasser unter experimentellen Bedingung©» dar_o Auf di©s© W@ise ist der vorstehend® Ausguck ©d©s? das D©fi!sit=R©dusi@Magⁱ-V(iE'hält·=' nis ein Maß der 'iirks'aaikeit dar G-i?avitations^raFall§©n@ b@i Verwendung voa gug©l©it@t©m Saue^ütoff_o B©mgQmäß stellt dieses Verhältnis di® Meng© von Sangrstsff, w©leh@r tatsächlich in Wasser in dar FallsonQ golöst ist_@ g©g©aüb®r der experimentellen Maximalmenge dar₉ welch® so gelöst werden könnte·

Die Oberflächenströmungsgeschwindigkait von Wasser ist über die Abszisse aufgetragen und kann leicht durch Steuern d©r Betriebsgeschwindigkeit der hydraulischen Pump® 17 in konventioneller Weise verändert w©rd®n_o

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Aus Tig. 6 ist ersichtlich, daß für eine bestimmte Fallhöhe ein maximales Defizit-Reduzierung-Verhältnis bei näherungsweise der gleichen Oberflächengeschwindigkeit des dort durchströmenden Wassers eintritt. D.h., das maximale Defizit-Reduzierung- Verhältnis tritt bei einer Oberflächengeschwindigkeit von ungefähr 1 Fuß pro Sekunde (ca. 30 cm pro Sekunde) unabhängig von der Fallhöhe einer Gravitations-Fallzone ein.

Eine mögliche Erklärung des Eintritts einer optimalen Oberflächenströmungsgeschwindigkeit und die Beziehungen zwischen Oberflächenströmungsgeschwindigkeiten und Defizit-Reduzierung-Verhältnissen gemäß Fig. 6 ist folgende: Während die Oberflächenströmungsgeschwindigkeit des Wassers zunimmt, kann der Eintritt einer zusätzlichen Turbulenz in der Fallzone erwartet werden, welche eine größere Oxygenierung bzw. Sauerstoffbehandlung unterstützt, d.h. ein größeres Lösen von Sauerstoff in Wasser wie vorstehend erwähnt. Während jedoch die Oberflächenströmungsgeschwindigkeit zunimmt, wird die Zeitdauer, während der eine Oxygenierung in der Fallzone stattfinden kann, reduziert, und demgemäß wird der tatsächliche Grad der Oxygenierung in der Fallzone entsprechend vermindert. Es wurde herausgefunden, daß Oberflächenströmungsgeschwindigkeiten im Bereich von 0,33 ft./see bis 3,0 ft./see (10 cm/sec bis 61,6 cm/sec) maximale Defizit-Reduzierung-Verhältnisße für eine bestimmte Fallhöhe ergeben.

Aus vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß durch Halten eines hochturbulenten Zustandes des Abwassers in einer begrenzten statischen Vermischungszone 24 und durch Schaffung einer optimalen Oberflächenströmungsgeschwindigkeit des dort durchfließenden Abwassers eine hohe Konzentration von gelöstem Sauerstoff im Abwasser erreicht wird.

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Der ibwasserstrom, der au3 der statischen Vermis chunks zone austritt, befördert dort mitgerissene Blasen de3 Saueratoffbehandlung3ga3e3. Während auf diese Weise da3 .Ibwaeser unter den untersten Rand de3 Umlerikbleches 23 und nach oben zu dem niedergedrückten Vbwasserspiegel in dem Flüssigkeitsspeicherraum 25 fließt, tritt ein Zirkulationsprofil bzw. Zirkulationaatrömung3bild des Abwassers einschließlich der darin mitgerissenen Ga3bla3en im allgemeinen gemäl der Pfeile nach Fig· 1 ein. \uf dem Wege einer derartigen Strömung löst sich die Turbulenz in der relativ ruhigen Flussigkeitsspeicherzone 25 auf, welche die Gasblasen entreißen kann* Größere Gasblasen v/erden in den Ga33T)eicherraum 26 relativ rasch entladen, während die Geschwindigkeit der Strömung von der Vermiachungszone 24· in dem Flüssigkeitsspeieherraura 25 abnimmt» Kleinere Gasblasen werden ebenfalls von dem Abwasser entladen, obgleich eine größere Tendenz vorhanden ist, derartige kleineren Blasen nach unten in den Flüssigkeitsspeicherraum 25 zu ziehen. Somit ist eine %*eitere Möglichkeit zum Lösen des Sauerstoff behandlungsgas es in der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsspeicherraum 25 geschaffen, und obgleich einige sehr kleine Gasblasen aus diesem Raum durch die Klappe 31 oder die Düse 33 oder durch beide ausströmen, strömen diese Mengen in der Nähe des Bodens des Behälters 13 aus und sind weiterhin für ein Auflösen im Abwasser 12 verfügbar. Außerdem halten sich die Mengen de3 3auer3toffbehandlungsgases_f welche zur Oberfläche des Abwassers 12 entweichen können, sowohl wirtschaftlich als auch sich®rheitsmä3ig in guten Grenzen, selbst während der Behandlung d@s Abwassers, welches hohe Reinigungskonzentrationen aufweist»

Eg wurd® in der ".'raxis herausgefunden! da3 der grölte Teil des mi%sführten 3au©rstoffb@handlungsgas®s im .abwasser, welches aus der statischen ¥©rmischungs&on© 24 austritt, in &®n Gas3p®ieh®rraum 26 ©atrissen wird» Bas entrissene Sauerdtoffbehan&lungsgas wird somit %u d©r statischen Vermischungszone 24 üb®r 4®» Durchgang 28 gurüekgeführt bsw· umgewälzt.

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*iS -

Das Lösen von Sauerstoff im \bwasser verursacht, da3 bestimmte andere Ga3e wie z.B. Stickstoff aus dem Vbwasser abgezogen und in den Ga33T>eicherraum 26 freigegeben werden. Um zu verhindern, daß sich überraä3ig Verunreinigungen wie z.B. Stickstoff ansammelt, welcher den Sauerstoffgehalt des Sauerstoffbehandlungsgases unter annehmbare Pegel reduzieren würde, ist eine >Ybzug3-leitung 30 vorgesehen. Das Abziehen des derartige Verunreinigungen enthaltenden 3auer3toffbehandlungsgases kann entweder intermittierend oder durchgehend sein und kann durch geeignete Ventileinrichtungen (nicht dargestellt) in konventioneller Weise gesteuert werden. E3 wurde herausgefunden, da3 die Sauerstoffmenge, welche zusammen mit den Abgasen abgezogen wird, innerhalb wirtschaftlicher Grenzen liegt.

ELn wirksames Auflösen des Sauerstoffs wird erleichtert durch Umwälzen des Sauerstoffbehandlung3gase3, welches anfangs nicht in der Zone 24· gelöst wird. Der Abwasserstrom durch die Vermischungszone bewirkt, da 3 Gas nach unten durch die Zone ?A in den Flüssigkeitsspeicherraum 25 mitgenommen wird. Die normalen luftriebskräfte jedoch, welche auf die Blasen de3 mitgenommenen Sauerstoffbehandlung3ga3es wirken, verursachen ein Entrei3en des Gases in den Gassrjeicherraum 26 und zwingen dadurch das Saueratoffbehandlungsgas nach oben zu dem Durchgang 20. Auf diese Weise wird da3 Sauerstoff behandlungsgas zu der Vermischungszone 24 umgewälzt und wieder zum Lösen in dem eingelassenen Abwasser verfügbar.

Das mit Sauerstoff behandelte \bwa33er, welches in dem Flüssigkeitsspeicherraum 25 enthalten ist, welches eine relativ hohe Sauerstoffkonzentration wie z.3. 15 rag./l. aufweist, strömt aus der Kammer 11 mit einer erhöhten Geschwindigkeit durch die Klao^e 31 oder die Düse 35 oder durch beide in den Hauptkörr>er des \bwas3er3 12. Da3 sauerstoffbehandelte Abwasser wird in dem FlüssigkeitsSpeicherraum 25 unter einem Druckgefälle bzw. Staudruck gehalten, so daß das sauerstoffbehandelte Abwasser aus der Kammer 11 mit einer erhöhten Geschwindigkeit austreten kann, wel-

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ehe ausreichend ist zu bewirken, dai das Abwasser 12 in den Behälter 13 genügend in Bewegung gesetzt bzw. umgerührt wird und dadurch Belebtschlammpartikel in Suspension gehalten werden. Durch Einstellen der Öffnung der Klappe 31 und/oder dar Richtung und der Öffnung der Düse 33 kann darüberhinaus ein vorbestimmtes Btrxnungsprofil des hoch3auerstoffbehandelten Abwassers in de:n Behälter 13 eingerichtet werden· Die Erzeugung eines derartigen 3tr'3nung3 prof ils gestattet eine relativ konstante Verdünnung des hochsauerstoffbehandelten Abwassers, welches aus de.n ilüssigkeitsspeicherraum 25 ausströmt und dadurch gewährleistet j dai das Abwasser in im wesentlichen allen Teilen des 3eh"llter3 13 auf einen ?egel wie z»B„ U,5 p.p»ra· mit .Sauerstoff behandelt wird, welcher ausreichend ist, um darin aerobe Zustände aufrechtzuerhalten. Darüberhinaus kann durch Einstellen der Öffnung und der Richtung einer jeden Düse 33 in den Kammern 11 und 11' das Ibflulwasser aus diesen Düsen eingerichtet werden^sii bewirken, da3 ein vorbestimmtes Strömungsprofil de3 hochsauerstoffbehandelten Abwassers in dem Behälter entsteht.

Der vorgenannte Behälter-Umrübrungsvorgang kann durch Verwendung der Sauerstoffbehandlungseinrichtung 10 ohne das zusätzliche Erfordernis mechanischer Bewegungaeinrichtungen bewirkt werden· Erfiniungsgem'iß erstreckt sich auch nicht die mit Sauerstoff angereicherte atmosphäre, welche in der Sauerstoffbehandlungseinrichtung 10 gehalten ist_s quer über die Oberfläche des Abwassers 12, und da keine sich bewegenden Teile in dem Gasspeicherraum 26 benützt werden,/die Möglichkeit_s einen Funken darin zu erzeugen, sehr unwahrscheinlich. Da darüberhinaus die Sauerstoffbehandlungseinrichtung 10 geraü3 der Erfindung zumindest teilweise in dem abwasser 12 eingetaucht ist und nur relativ geringe Mengen von Sauerstoffbehandlungsgas enthalt_s ist die Möglichkeit einer ieuerbeschädigung noch weiter minimiert. In bestimmten Bereichen und insbesondere in niedrigeren Tiefen im Behälter 13 v/erden relativ hohe egel gelosten Sauerstoffs aufgezeigt. Dieser Effekt tritt primär infolge des Auaströmens des

" . 5 0 9 8 2 0/11 17

-2T-

hochsauera toff behandelten Ibwviserj aus lern 'öden der 3Lirichtun;; IC ein, welcher eine "Bodens r"lun;;" dos "'eh'ilters 13 wie nachfolgend in Einzelheiten beschrieben bev/irkt. Trotz solch hoher Pe^eI se 1*53 ten Jauerstoffs unter der Oberfläche bei den ibwasser 12 liefen .jedoch die Oberfl'*- che:i-3auerstoffkon3entratio:ien klar in den vor ^eschrieben.evi Sicherheits^renaeri.

Die 3auerstoff behandlung einrichtung 10 -^eni'li der Ji₁^. 1-5 wurde eioeriraentell \mtersucht. Das zu behandelnde Abwasser wies experimentell den industriellen '.bfall einer Fleischverarbeitun-sanlage auf, welches in einen Behandlungsbeh'Ilter 13 aus eine-n unberührten Tlaltebecken eingeleitet \-rurde. Uer besondere ßehandlunrgs- bzv/. '.ufbereitun^sbeh^lter 13» welcher bei den lelebtschlaani-Vbfall-Behandlun-^sverfahren

verwendet wurde, hatte 25 ".uadratfu I (2,52 :n") und eine Tiefe von 10 Λι 3 (3»C··^ r.i). Jede der Kammern 11 und 11' der 3inrichtunj 10 wies n'iherimgsv/eise ^!V 'uadratfu I (0,37 ra~) x.ind eine Ii^rJhe von unp;ef^:!.hr 10 Tu 1 (3>O4-T 11) auf. Beide Klappen und die Düsen 33 wurden so eingestellt, da""S vorbestinnte Streun ja prof ile de3 sauerstoff behandelten \bv/asser3 in den. 3ehan?lun:j3 behält er vorhanden waren.

Der biologische Sauerstoffbedarf (3UD) des zu behandelnden Industrieabwassers la.3 kennaeichnenderweise in bereich von SOO bis 25OO nß-/l, welches ein.en biologischen Sauerstoffbedarf erforderte, .!er beträchtlich s^J^ei" war als der Durchschnitts-'30.0 von abwasser, das in st'Idtischen bsv;. kommunalen Anlagen aufbereitet wird. Obgleich der eigentliche Behandlungbeh".lter ursorünclich r;e->lant wurde, 40 000 Gallonen (151 000 1) mit 400 o. ^.in. .3OD Vbv;as3er ^ro Ta"; bei Verwendung eines üblichen Oberfl "ichenbel'ifters zu verarbeiten, wurden 3ehandlun-praten bis zu 1-Ό OGO .3. j.'I. (;79 000 1/Tac nit einem 303 von ca. 1100 o.o.ra, bei Verwendung lediglich der lauerstoffbehandlun^aeinriclituns in einen derartigen l'ehandlunssbeh'ilter erzielt.

509820/1117 «AD OfWhNAU

In i'ig. ^ ist ein -Profil von ?e.;eln gelösten Jauerstoffs (.DO) in deia Abwasser gemessen an 12 ""unkten in dein gea am bon Behandlungobehältcr dargestellt. Darüberliinaus wurden an jedem dieser Me^punkte die DG-?egel bei mehreren Versuchstiefen von 9»5» 7,0, 4,6 und 1»Ü Fui (290, 212, 14G und }Q cn) unter der Wasseroberfläche abgelesen. JlIs wurde eine 3tandard-Henbran-3auerstofflosungs-oonde verwendet, um die in Ifig. Z dargestellten Konzentrationen in Milligramm r>ro Liter zu messen. Bei den durchgeführten Versuchen wurden jede der Klaopen j51 und 31' auf eine Öffnung von 2 inch (5*^3 cm) eingestellt, während die Düsen '}j und 35' .geschlossen waren. Das unaufbereitete Abwasser wurde dem Behandlungbehälter an einer von der Einrichtung 10 entfernten Ecke zugelassen, während das behandelte .Vbflußwas-3er an einer otelle auf dor 3eite des Behälters gegenüber dem äbwassereiiilaß entfernt wurde, us wurde eine ochlamiazurückführungsleitung angeordnet, ua den Jchlamm in den Behandlungsbehälter an einer an den Vbwasseroinlai angrenzenden otelle zu leiten.

Aus den- erhaltenen DO-Pegelmessungen wurde eine im allgemeinen ebene bzw. ^leiclinLUi^e Verteilung derartiger ''egel über den gesamten i3ehandlun^sbeh<'.ilter beobachtet· -In jedem, der Punkte 1-12 bei jeweils verschiedenen Tiefen wurden <?egel gelösten Sauerstoffs zwischen 4,5 und 7»0 mg/1 beobachtet· Darüberhinaus aind derartige "egel gelösten .Sauerstoffs mehr ale ausreichend, aerobe Zustände im zu behandelnden Industrieabwasser zu halten, bestimmte höhere Dü-^egel wurden während des Betriebs der üauerstoffbehandlungseinrichtung 10 gemessen· Beispielsweise wurde an .Punkt j bei einer Tiefe D ein D0-?egel von 11,0 mg/1 gemessen. Da diese IIe3sung in der liähe der Klaope 31· (welche wie vorstehend ausgeführt bei dem Boden der Kammer 11 vorgesehen ist) vorgenommen wird, soll ein relativ hoher IX)-.?egel erwartet werden, da das hochsauerstoffbehandelte abwasser der Kammer 11 nicht gründlich in dem „ibwasser la Behandlungbehälter verdünnt worden ist. Weiterhin 3ei bemerkt, da^ relativ hohe

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DO-'egel bei einer Tiefe D an den Ainkten 'I- und 5 erhalten wurden, wobei diese -unkte uit der klappe J1 ausgerichtet sind und n'-Jherung-sweiso auf gleicher Tiefe in dem 3ehandlungsbeh^lter liefen. /.hiilich wurden relativ hohe ÜO-i?egel bei· einer liefe D an den Jtellen G, 7 und 3 erhalten, wobei dies ο "'unkte ait der lilaooe 31 ' der Hammer 11 ' ausgerichtet sind. \xiGh wurden ausreichende JO-Pegel an den 'unkten 1 und 9 gemessen, an ^unkten, die nicht direkt dorn aus der Einrichtung 10 abgeleiteten, sauerstoff behandelten /i.bwas3er ausgesetzt sind. Demgem" I seifen die gemessenen DO-^egel an den '\mkten 1 und 9» da 3 eine ausreichende Terdlnnun^ und Verminchung des Ibwa33ers in den 3ehandlun.;sbeliLilter erreicht wird und da-'i genägend Sauerstoff yel"»st v/ird, un aerobe Zustilnde in im wesentlichen allen Bereichen des 3ohandlun.33beh^::-lters zu halten.

Es wurden liesaungen der Strömungsgeschwindigkeit .an aelireren Punliten in dem ^ohandlungsbehUlter vorgeno^nen und es ist ein Profil derartiger Geschwindigkeiten in der j?ig. 9 dargestellt. An jedem dieser Punkte 1-7 wurden Strömungsgeschwindigkeiten bei mehreren Versuchstiefen gemessen, obgleich die Genauigkeit derartiger Ilessimgen nicht imbedingt gänzlich zuverlässig sein mu3, da eine besondere Instrumentierung verwendet wird. Die Kessungen der Strömungsgeschwindigkeiten bei einer liefe von 8,3 .j'u.S (259 cn) unter der ,/asseroberfläche an den Stellen 2-5 reichten von 0,67 bis 0,95 -E¹U1, pro Jekunde (20,4 bis 29 cra/sec). Die größeren Strömungsgeschwindigkeiten bei dieser Tiefe sind nicht unerwartet, da diese Ablesungen an otellen und bei einer Tiefe, welche mit der Ausströmung der Klappen 31 und 31' ausgerichtet ist, vor der substantiellen Verdünnung de3 hochsauerstoffbehandelten Vbwassers vorgenommen wurden, niedrigere Ablesungen der utrömungsGeschwindigkeiten bei anderen Tiefen und an anderen !teilen in dem Behandlungsbehälter scheinen jedoch von der allgemeinen Vermischung und Verdünnung de3 hochsauerstoffbehandelten A^^a3sers in dem Behjadlungsbehälter her zu resultieren. Darüberhinaus war die i?ate, mit der das Abwa33er zu dem Behandlungsbehälter geleitet wurde, Schwankungen untei¹- worfen, welche ungleichmä3ige Strömungsgeschwindigkeiten an verschiedenen Meßpunkten zur Folge hatten.

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2 A 52295

2h.

Mehrere bei verschiedenen Tiefen an den Stellen 1-7 gemessenen Strömungsgeschwindigkeiten liegen nahe dem unteren Rand des i3ereichs der Strömungsgeschwindigkeiten, welche im allgemeinen jals annehmbar für ein ausreichendes Vermischen der Schwebestoffe in dem Sekundärstadium eines Belebtschlaramprozesses betrachtet werden» Bei dem Geschwindigkeitsprofil gemäß Figo 9 sind jedoch die Düsen 33 und 33' geschlossen«= Somit kann ein weiteres Einstellen der Klagen 31 und 31' und der öffnung der Düsen 33 und 33' bev/irkt werden^ um andere Stromungsprofile und Geschwindigkeiten in dem Behandlungbehälter zn erhalten» Obgleich in bestimmten Bereichen des Behälters 13 die Strömungsgeschwindigkeiten kleiner sind als die Geschwindigkeiten, welche üblicherweise notwendig für ein Halten der Feststoffe in Suspension betrachtet werden (zeB«, O₉ 5 - 1»0 Fuß/sec an der Abwasseroberfläche; d.h. 15»24- - 30,4-8 em/sec), ist die Einrichtung 10 insbesondere in der Lage, ausreichende Strömungsgeschwindigkeiten bei niedrigeren Tiefen in dem Behälter 13 au erzeugen«, Die Wichtigkeit dieses Effektes resultiert in der Tatsache, daß di@ meisten Feststoffe dazu neigen, sich su dem Boden des Behälters 13 hin anzusammeln, und da die niedrigeren Bereiche des Behälters den größten Strömungsgeschwindigkeiten unterworfen sind_s werden die Belebtschlammpartikel fest in Bewegung gesetzt und dadurch in Suspension gehalten,, Vuf diese V/eise schafft die vorgenannte "Bodenspülung bzw. Bodenreinigung" des Behälters 13 auf wirksam© Weis® das erforderliche Umrühren dos Abwassers 12, ohne sich auf mechanische Vorrichtungen zu stütseno Demgemäß werden die größten Strömungsgeschwindigkeiten des sauerstoffbehandelten Abwassers, welches aus der Einrichtung 10 strömt, bei Tiefen geschaffen, wo ein Umrühren am wichtigsten X3t.

Vorbereitende Messungen einer Mischflüssigkeit mit Schwebestoffen haben gleiche Konzentrationen von näherungsweise 3200 mg/1 mit flüchtigen Feststoffen, welche 75-80 :'* der gesamten Schwebestoffe aufweisen, angezeigt«. Die vorgenannten Schwebestoff-»Konzentrationen wurden bei Tiefen von 1₉5_? 5₉O und B₉O FuI (4-5_?7₉ 152_?5 und cm) unter der Abwasserebarflach© in dem Behälter 13

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zeichnet. Deragenn.3 i3t dao Inbewe^un^etzen des Ybwa3sera 12
durch die Einrichtung 10 ausreichend, um 3c.hwebe3toffkonzentrationen zu halten, welche für ein Fortfahren des Belebt-3chlamm-Verfahrens notwendig 3ind.

Neben dem Hessen der V^eI von gelöstem Sauerstoff und den
StrömungGeschwindigkeiten an verschiedenen °unkten in dem Behandlung behälter 13 wurden mehrere Betriebsparameter der Sauerstoff behandlungeinrichtung 10 aufgezeichnet. Gem^:n der Tabelle I wurden die Raten, bei welchen der Sauerstoff zu der Einrichtung
10 hingeführt und von dieser Einrichtung; jwe^eleitet wurde, bei verschiedenen Fallhöhen gemessen. Die bestimmten Fallhöhen wurden mit Hilfe eines geeichten Druckunters chi edines sers und die lauerstoffströmun^sraten durch bekannte Strömungsmesser gemessen. Die ?esel ßelösten Sauerstoffs des Abwassers beim Einlad und beim
•iusla'3 der Sauerstoffbehandlun^seinrichtunp; 10 vairden durch
eine otardard-Membran-Sauerstofflösun^ssonde nit einer Änderung
in den DO-Pe^eIn wie nachfolgend gemessen.

	iinderunn; Ie3 gelösten 02~ ?e^els ( ο . α. ra . )	IVJSLLE I	3auer3toff- abzup; (lb/hr.)	?rozent O0 im Gäsraun
Fallhohe (in.)	9,0	Sauerstoff zufuhr (lb/hr.)	2,1	6:5
21	12,0	15,9	2,0	67
37	14,0	15,9	6,0	71
42	15,5	22,Π	7,4	69
52	16,5	23,2	9,2	72
63	24,8

Die ?unoe 17 wurde betrieben, um da3 Ibwasaer zu dem angefüllten iiaum 13 bei einer 3tr3iiunp;srate zu fördern, welche durch eine Wehr-Heltechnik bei ca. 2000 ^.->.m. gemessen wurde·

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Die während des Testverßuchs der Sauerstoffbehandlungseinrichtung 10 entnommenen Proben des Abwassers 12 zeigten eine Durchschnitts-Abwassertemperatur von 29°C an. Das Einlaßabwasser enthielt einen Durchschnitt-BOD von 1100 mg/1, wobei 99 %-BOD-Entnahme-Messungen konsistent erhalten wurden.

Da die vorgenannten Daten während des experimentellen Versuchs der Sauerstoffbehandlungseinrichtung 10 beobachtet wurden, versteht es sich, daß diese Daten lediglich Beispiele dieses Betriebes sind. Demgemäß wurden die Betriebsaustände nicht optimiert, obgleich es klar ist, daß gewünscht wird, das Verhältnis des gelösten Sauerstoffs pro PS Stunde au erhöhen und den Prozentsatz des aus der Einrichtung 10 ausgelassenen Sauerstoffs soweit wie möglich zu reduzieren. Um beispielsweise die Möglichkeit eines "Kurzschließens" des Speisegases, welches durch den Einlaß 29 *u dem Auslaß 30 geleitet wird, auszuschließen, kann es wünschenswert sein, die Stellen der Zuführungs- und Abführungsleitungen umzuordnen« Obgleich im Yerleuf des Versuchs der Einrichtung 10 eine kommerziell reine Sauerstoffzufuhr verwendet wurde, kann darüberhinaus weniger kommerziell reiner Sauerstoff verwendet werden. Vorzugsweise weist die Sauerstoffzufuhr eine Bauerstoffkonzentration von mindestens 40 % auf.

In der Fig. M ist eine weitere Ausführungsform einer Sauerstoffbehandlungseinrichtung 40 gezeigt, die innerhalb eines Körpers des Abwassers 12 aufgestellt werden kann. Die Säuerstoffbehandlungseinrichtung 40 weist eine im allgemeinen eingeschlossene eingetauchte Kammer 4J mit einem Einlaß 45 in der Form einer geeigneten Röhre ©der Leitung auf, welche an dem oberen Teil der Kammer ^3 durch geeignete Dichtungsmittel 44 abgedichtet ist. Eine hydraulische Paape 46, welch® eise drehbare Flügelrsdpumpe sein kann, welche auf eimer Welle 47 drehbar befestigt ist, ist in der Einlaßleitrag ^Ü5 eageeriseto Der Auelaß der Leitnag 45-eteht in. ¥erbiadimg mit eises Elüssigkeitsrsu», weleles? dureb

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einen Teil der ".u^:3enwaniung 43, einen Teil eines Umlenkbleches 50 und einen Teil einer in wesentlichen vertikal umgeordneten Querwand '4-9 bestimmt ist, welche an ihrem unteren Hand steif mit dem Umlenkblech ^>ΰ befestigt ist. Eine atatische Vermis chunks zone 51 ist in der Kammer 45 durch ein weiteres Teil des Umlenkbleches 50 und eines Unilenkbleches 52 bestimmt, welches in einem \bstand von und in wesentlichen oarallel zu den Umlenkblech 49 gelesen ist. Der untere Teil der atatischen Yermiachung.'izone 5'1 steht in Verbindung mit einem ST'issigkeits-3 peicherraum 53» w;Ihrend der restliche Teil der Kammer 43 im wesentlichen einen Gassoeicherraum 54 auf v/eist, welcher in 3einen oberen Bereichen ausgebildet ist. Ein Einlal 56 ist vorgesehen, um ein Einf"ihren eines Speise gas es unter Druck in die oberen "ereiche der Kammer 43 zu gestatten, und ein Durchgang 35 ist durch den oberen Rand des Ümlenkbleche3 52 und die obere Wand der Kammer 43 bestimmt, wodurch eine Verbindung zwischen dem Ga3soeicherraun 54 und den oberen Bereichen der statischen Vermischung3 3one 51 geschaffen ist. Eine geeignete \bzugseinrichtung, welche schematisch al3 Leitung 57 dargestellt ist, ist vorgesehen, um ein vbziehen des '-.biases aus dem Gassoeicherraum 54 zu gestatten.

Ein \usla3 au3 der Kammer 4> ist in ihrem unteren Teil vorgesehen und kann die Form einer Düse 58 einnehmen, deren Öffnung und Richtung durch einen Betätiger gesteuert werden kann, welcher außerhalb der Einrichtung 40 und über dem Ibwaseer 12 i3t. Eine beieoielhafte Steueranordnung für die Düse 53 kann eine Verdrehröhre 59 aufweisen, welche 3ich von einem zugänglichen Punkt über dem \bwa33er 12 durch die obere Wand der Kammer 43 zur DÜ3e 5^ hin erstreckt. Eine Steuerstange 60 ist lose mit dem Verdrehrohr 59 befestigt und e3 kann die Grö3e der" 3ffnung der Düse 58 durch Inheben der Senk-Steuerstange 60 gesteuert werden. \uf 'Jlinliche Weise bewirkt ein Verdrehen de3 Verdrehrohres 59, welches in einer Leitung 61 aufgenommen ist, da3 die eigentliche dichtung der Strömung durch die Düse 53 gesteuert

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BAD

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wird. Die Leitung 61 wird verwendet, um eine Druckentlastung und eine Blasenwand in einer Weise zu Mlden₉ welche dem Aufbau gemäß Fig«, 2 ähnlich ist» Eine ausführliche Beschreibung einer für einen Gebrauch mit der Sauerstoffbehandlungsein-=· richtung 40 geeigneten Düse wird nachfolgend in Verbindung rait I¹Ig₀ 5 beschrieben«

Die Sauerstoffbehandlungseinrichtung 40 ist der Einrichtung darin ähnlich^ daß sie ebenfalls für ein leichtes Einführen in einen Abwasserbehandlungsbehälter 13 konstruiert ist. Es sei jedoch bemerkt, da 3 bei einem Einführen der Einrichtung 40 (welche vorzugsweise eine Hälfte einer Doppeleinheit darstellt) in einem derartigen Behälter, die auf die Kammer 43 wirkenden Auftriebskräfte dazu neigen₉ die eigentliche Orientierung der Einrichtung in dem Behälter 13 ^u hindern bzw» zu verhindern.= Unausgeglichene Auftriebskräfte wirken auf die Kammer 43 als Folge davon₉ daß die Gasansammlung in dem Raum nicht symmetrisch ausgebildet istο Demzufolge ist cfe Sauerstoff behandlungs einrichtung 40 besonders dem Behandlungsbehälter 13 angepaßt,, in welchem die Kammer 43 starr entweder an eine Seitenwand angebracht oder auf Fü3en (nicht dargestellt) befestigt und an eine Bodenwand eines derartigen Behandlungsbehälters angebracht ist» In der Figo 4 sind Halterungen 62 als geeignete Verbindungselement© für ein Befestigen der Kammer 43 an einer Seitenwand d@s Behandlungsbehält<srs 13 dargestellte Es sei jedoch erwähnt,, daß ander® Mittel zum Festhalten der Kammer 43 verwendet w@rd©n können^ um eine geeignete Orientierung bzw« Ortsbestimmung von ihr zu schaffen. Außerdem können Stützbeine (nicht dargestellt)"verwendet werden, um die Kammer 43 von dem Boden des Behandlungsbehälters 13 in einem Abstand zu halten*

Die Funktionsweise der Sauerstoffb@handlungseinrichtung 40 ist im wesentlichen identisch mit derjenigen der Einrieb= tung 10 gemäß Figo 1o Bei der Sauerstoffbehandlungseinrich=¹

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tuns; 40 wird Ibwasser unter Druck durch die °umpe 43 durch die Leitung 45 germmot. Das aus der Leitung 45 austretende Abwasser wird dann gezwungen, nach oben durch den Kanal 43 zu strömen, welcher zwischen der Leitung 45 und dem Umlenkblech 49 ausgebildet ist, ebenso durch einen Kanal 48', welcher durch eine Seitenwand der Kammer 43 und die Leitung 45 bestimmt ist. Eine Wasserabdichtung ist zwischen dem Gassoeicherraum 54 und der Pumpe 46 in einer V/ei3e ähnlich der Wasserabdichtung vorgesehen, welche in der Sauerstoffbehandlungseinrichtung 10 geraä'3 Pig. 1 vorgesehen ist. Da3 Vbwa3-ser wird dann einem Gravitationsfall unterworfen, indem β3 über den äußersten Rand des Umlenkbleche3 49 geleitet wird.

Ein sauerstoffenthaltendes 3pei3egas wird durch eine Leitung 56 in die oberen Bereiche der Kammer 43 unter einem Druck eingeleitet, welcher ein Niederdrücken des ?egela des darin enthaltenen Wassers auf einen vorbestimmten °egel bzw. Spiegel bewirkt. Dadurch wird ein Gasspeicherraum 54 in der Kammer 43 ausgebildet, wobei die Größe dieses Raume3 durch den Druck des zugeführten Soeisegases bestimmt ist.

Das einen Gravitationsfall in den oberen Bereichen der statischen Vermischungszone 51 ausübende \bwasser stößt auf das darin enthaltene Ibwasser, welches daraufhin einen hochturbulenten Zustand erfährt und ein wirksames Lösen von Sauerstoff unterstützt, welcher der Zone 51 in dem turbulenten Abwasser in einer Weise zugeführt wird, die im wesentlichen der Sauerstoffbehandlung de3 Abwassers in der statischen Vermischungszone 24 der Einrichtung gemä3 Fig. 1 identisch ist. Es sei erwähnt, da3 die Strömungsrate des Abwassers in die statische Vermischungazone 51 auf eine optimale Oberflächengeschwindigkeit eingestellt ist, welche beispielsweise in etwa 1 Fuß:see (30 cm/sec) betragen kann.

Das sauerstoffbehandelte Abwasser wird aus der atatischen Vermischungszone 53 in einem Flüssigkeitse-oeicherraum 53 durch eine Öffnung geleitet, welche zwischen dem niedersten Rand des

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_mmmu

Umlenkbleches 52 und des Umlenkbleches 50 geschaffen ist allgemeine StrömungsProfil des Abwassers in den Raum 53 zirkulierend, wobei das Ibwasoer anfangs nach oben zu dem Gasspeicherraum 54 uiü anschließend nach unten zu den unteren Bereichen der Kammer 43 strömt· Während das sauerstoffbehandelte Abwasser zu dem Gasspeicherraum 54 fließt, werden mitgenommene blasen des Sauerstoffbehandlungsgases schnell in den Gasspeicherraum 54 entrissen und können durch einen Durchlaß 55 zur statischen Vermischungozone 51 umgewälzt werden. Bei einem Eintritt in den Plüssigkeitsspeieherraum 53 sinkt die Geschwindigkeit des sauerstoffbehandelten Abwassers auf einen relativ geringen V/ert ab, welche dann wieder ein Entreißen von Gasblasen davon unterstützt. Zusätzlich wird auch ein weiteres Lösen des Sauerstoff behandlungsgas es in das Abwasser im Flüssigkeitsspeicherraum 53 erzielt« Obgleich einige kleineren Gasblasen nicht von dem sauerstoffbehandelten Abwasser entrissen werden und nach unten zu den unteren Bereichen der Kammer 43 gezogen v/erden, wurde herausgefunden, da3 lediglich ein kleiner Teil des Sauerstoff behandlungs gas es durch die "Düse 53 in das Ybwasser 12 strömt <

Während der Sauerstoffbehandlung des \bwass@rs in der atatischen Vermischungszone 51 werden gewiss® Verunreinigungen in dem Abwasser wie beispielsweise Stickstoffgas© von dort abgezogen und in den Gasspeicherraum 54 entrissen« Ein® Abzugsleitung 57 ist in Verbindung mit dem Gasraum 54 vorgesehen und durch entweder einen kontinuierlichen oder intermittierenden Abzugsvorgang; durch bekannte .Ventil® inriehtungign (nicht dargestellt) werden solche Verunreinigungen aus d®r Kammer 45 entfernt· Obgleich ein derartiges Abziehen aueh ®in@n Entfernen des Sauerstoffs zur Folge wurd© b.©raT23g©£un&@ii₉ daß lediglich @in kleinerer Teil dieses

Gases ausgelassen

Bas in dera Flüssigk@itssp© behandelt© Abwasser wird aus in ®in©r Weis© g@l@it@t_s des sau©rstö£fb@handQlt©n

53 enthaltende sauerstoff-

43 durch di© Ms® 58 WQS©ntliehen der Ableitung

11 wie

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stehend beschrieben in Verbindung mit der Einrichtung gemäß Fig. 1 identisch ist. Auf diese Weise werden die Verdrehröhre 59 und die Steuerstange 60 betätigt, um die Richtung bzw. die öffnung der Düse 58 zu steuern, um dadurch eine vorbestimmte Strömung des sauerstoffbehandelten Abwassers in dem Hauptkörper de3 Abwassers 12 zu schaffen. Auf diese Weise wird das Abwasser 12 in Bewegung gesetzt bzw. umgerührt und die Menge des darin gelösten Sauerstoff3 erhöht, 30da3 bei einem Belebtschlamm« Verfahren der Schlamm im Abwasser 12 in Suspension gehalten wird 3owie aerobe Zustände erzielt sind.

In der Fig. 5 ist eine beispielsweise 'oisführungsform einer Entleerungsdüse dargestellt, welche in Verbindung mit der Sauers toffbehandlungseinrichtung gemäß der Fig. 2 und 4 verwendbar ist. Die DÜ3e 33 umfa3t eine Platte 100, einen Ausguß 102 und eine Steuereinrichtung in der Form einer Verdrehröhre 34- und einer Steuerstange 35 zur Steuerung der Öffnung und der Richtung des Ausgu3es 102. Die .""latte 100 erstreckt sich quer über eine im wesentlichen kreisförmige Öffnung in der Bodenwand der Kammer 11 gemäß Fig. 1 und kann, sofern gewünscht, dort mit Hilfe einer geeigneten Umfangsabdichteinrichtung 101 drehbar abgedichtet werden. Der Ausguß 102 weist einen oberen geneigten Bereich

103 auf, welcher 3tarr an die Verdrehrohre 3²J- angebracht ist, während das untere Ende des Bereiches 103 fest mit der Platte 100 bei 109 befestigt ist. Das obere Ende des Bereiches 103 ist starr an Ver3trebungsstangen 105 und 106 angebracht, welche ihrerseits ähnlich bei ihren unteren Enden an der Platte 100 befestigt 3ind. Eine Öffnung ist in der Platte 100 bestimmt, wobei die Öffnung vorzugsweise rechtwinklig bzw. rechteckig ist. Ein unteres Teil 104· des Ausgußes 102 ist längs einer Linie schwenkbar, welche sich durch den Punkt 107 erstreckt. Eine im wesentlichen vertikale hintere Wand 110 de3 Ausgußes 102 ist zwischen den Teilen 103 und 104 ausgebildet. Die Steuerstange 35 i* lose in der Verdrehröhre 34· angeordnet und erstreckt 3 ich nach unten durch den unteren Teil 104· des Au3-gu3es 102. Die Stange 35 ist in wirksamer Weise mit dem Teil

104 durch einen Vorsprung oder eine Bügel- bzw. Gabelkopf—

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■· 32 -

οά@τ Hak(sa®iittor. vQÄiaaäea, α©? fosw«, di® bei den «at@r©n Rasa der Ftsnge 35 ausgebildet ist» lachfolgend wird die Wirkungsweise der Düse 33 beschrieben,, Wie vorstehend erwähnt, erstrecken sieh di© VardrehrÖhre 3^ ¹WBId die Steuerstange 35 nach ohQn aus der Kesser 11 über das Abwasser 12 vorsugs- weis® %vl eine© Punkt, bei deE ©in äußeres Betätigen dieses Gliedes möglich ist«, Die Groß© der öffnung d@r Bus® 102 wird durch H©b©a. ©d©r Senken der Stange 35 gesteuert, welche ihrer-' seits beivirlst, dai das untere feil 104 des AusguBes 103 um eine Linie durch d©a Punkt 10? geschwenkt wird» Auf diese Weis© wird bei @inem Anheben &®τ St©ia©rstaag© 55 das Teil 104 des AiisguB©s 102 in ©im© Stellung übe^gefütat, die durch strichpunktierte Linien in der Figo 3 dargestellt ist« Während dieser Betätigung jedoch v©rbl@ibt des ©b©re feil 103 d@s AusguBes 102 ia w@s©ntlich©n stationäre Demgemäß kann in vorstehender Weis© di© gröB@r© öffnung d©r Düs® 33 auf einfache W©is@ gesteuert w@rd®n_o Ua di@ Sichtung der Strömung des Abx-jassers au. gtouern,, ΐ!ί©lc^®s durch di© Düs© 33 ausfließt, wird die Verdrehröhre 3^ in ©in©r ia wesentlichen horizontalen Ebene gedreht« Da der ober© feil 103 des Ausgußos starr an der Platte 100 uad an der ¥@rdrehröhre 3^!x befestigt ist, wird die Platte 100 ua ihre Achs© gedreht, während die Größe dieser Br@hung bestiaaend für die azimutale Richtung bzw_o Peilrich-■tag des Abwassers ist, welchos durch die Düse 33 strömt_o Da die Platte 100 auf einer Schulter sitst, äi® in der- Bod@nwand der Kassaer 11 ausgebildet ist, sei bemerkt, daß der Druck des Abwassers darüber bewirkt, Q±n Abdichten d©r Platte 100 an dies©r B©d©afe?asd suiiaterstut^©n, w©lb©i dojaaoeh ©in ¥erdrehen der Platt© 100 ansprechend auf ein ähnlicloies Verdrehen der Yerdr®hröhre 3^ abglich isto Ση der vorstehend g©nannten Weise ist demnach ein relativ einfaches Richtungssteuern d@r Düse 33 ersielbar«,

Gemäß ©iner anderen beispielsweisen Auaführungsfor® einer Ein» richtusig für ©in® Sau©rstoffb©handlung v@n Abwasser ist ia ά@τ Figo ? ©in© Einrichtung 70 dargestellt, welch® im allg©meia©a

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welcher eine Abwassermenge 12 enthält. Eine in ellgemeinen eingeschlossene Kammer 71 nit eines offenen Boden ist Bit einem Einlaß 72 zum Einlassen des Abwassers in ihre oberen Bereiche vorgesehen. Eine hydraulische Pumpe 73» welche sine übliche Axialström-Ilügelradpumpe aufweisen kann, die drehbar auf einer Welle 7^ befestigt ist. Ein Elektromotor (nicht dargestellt) ist an einer geeigneten Stelle über dem Abwasser 12 zum Drehen der Welle 7^ angeordnet, wodurch die Pumpe 73 angetrieben ist und das Abwasser in die Kammer 71 gedrängt wird. Eine Querwand 76 ist im Innern der Kammer 71 angeordnet und umfaßt vorzugsweise einen im wesentlichen horizontalen Bereich 77» welcher sich von der einen Seitenwand der Kammer 71 erstreckt, und einen im wesentlichen vertikalen Bereich 78» welcher von dem gegenüberliegenden Ende des horizontalen Bereiches 77 hängt. Ein kleiner Durchlaß 87 ist in dem horizontalen Bereich 77 vorzugsweise an einer von dem Einlaß 72 entfernten Stelle bestimmt, oder ein derartiger Durchlaß kann in dem vertikalen Bereich 78 der Querwand 76 unmittelbar unter dem horizontalen Bereich 77 ausgebildet sein. Ein im wesentlichen horizontaler Kanal 75 ist somit ausgebildet und erstreckt eich von dem Einlaß 72 quer über die oberen Bereiche der Kammer 71 zu einem Punkt in etwa über den oberen Bereichen der Querwand 78. Diese Querwand und eine Seitenwand der Kammer 71 sind so angeordnet, daß eine statische Vermischungszone 88, welche nach dem Gravitationsfallprinzip arbeitet, in der Kammer 71 gebildet ist. Ein Umlenkblech 79 ist bei dem unteren Bereich der statischen Vermischungszone 78 vorgesehen und befindet sich von dem unteren Band der Querwand 78 in einem Abstand, um Flüssigkeit aus der statischen Vermischungszone 88 in einen Flüssigkeitsspeicherraum 83 strömen zu lassen. Eine Leitung 80 ist vorgesehen, um eine Verbindung zwischen der Kammer 71 durch ein Ventil 82 zu einer Speisegasquelle zu schaffen. Wie nachfolgend beschrieben ist, ist ein Gasspeicherraum 84 unmittelbar unter dem horizontalen Teil 77 der Querwand 76 ausgebildet, und es steht das Sauerstoffbehandlungsgae in dem Raum 84 mit den oberen Bereichen der statischen Venaiechungevorrichtung und dem Kanal

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durch den Durchlaß 87 in dem Teil 77 in Verbindung. Auch ist eine Leitung 85 vorgesehen, welche mit den oberen Bereichen der statischen Vermischungszone 88 für ein Auslassen des Gases von dort durch eine geeignete Ventileinrichtung 86 in Verbindung steht. Darüberhinaus kann eine Druckregulierungsvorrich~ tung 81 in Verbindung mit eine® Ventil 82 verwendet werden, um das Sauerstoffbehan&lungsgas unter einem vorbestimmten Druck und dadurch den Flüssigkeitsspiegel in dem Flüssigkeitsspeicherraum 83 auf einer im wesentlichen konstanten Höhe au halten.

Nachfolgend wird die Funktionsweise der Abwasser-Sauerstoffbehandlungseinrichtung 70 gemäß Fig. 7 beschrieben. Vor einem Betrieb der Einrichtung 70 wird die Kammer 71 im wesentlichen mit Abwasser aufgefüllt. Es wird die Pumpe 75 erregt und dadurch das Abwasser in den Kanal 75 unter Druck gezwungen. Bei dem nachfolgenden Einleiten des Speisegases unter Druck durch die Leitung 80 in die Kaamer 71 wird der Abwasserspiegel in der Kammer 71 auf eine Groß© entsprechend der Größe des Druckes des zugeleiteten Speisegases niedergedrückt« Demgemäß wird ein Gasspeicherraum 84 in der Kaaser 71 gebildet» Das in den Kanal 75 eingelassene Abwasser unterliegt anschließend einem Gravitationsf?ill bei dem oberen Teil der statischen Vermischungszone 88. Da das Sauerstoffbehandlungsgas in Verbindung mit dem Kanal 75 durch eine öffnung 87 gehalten ist, welche in dem. Teil 77 der Querwand 76 gebildet ist, wird jedoch ein weiterer Gasreum in den oberen Bereichen der statischen Vermschungszone 83 gehalten. Da das Abwasser dem vorgeaaant®n Grairitationsfall ausgesetzt ist, wird ein hochturbulenter'Zustaad in der statischen Vermischungszone 88 bewirkt^ welcher äaan wieder einen toben Pegel einer Seuerstoffauflösung in dta Abwasser la ®iaer Weise zur Folge hat, welch© im weseatlie]s®a üms v©rst©1ä0sd in Verbindung mit der SauerstofffcefcaMlragsaiasleSrfeiisg 10 goeäß Fig. 1 beschriebenes. identisch ist* Das ssu©rstöffb©äandelt@ Abwasser tritt anschließend aus der statischen Vemisctaagsson© SS aus und in den Flüssigkeit·-

gerissene Blasen des Sauerstoff- ä&w, Raum 83 entrissen werden

und zu dem Gasspeicherraum 84 zurückkehren. Das Sauerstoffbehandlungsgae, welches auf diese Weise zu dem Kaum 84 zurückkehrt, ist so mit für ein läswälzen verfügbar und kehrt anschließend zu der etatischen Vermisehungszone 88 durch die öffnung 87 wie vorstehend beschrieben wieder zurück. Das sauerstoffbehandelte Abwasser, welches in den Flüssigkeitespeicherraum 85 eingeleitet wurde, kann ■von den unteren Bereichen der Kammer 71 in die Hauptmenge des Abwassers 12 für ein Vermischen darin strömen. In der vorgenannten Weise wird das aus dem Flüssigkeitsspeicherraum 83 der Kammer 81 strömende hochsauerstoffbehandelte Abwasser in der Abwassermenge 12 verdünnt. Demgemäß wird der Pegel von gelöstem Sauerstoff des Abwassers 12 auf einen Pegel wie z.B. 0,5 p.p.m. erhöht, welcher für die Erhaltung aerober Zustände in dem Abwasser 12 geeignet ist.

Das Verfahren und die Einrichtung gemäß der Erfindung wurde vorstehend in Verbindung mit einer Oxygenierung bzw. Sauerstoffbe- _χ Handlung von Abwasser und insbesondere bei einem Belebbschlamm-Abfallbehandlungsverfahren beschrieben. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf ein Auflösen von Sauerstoff in Abwasser beschränkt, sondern kann vielmehr dazu verwendet werden, im ellgemeinen ein Gas in einer Flüssigkeit wie beispielsweise Ozon in Wasser oder KohlenstofÄoxid in einer wässrigen Lösung zu lösen, um deren pH-Wert einzustellen. In alternativer Weise kann die Erfindung verwendet werden, Industrieabfallstoffe wie z.B. "schwarze Lauge" bei Papierherstellungsverfehren zu oxygenieren bzw. mit Sauerstoff zu behandeln.

Auch ist die erfindungegemäße Einrichtung sehr modular in einer mit. Sauerstoff zu behandelnden Abwassermenge und leicht in diese •insetzbar. Somit kann eine Vielzahl von Sauerstoffbehandlungseinrichtungen wie z.B. die Einrichtung 10 oder 40 in einem derartigen Abwasser angeordnet werden, wobei die Auslaßströmungen der einzelnen Einrichtungen zusammenwirken, um ein vorbestimmtes Strömungsprofil in beispielsweise einem Behandlungsbehälter zu schaffen.

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Während die vorgenannte SauerstoffbehandlungseinrichtMng aa ©in@m Ort in eine® B©hanälimgsbehält©r beschrieben ist,.Ist klar₉ da£ dies© SisäElehtusg schwimmend In einem Behandlimgsbehälter @ag©@r&·» net ®ö©e> aagrensend ©n den Behandlmngsbehälter positioniert wenden kasa_o Ia äieseia letzten Pail können geeignete Rohre «ad Leitisagen s©ia₉ wä lanbehandeltes Abwasser In dl© jlhtnaag eiaf2\afiihr©n und das sauerstoffbehandelt© %u d@a BohaadlmagsbehälteE· surücksuleiten_o Darüberhlnaus kana di®

fw?Ol"-j>"-*-fi- i9 Ij^ ^r «L «ω· ei'ySfzm v3iyl^AJU tüUUlpL· Ö Ό -Λ- jt-A-«- -JL \* &Λ W ^JtApS₁ -**- ίίΛ -H₁. j(-I A- "C· Ä *ii *ο "WÄÄiw Iy Jj, J₁, Ό oLÄA'ti 'S· <ä> O tÄ J^ isJ rechtwinklig fero_o rechteckig ©msgebildet sein_o

Di© Erfiadraig schafft soait ein verbessertes Verfahren «ad eis® Eisliefetiaag w,wm Lösen von Sauerstoff in Abwasseraufbereitung^-» verfateea,) w© @s erforderlich Ist„ den biologischen reuerstoffb©darf b©i de© B©l®btschlasaapr©s©B für den biologischen Abbau ©rgaaisc&ea ¥er«nr.©inlgimgea %u decken» Drach die Erfindimg

AntvBmü ύ©ά Sauerstoff und Energie ©r^ielti Das eine hohe

Meage von imbehandeltea

ve^ä^n^ w& die gewünschte Sauerstoffk©ns@a uad um flüchtig© Feststoffe in Suspension der I?liissig&©it9Bass© zwecks

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1.)Verfahren zur Behandlung einer Flüssigkeit durch Einleiten — eines Teiles der Flüssigkeit und eines Gases in eine Kammer, in der das Gas in der flüssigkeit gelost wird, dadurch gekennzeichnet, daß der eingeleiteten Flüssigkeit ein hochturbulenter Zustand erteilt und das Ga3 mit dieser turbulenten Flüssigkeit in Berührung (24) gebracht wird, daß die Flüssigkeit mit dem darin gelosten Gas zu einer Ruhezone (25) in der Kammer (11) geleitet wird, um die Flüssigkeitsturbulenz im wesentlichen aufzulösen und die Geschwindigkeit der Flüssigkeit zu vermindern, so daß ungelöstes Gas aus der Flüssigkeit entrissen wird, und daß anschließend die Flüssigkeit aus der Ruhezone (25) mit einer erhöhten Geschwindigkeit in die Menge der gerade behandelten Flüssigkeit (12) abgeführt (31) wird, so daß die abgeführte Flüssigkeit gründlich mit der größeren Menge der Flüssigkeit (12) vermischt wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit Abwasser wie z.B. die vermischte Flüssigkeit eines 3elebtschlammverfahrens enthält, daß das Gas mindestens 40 .£ Sauerstoff aufweist, daß lsi dem Einleiten des 3auerstoffbehandlungsgases die Flüssigkeit (25) in der Kammer (11) niedergedrückt wird, indem das Sauerstoffbehandlungsgas (29) in die Kammer (11) unter einem überdruck zugeführt und dadurch in dieeer ein Gasraum (26) gebildet wird.

   3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Turbulenzerteilung in dem Abwasser das eingeleitete Abwasser eines Gravitationsfall (24) durch den Saueretoffbehandlungsgasraum (26) unterworfen wird.

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   4· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 das aus der Flüssigkeit in der üuhezone (25) entrissene Gas in eine Berührung mit dem turbulenten Abwasser (28, 24) umgewälzt wird·

   5· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei d®m Abführen der Flüssigkeit aus der Kammer (11) diese Flüssigkeit durch eine Düse (51) ®it einer vorbestimmten erhöhten Geschwindigkeit und einer vorbestimmten Richtung ausgelassen wird.

   6. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichne t ₉ daß in die Kammer (11) eingeleitetes Abwasser mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit gepumpt (17) und anschließend einem Gravitationsfall (21, 24-) ausgesetzt wird, so daß die dem Abwasser erteilte Turbulenz ©ine ausreichende Vermischungaenergie schafft, um den Sauerstoff (26) darin zu lösen, wobei die Geschwindigkeit des durch die Fallzone (24) fließenden Abwassers begrenzt ist, um genügend Zeit für ein Auflösen zu schaffen·

   7· Verfahren naeh Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das sauerstoffbehandelte Abwasser in die Menge des Abwassers (12) mit einer Geschwindigkeit und Richtungen geleitet (51) wird, s® daß aktiviert® Sehlammfeststoff· ausreichend in Bewegung gesetzt werden, um diese in Suspension in der Abwass@rm®nge (12) zu halten_o

   8« Einrichtung sura Mssa eines Gases in einer Flüssigkeit, welch® im allgemeinen @ia® Kammer mit einer Gaszufuhr und Flüssigkeitseinläss« au£V®ist wn& in einer Menge der sich in Behandlung b©fisÄli©fe©s FlSssigkeit angeordnet ist, Sadureh g@k©aas©i@&a@t ₉ daß die Kammer (11) imisr© If@£twäsa® (21₈ 25® 2?) aufweist, um einen Flüssig-

   keitsströmungsweg mit einer statischen Vermischungszone (24) zu bestimmen, in der die Flüssigkeit hochturbulent gemacht, mit dem Speisegas in Berührung gebracht und dadurch das Gas in der flüssigkeit gelöst wird, welche anschließend zu einer Ruhezone (25) in dem unteren Teil der Kammer (11) gelangt, um die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit herabzusetzen und um ungelöstes Gas aus der Flüssigkeit zu entreißen und in eine Berührung mit der durch die statische Vermischungszone (24) strömenden Flüssigkeit umzuwälzen, und daß eine Düse (31) die Flüssigkeit aus der Ruhezone (25) der Kammer in die Menge der sich in Behandlung (12) befindlichen Flüssigkeit mit einer erhöhten Geschwindigkeit und unter Richtungen ausläßt, so daß die ausgelassene Flüssigkeit und die Flüssigkeitsmenge (13) gründlich vermischt werden·

   9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die statische Verraischungszone (24) durch die Leitwände (21, 23» 27) bestimmt und ein Gravitationsfall ist, durch den die hereinkommende Flüssigkeit mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit (16, 17) im Bereich von 15»24 bis 61,0 cm/sec (0,5-2,0 ft./see.) gepumpt wird.

   10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (31» 58) bezüglich der öffnung und der Richtung einstellbar ist.

   11. Einrichtung nach \nspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas mindestens 40 % Sauerstoff und die Flüssigkeit eine vermischte Flüssigkeit eines Belebtschlammverfahrens ist.

   12. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichn e t , daß eine Leitwand (23) befestigt ist, um einen Rücklauf (23) für das aus der Flüssigkeit in der Ruhezone (25)

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   entrissene Gas au dar statischem ?©rBi®eliraigsz©n© (24·) au bestimmen^ so daß die Ausnutzung d©s Speisegases (29) erhöht ist α

   13· Einrichtung n&oh. Ansprach 9« da&ureh g@k©nngeieh» η e t , daß ©in® Einlaßl©itnng (15) ®it &©2? Kammer (11) versehen ist, um mit d©r Trennwand (21) ®in©n Wiederain*= trittssehaeht (18, 20) su bild©n„ und dadurch der Gasraum (26) iron der Meng© d©r sicn in einer Betendlimg befindlichen Flüssigkeit (12) abg®dicht@t wird«

   14·· Einrichtung sur Aufb©r©itmig @in@r Abwass@riaenge durch Lösung von Sauerstoff, g©k@nns@ieha©t durch ©in® allgemein eins@©c!iloss®n©₉ in d@r Abwas©©rm@ng@ unt®rbringbare Kammer mit eine® Einlaß für Jeweils ©inen- Tail d@r Abwassermenge, ©in@r Einrichtung zur Sauerstoffbehandlung d@s eingelassenen Abwass@rs in der Weis©_s daß das Abwasser ©inen ersten

   einrichtung gum Abl@it@a &qb fflit Sau@rit©££ b@hsnd©lt©n Abwassers in di© Abwass©na@jQge mit ©in©r irorbüstimmten Rat® und Richtung,, derart, daß da© alt

   aussät nai, 0,95? Pq ;θ omt
   ©rst@a P©g@l suig©h@b©n wird ο

   © t ο daß Ö.Q2? ©rstQ P©g©l i.QS) ggl®gt©a Sauerstoffs eine

   und d©r w®it@ ?©gel des

   0,5 ppm aufweist®

   16· Einrichtung na@h AnsprueSi 14-, "dadurch g. ekenneeicli η © t , daß fii© Amslaß©inriehiniiig ©im© Mssneinriehtung aufweist«

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   17· Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Düseneinrichtung ein Ausgußteil enthält, wobei die Öffnung und die Richtung einstellbar sind, um vorbestimmte Strömungsraten und -profile des ausgeflossenen, mit Sauerstoff behandelten Abwassers in der Abwassermenge einrichten zu können,

   18· Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwassermenge Feststoffschwebeteilchen aufweist und daß die Auslaßeinrichtung das mit Sauerstoff behandelte Abwasser in einem Strömungsprofil entläßt, so daß die Feststoffteilchen in Suspension in der Abwassermenge gehalten werden·

   19· Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer zumindest teilweise in der Abwassermenge eingetaucht ist.

   20. Einrichtung nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer ein Bodenteil aufweist, welches sich von dem Boden des Abwassers in einem Abstand befindet, und daß die Auslaßeinrichtung in dem Bodenteil der Kammer angeordnet ist·

   21. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Pegel des gelösten Sauerstoffs eine Sauerstoffkonzentration ist, welche ausreicht, um aerobe Zustände in der Abwassermenge aufrechtzuerhalten.

   22. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Einleiten einer mit Sauerstoff angereicherten Atmosphäre in die Kammer vorgesehen ist, um das eingelassene Abwasser mit Sauerstoff zu behandeln.

   23· Einrichtung nach AnspruJi 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Düseneinrichtung ein bewegbares Klappenglied aufweist.

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   24. Einrichtung zur Sauerstoffbehandlung einer Abwassermenge, dadurch gekennzeichnet , daß eine Kammereinrichtung mit einer Sinlaßeinrichtung, einer statischen Gas-Flü33iskeits-Vermi3chuns3zone, welche Abwasser aus der Einlaßeinrichtung aufnehmen kann, und eine Auslaßeinrichtung vorgesehen ist, daß eine Einrichtung zum Einleiten eines sauerstoffenthaltenden Gases in die statische Vermiachungszone vorgesehen ist, in welcher das Abwasser mit Sauerstoff behandelt wird, und daß die Auslaßeinrichtung das sauerstoffbehandelte Abwasser aufnehmen kann, um dieses in einstellbaren, vorbestimmten Strömungsraten und »profilen in der Abwassermenge auszulassen·

   25· Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßeinrichtung eine Düse aufweist.

   26. Einrichtung nach Anspruch 25* dadurch gekennzeichnet, daß die Düseneinrichtung ein Ausgußteil aufweist, deren öffnung und Richtung einstellbar sind.

   27· Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die statische Vermischungszone eine Gravitations-Fallzone aufweist.

   28. Einrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer eine Leitwandeinrichtunr; aufweist, um die Gravitations-Fallssone zn begrenzen, wodurch eine große Abwasser-Sauerstoff behandlungsgas-Turbulenz in der Fallzone erzeugt wird.

   29· Einrichtung nach Anspruch 28 ₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer einen Gasspeicherraum aufweist, welcher in den oberen Bereichen d@r Kammer in einer Verbindung mit der Fallzone ausgebildet ist? und daß ein Flüssigkeitsspeicherrauia im wesentlichen unter &®m Gasraum liegt und in einer Verbindimg mit der Fallzone steht_s so daß von dem Abwasser in di© F..ilsone mitgenommener Sauerstoff ψ®η dort in den Flüssig1r®itssp©ich@rraum entrissen werden kann un& zur Fallzone dureh den Gasr&ua zurückkehrt·

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   30· Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um dem Abwasser vor dem Einleiten des Abwassers in die statische Vermischungszone hydraulische Energie zu erteilen, und daß ein Wiedereintrittsschacht zwischen der Einrichtung zur Erteilung hydraulischer Energie und der statischen Vermischungszone angeordnet ist.

   31· Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Sauerstoff enthaltende Gas zumindest 40 # Sauerstoff aufweist.

   32· Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Düseneinrichtung ein bewegbares Klappenglied aufweist·

   33· Einrichtung zur Sauentoffbehandlung des Abwassers, dadurch gekennzeichnet , daß eine im allgemeinen eingeschlossene Kammer vorgesehen ist, mit einem Einlaß zum Einlassen des mit Sauerstoff zu behandelnden Abwassers in die Kammer, mit einer statischen Vermischungseinrichtung, um das eingeleitete Abwasser turbulent zu machen und um es mit einem sauerstoffenthaltenden Gas in Berührung zu bringen, so daß Sauerstoff in dem turbulenten Abwasser gelöst wird, mit einer Huhe-Flüssigkeitsspeiohereinrichtung zur Aufnahme des mit Sauerstoff behandelten Abwassers aus der Vermischungseinrichtung, um die Turbulenz zu verteilen bzw· aufzulösen und um die Geschwindigkeit des aufgenommenen sauerstoffbehandelten Abwassers wesentlich herabzusetzen, so daß ungelöster Sauerstoff aus dem aufgenommenen Abwasser entrissen werden kann, und mit einer Einrichtung, um das sauerstoffbehandelte Abwasser aus der Kammer mit einem vorbestimmten Strömungsprofil bei einer Geschwindigkeit auszulassen, welche größer ist als die Geschwindigkeit des sauerstoffbehandelten Abwassers in der Ruhe-Flüssigkeitsspeichereinrichtung.

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   34-. Einrichtung sur Sauerstoff behandlung des Abwassers, dadurch gekennzeichnet, daß eine im allgemeinen ©in«

   kann, daß ein Einlaß %wn Einlassen des mit Sauerstoff zu behandelnden Abwass@rs in die Kasmer v®rg©s®h@a ist, daß ©in® statisch© Vermisehungs©inriehtraig das /ibtffass5@r turbulent sacht und di@3@s mit <ain©m Sauerstoff @nthalt@nd©n Gras iß Berührung bringt«, s© daß S&u©rat©ff in d@m turtal@nt@a Abwasser gelöst wird» daß ©in© Plüssigkeitsspeieherainpiehtung das sauerstoffbehandelte Abwasser aus der Y©rmigehungs@±nrielitung aufnehmen kann, um die Turbulent aufzulösen und um die Geschwindigkeit des aufgenommenen gauerstoffbehanddltan Ateia@i®2?s wesentlich herabzusetzen^, daß ©ine Einrichtung gur Schaffung eines Gasspeicherraumes im wesentlichen über dem Flüssigkeitsspeieherraum geschaffen ist, daß d@r aus d©m a.ufgen©niia®n®n_$ sauerstoff· behandelten Abwasser ®ntries®a@ Sauerstoff in d©a Gasspeicherraum gesammelt itird^, und daß ein© Einrichtung dag sauerstoffbehandelte Abwasser in di® Meng®cfeg uab@handelt®n Abwassers mit einer Geschwindigkeit entlaßt₉ welche größer ist als di©

   la der

   55» Einrichtung nach Anspruch 34-§ dadureh g©k©nna@io"h η © t 5 daß di© Eiariektiaug kom Auslas©©» ä@®

   36· Eiariehtimg naeh Aasprueh 35$ dadureibi g@k@.nnzeich n @ t „ daß di© Ms©aeiarl@btung ein Ausgußtail aufweist, dessen Öffnung und Richtung einstellbar ist»

   37· Einrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeich net, daß eine Einrichtung den aus d@m sa«©rst@ffbehand«! ten Abwasser @ntrisa@nea Sauerstoff la dl© chereinrichtung zu der statisetaa
   zwecks weiterer Auflösung la d@m
   dart·

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   38. Einrichtung nach Anspruch 35» dadurch gekennzeichnet, daß die Düaeneinrichtunp; ein bewegbares Klappenslied aufweist.

   39· Verfahren der Sauerstoffbehandlung einer Abwassermenge, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sauerstoffbehandlungskamraer geschaffen wird, daß das mit Sauerstoff zu behandelnde Abwasser in die Kammer eingelassen wird, daß ein turbulenter Zustand in dem eingelassenen Abwasser geschaffen und da3 turbulente Abwasser mit einem 3aueratoffbehandlung3ga3 in Berührung gebracht und dadurch Sauerstoff in dem turbulenten Abwasser gelöst wird, daß das sauerstoffbehandelte Abwasser zu einer Ruhezone in der Kammer geleitet wird, um die Turbulenz ia wesentlichen aufzulösen und um die Geschwindigkeit des Abwassers zu vermindern, um dadurch das in dem sauerstoffbehandelten Abwasser mitgeführte Sauerstoffbehandlungsgas entreißen zu können, und daß das sauerstoffbehandelte Abwasser aus der Ruhezone mit einer erhöhten Geschwindigkeit in die Menge des unbehandelten Abwassers strömt und dadurch das sauerstoffbehandelte Abwasser mit der Abwassermenge vermischt wird·

   40.Verfahren nach Anspruch 39» dadurch gekennzeichnet, daß bei der Schaffung eines turbulenten Zustandes in dem eingelassenen Abwasser das eingelassene Abwasser einem Gravitationsfall in der Kammer ausgesetzt wird·

   41· Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß ungelöstes Sauerstoffbehandlungsgas aus dem sauerstoffbehandelten Abwasser in der Ruhezone entrissen wird und daß das entrissene Sauerstoffbehandlungsgas in eine Berührung mit dem turbulenten Abwasser umgewälzt wird·

   42. Verfahren nach Anspruch 39» dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Strömen des sauerstoffbehandelten Abwassers aus der Ruhezone das sauerstoffbehandelte Abwasser au3 der Kammer mit einer vorbestimmten erhöhten Geschwindigkeit und einer vorbestimmten Richtung ausgelassen wird.

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   43· Verfahren nach Anspruch 39, dadurch g e k e η η Z e i c h net, daß die Sauerstoffbehandlungskammer in der Menge des unbehandelten Abwaseers angeordnet wird.

   44. Einrichtung zur Behandlung einer Flüssigkeit, indem Gas darin gelöst wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine im allgemeinen eingeschlossene Kammer einen Einlaß und einen Auslaß für die dort durchzuströmende Flüssigkeit aufweist, wobei der Auslaß in die zu behandelnde Flüssigkeit entläßt, daß ein Flüssigkeiteströmungsraum in der Kammer zwischen dem Einlaß uxfidem Auslaß bestimmt ist, welcher mindestens eine statische Gas-Flüssigkeits-Vermischungszone für die dort durchströmende Flüssigkeit aufweist, daß ein Flüssigkeitsspeicherraum in dem Flüssigkeitsstrom mungsraum zwischen der Vermischungszone uncJAem Auslaß zur Aufnahme der Flüssigkeit aus dieser Zone aufweist, daß eine Einrichtimg zum Einleiten des Gases zu dieser Zone vorgesehen ist, daß eine Einrichtung geschaffen ist, welche die zu behandelnde Flüssigkeit durch den Flüssigkeitsströmungsraum leitet, daß ein Gasspeicherraum in der Kammer über dem Flüssigkeitsspeicherraum bestimmt ist, und daß eine Verbindungseinrichtung vorgesehen ist, welche einen Verbindungsweg zwischen dem Gasspeicherraum und dem Flüssigkeitsströmungsraum bei der Vermischungszone schafft, wodurch in der Flüssigkeit nicht gelöstes Gas wieder in den Gasspeicherraum eintreten und ssurüek zu der Vermischungszone durch die Verbindungseinrichtung umgewälzt werden kann.

   . Einrichtung nach Ansprach 44 , dadurch gekennzeich net, daß das in diese £®üe eingeleitete Gas eine mit Säuerstoff angereicherte Atmosphäre ist und daß die Flüssigkeit das mit Sauerstoff &u behandelnde Abwasser aufweist.

   4.6 · Einrichtung näek Miäpieubh 44 ₉ dadurch geke". nnsseich-E e t , daß ύ±έ statisch© Ifermieöhungs^öne eine Gravitations-Fallzone aufweistο

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   47· Einrichtung nach Anspruch 46>» dadurch gekennzeichn β t , daß eine im allgemeinen senkrechte Wand die Fall »one von dem SauerstoffSpeicherraum und der darunterliegenden Wasseroberfläche in dem Flüssigkeitaspeicherraua trennt, daß die Wand sich unter den gewöhnlichen Flüssigkeitsspiegel am Boden der Fallzone und beim Flüssigkeitsspeicherraum erstreckt, daß der Boden der Wand sich von dem Boden der Kammer in einem Abstand befindet, damit Flüssigkeit, welche durch die Fallzone herabfällt und Gas darin mitreißt, um/die Wand und in den

   zu en

   Flüssigkeitsspeicherraum gelangen/köniy; und daß die Verbindungseinrichtung einen Verbindungsweg zwischen dem Gasspeicherraum und dem Flüssigkeitswasserströmungsraum im oberen Bereich der Fallzone schafft.

   48. Einrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer an ihrem oberen Ende offen ist, um den Auslaß zu bestimmen.

   49> Einrichtung nach Anspruch 44* dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß eine Düseneinrichtung aufweist.

   ^0. Einrichtung nach Anspruch 49t, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse eine einstellbare Öffnungsdüse ist.

   5Ί, Einrichtung nach Anspruch 30« dadurch gekennzeichnet, daß die Düse in der Richtung einstellbar ist.

   52* Einrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Ablassen des verbrauchten .Gases und des Abgases aus der erfindungsgemäßen Einrichtung vorgesehen ist.

   53. Einrichtung nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung Gas zu dem Gasspeicherraum liefert, um eine Gasmenge darin zu bilden, welche den Wasserspiegel bei dem darunterliegenden Wasserspeicherraum niederdrückt.

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   54. Einrichtung nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß die Düseneinrichtung ein bewegbares Klappenglied auf v/eist.

   55· Verfahren der Säuerstoffbehandlung einer /bwassermenge, dadurch gekennz ei ebnet, daß eine im allgemeinen eingeschlossene Kammer zur Sauerstoffbehandlung des unbehandelten Abwassers geschaffen wird, daß die Kammer einen Einlaß, einen Auslaß und eine statische Vermischungszone zwischen dem Einlaß und dem Auslaß aufweist, daß unbehandeltes Abwasser in die Kammer durch den Einlaß eingelassen wird, daß das eingelassene Abwasser zu der statischen Vermischungszone geleitet wird, daß ein Sauerstoffbehandlungsgas in die statische Vermischungszone eingeleitet und zumindest ein Teil des Sauerstoffs in dem Abwasser gelöst wird, daß ungelöster Sauerstoff, welcher in dem Abwasser mitgenommen wird, anschließend an den Durchgang des Abwassers durch die statische Vermischungszone gesammelt wird, daß der gesammelte Sauerstoff zu der statischen Vermischungszone zwecks einer weiteren Auflösung in dem darin enthaltenen Abwasser umgewälzt / uiid daß das sauerstoffbehandelte Abwasser durch den Auslaß der Kammer in die Menge des unbehandelten Abwassers ausgelassen wird«,

   56. Verfahren nach Anspruch 55₈ dadurch gekennzeichnet, daß- bei dem Auslasses des säuerstoffbehandelten Abwassers durch den Auslaß das Abwasser aus der Kammer durch eine einstellbare Düse bei dem Auslaß ausströmt, und daß die öffnung und die Richtung der Düse gesteuert wird, um das sauerstoffbehandelte Abwasser mit der Menge des unbehandelten. Abwassers zu vermischen.

   57· Verfahren nach Anspruch 55» dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Leiten des eingelassenen Abwassers zu der statischen Vermischungszone das eingelassene Abwasser einem Gravitationsfall unterworfen wird«

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   58, Verfahren der Sauerstoffbehandlung einer Wassermenge, dadurch gekennzeichnet , daß eine im allgemeinen eingeschlossene Kammer mit einem Einlaß und einem Auslaß geschaffen wird, daß zumindest ein Teil des Wassers in die Kammer eingelassen wird, daß ein mit Sauerstoff angereicherter Gasraum durch Einleiten eines Sauerstoffbehandlungsgases in die Kammer gebildet wird, daß zumindest ein Teil des eingeleiteten Sauerstoffs in das Wasser in der Kammer gelöst wird, und daß das sauerstoffbehandelte Wasser aus der Kammer mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit und Richtung ausfließt, um eine Verdünnung des sauerstoffbehandelten Wassers in der Wassermenge zu bewirken.

   59· Verfahren nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, daß die Wassermenge Abwasser aufweist und daß die Kammer eine statische Vermischungszone enthält, welche eine Gravitations-Fallzone in Verbindung mit dem Gasraum hat und daß bei dem Lösen des eingeleiteten Fauerstoffs in dem Abwasser das Abwasser in der Kammer einem Gravitationsfall durch die Pailzone unterworfen wird.

   60. Verfahren nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß das sauerstoffbehandelte Abwasser durch eine einstellbare Düse ausgelassen wird und daß beim Auslassen des sauerstoffbehandelten Abwassers die Öffnung und die Eichtung der Düse so eingestellt ist, daß ein vorbestimmtes Strömungsprofil des sauerstoffbehandelten Abwassers in der unbehandelten Abwassermenge geschaffen ist.

   · Verfahren nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer in die Abwassermenge eingelassen wird.

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   62. Belebtschlamm-Abfall-Aufbereitungs-Verfahren, bei welchem das unaufbereitete Wasser in ein,erstes Setzbecken geleitet wird, in welchem leicht setzbare Feststoffe sich aus dem Abwasser ausscheiden können, das Abflußwasser des ersten fetzbecken zu einem Aufbereitungsbehälter strömt, das zu dem Aufbereitungsbehälter geströmte Abwasser mit Sauerstoff behandelt wird, des sauerstoffbehandelte Abwasser zu einem Klärbecken geleitet wird, der belebte Schlamm und das geklärte Abflußwasser in dem Klärbecken getrennt wird und bei dem ein Teil des belebten Fchlammes zu dem Aufbereitungsbehälter umgewälzt wird, dadurch g e k e η η ζ e lehnet , daß das Abwasser mit Sauerstoff in der Weise behandelt wird, daß eine im allgemeinen eingeschlossene Kammer mit einem Einlaß und einem Auslaß geschaffen wird, daß zumindest ein Teil des Abwassere in dem Aufbereitunpbehälter in die Kammer geleitet wird, daß ein mit Sauerstoff angereicherter Gasraum in der Kammer durch Einleiten eines Sauerstoffbehandlungsgases in die Kammer gebildet wird, daß zumindest ein Teil des eingeleiteten Sauerstoffs in das Abwasser in der Kammer gelöst wird, und daß das sauerstoffbehandelte Abwasser aus der Kammer mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit und Richtung abgeleitet wird, um eine Verdünnung des sauerstoffbehandelten Abwassers in der Abwassermenge zu bewirken.

   . Belebtschlamm-Abfall-Aufbereitungs-Verfahren nach Anspruch 621 dadurch gekennzeichnet , daß beim Lösen des eingeleiteten Sauerstoffs in dem Abwasser das Abwasser in der Kammer einem Gravitationsfall unterworfen wird.

   Belebtscblamm-Abfall-Aufbereitungs-Verfahren nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet , daß das säuerst off behandelte Abwasser durch eine einstellbare Düse geleitet wird und daß hierbei die Öffnung und die Richtung

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   der Düse eingestellt wird, um ein StrömungBprofil des sauerstoffbehandelten /bwassers in dem Aufbereitungebehälter zu schaffen, damit der Inhalt des Behälters in Bewegung gesetzt ist und Belebtschlammteilchen in Buspension in dea Abwasser gehalten werden.

   65.. Belebtschlamm-Abfall-Aufbereitungs-Verfahren, bei dem das Abwasser in einen Aufbereitungsbehälter geleitet, das zu dem Aufbereitungsbehälter geleitete Abwasser mit Sauerstoff behandelt, das säuerstoffbehandelte Abwasser zu einem Klärbecken geführt, der belebte Schlamm und das geklärte Abflußwasser ftin dem Klärbecken getrennt und bei dem ein Teil des belebten Schlamms zu dem Aufbereitungsbehälter umgewälzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser in der Weise mit Sauerstoff behandelt wird, daß eine fauerstoffbehandlungskammer geschaffen, daß Abwasser in dem Aufbereitungsbehälter in die Kammer geleitet,

   *
   daß ein turbulenter Zustand in dem zugeleiteten Abwasser geschaffen und das turbulente Abwasser mit einem Sauerstoffbehandlungsgas in Berührung gebracht und dadurch Sauerstoff in dem turbulenten Abwasser gelöst wird, daß das sauerstoffbehandelte Abwasser zu einer Ruhezone fn der Kammer übergeführt wird, um die Geschwindigkeit des Abwassers im wesentlichen aufzulösen und zu reduzieren, um dadurch das in dem sauerstoffbehandelten Abwasser mitgeführte Sauerstoffbehandlungsgas entreißen zu können, und daß das sauerstoffbehandelte Abwasser aus der Ruhezone in den Aufbereitungsbehälter mit einer erhöhten Geschwindigkeit geleitet wird, welche ausreichend ist, um Feststoffe in Suspension in dem /bwasser in dem Aufbereitungsbehälter zu halten.

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