DE2514196A1 - Vorrichtung zur begasung einer fluessigkeit - Google Patents

Vorrichtung zur begasung einer fluessigkeit

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DE2514196A1 DE19752514196 DE2514196A DE2514196A1 DE 2514196 A1 DE2514196 A1 DE 2514196A1 DE 19752514196 DE19752514196 DE 19752514196 DE 2514196 A DE2514196 A DE 2514196A DE 2514196 A1 DE2514196 A1 DE 2514196A1
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Description

  • Vorrichtung zur Begasung einer Flüssigkeit Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Begasung einer Flüssigkeit mit einem Gasverteiler und einem Urlenksystem mit Umlenkelementen für die Flüssigkeit.
  • Bei rotierenden Vorrichtungen zur Begasun von Flüssigkeiten, welche in ruhenden Flüssigkeiten, z.B. zur Sauerstoffanreicherung von Abwässern, eingesetzt werden, st es bekannt, die durch den Strömungswiderstand der bewegten Begasungsvorrichtung verursachte Mitbewegung eines Großteils uer Flilssigkeit durch, in einigem Abstand vom Gasverteiler angeordnete, feststehende Umlenkelemente zu bremsen. Dadurch soll erreicht werden, daß die Begasungsvorrichtung nicht immer von demselben, sich mit der Begasungsvorrichtung mitbewegenden Flüssigkeitsanteil umgeben ist, was die Gasverteilung in andere Teile der Flüssigkeit stark behindern würde. Derartige Umlenkelemente dienen also dazu, die der Ffüssigkeit durch die Bewegung der Begasungsvorrichtung übertragene Bewegungsenergie wieder zu entziehen.
  • Der dadurch verursachte zusätzliche Energieverbrauch einer solchen Begasungsvorrichtung ist im Vergleich zum erzielten Effekt, nämlich die bessere Gasverteilung in der Flüssigkeit unwirtschaftlich hoch. Da andererseits derartige Begasungsvorrichtungen zur Erzielung eines möglichst starken Schereffektes zwischen dem Gasverteiler und der angrenzenden Flüssigkeit, was zur Ablösung von extrem kleinen Gasblasen vom Gasverteiler führt, immer einen relativ hohen Strömungswiderstand haben, kann der Energieverbrauch-durch eine strömungsgünstigere Ausbildung des Gasverteilers nur bedingt verringert werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Begasung einer Flüssigkeit zu entwickeln, die es ermöglicht, extrem kleine Gasblasen mit geringem Energieaufwand zu erzeugen und gleichmäßig in der Flüssigkeit zu verteilen.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch geldst, daß der Gasverteiler und das Umlenksystem relativ zueinander rotierend bewegbar sind und die Umlenkelemente des Umlenksystems unmittelbar gegenüber mindestens einem Teil der Oberfläche des Gasverteilers angeordnet ist.
  • Durch die Relativbewegung zwischen dem Gasverteiler und den dicht an dessen Oberfläche angeordneten Umlenkelementen wird die den Gasverteiler direkt umgebende Flüssigkeitsschicht abgehoben und durch neu zuströmende Flüssigkeit ersetzt. Dabei wirken an der Oberfläche des Gasverteilers sehr hohe Abscherkräfte auf die aus dem Gasverteiler austretenden Gasblasen, so daß bevorzugt sehr kleine Gasbläschen vom Gasverteiler losgerissen werden und durch die Umlenkelemente sofort in einem großen Bereich der umgebenden Flüssigkeit verteilt werden. Ein Großteil der bei den bekannten Eegasungsvorrichtungen sonst nutzlos verlorengehenden Bewegungsenergie der Flüssigkeit wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung also zur Erzeugung extrem kleiner Gasbläschen verwendet, welche gleichmäßig in der Flüssigkeit verteilt werden und sich rasch vollständig in dieser auflösen. Da die Umlenkelemente sehr nahe an der Oberfläche des Gasverteilers angeordnet sind, können sie relativ schmal gehalten werden, wodurch sich ihr Strömungswiderstand und der damit verbundene Energieverlust entsprechend verringert. Trotzdem wird auch durch relativ schmale Umlenkelemente das Mitdrehen großer Flüssigkeitsmengen mit der rotierenden Begasungsvorrichtung verhindert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist aufgrund ihrer guten Eintragungsleistung (d.i. Menge des in der Flüssigkeit gelösten Gases pro benötigter Leistungseinheit) besonders zur Sauerstoffanreicherung.
  • von Abwässern oder sauerstoffarmer Naturgewässer geeignet.
  • Als besonders einfach und vorteilhaft erweist es sich, wenn der Gasverteiler als zylindrischer Körper ausgebildet ist, dessen Mantelfläche zumindest teilweise Gasaustrittsöffnungen aufweist und zumindest teilweise von als Umlenkbleche ausgebildeten Umlenkelementen umgeben ist. Die Flüssigkeit strömt dann bei einer Relativbewegung zwischen dem Gasverteiler und den Umlenkblechen vorzugsweise in radialer Richtung von der Begasungsvorrichtung weg, wobei neue Flüssigkeit vorzugsweise aus In der Zylinderachse gelegenen Richtungen zuströmt.
  • Nhnliche Flüssigkeitsströmungen liegen bei einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, bei der der Gasverteiler als scheibenförmiger Körper ausgebildet ist, dessen Scheibenoberflächen zumindest teilweise Gasaustrittsöffnungen aufweisen und zumindest teilweise von radial und senkrecht zur Scheibenoberfläche angeordneten, als Umlenkbleche ausgebildeten Umlenkelementen umgeben ist. Diese Vorrichtung kann ohne Verringerung der Gasaustrittsfläche des Gasverteilers sehr flach gehalten werden und ist besonders für den Einsatz in flachen Naturgewässern oder Klärbecken und dergleichen geeignet.
  • Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemaßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß zumindest ein Teil der Umlenkelemente als Düsen ausgebildet ist. Aus den Düsen, die vorzugsweise als Flachdüsen ausgebildet sind, treten Flüssigkeitsstrahlen aus, die auf den Gasverteiler treffen und zusätzlich eine Relativbewegung zwischen dem Gasverteiler und der angrenzenden Flüssigkeit'erzeugen. DieAußenwandungen der DUsen knnen auch weiterhin die Funktion der vorher beschriebenen Umlenkelemente Ubernehmen.
  • Bei einer speziellen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Gasverteiler rotierbar, wobei eine Pumpe vorgesehen ist, die eine FlUssigkeitsströmung zu den Gasaustrittsöffnungen erzeugt und zur Erhöhung der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Gasverteiler und der Flssigkeit beiträgt.
  • Weiterhin werden die vom Gasverteiler durch dessen Rotation abgescherten Gasbläschen durch die von der Pumpe erzeugte Flüssigkeitsströmung fortgetragen und in der umgebenden Flüssigkeit verteilt.
  • Besonders wirkungsvoll kann der Absohereffekt und somit die Erzeugung kleinster Gasbläschen dadurch gestaltet werden, daß der Gasverteiler und das Umlenksystem getrenlKuRig rotierbar sind. Das rotierende Umlenksystem kann dabei gleichzeitig als Pumpe zur Umwälzung der zu begasenden FlUssigkeit dienen.
  • In den Figuren 1 und 2 sind schematisch zwei Ausfllhrungsbeispiele des Anmeldungsgegenstandes dargestellt.
  • Figur 1 zeigt eine Begasungavorrichtung mit einem scheiben£drmigen rotierenden Gasverteiler und feststehenden Umlenkblechen.
  • Figur 2 zeigt eine Beasungsvorrichtun mit einem zylindrischen rotierenden Gasverteiler und feststehen Sen als Flachdüse aus-<,eb ideten mlenelementen.
  • In Figur 1 ist in schematischer Weise eine Vorrichtung zur Begasung insbesondere von Abwssern dargestellt, welche in einem Becken angeordnet ist. Hierbei sind unmittelbar gegenüber einer porösen Oberseite 6 eines rotierenden scheibenförmigen Gasverteilers 1, der von einem Motor 2 über eine Hohlwelle 3 angetrieben wird, feststehende Umlenkbleche 4 eines Umlenksystems angeordnet. Die Umlenkbleche 4 sind am Ende eines die Hohlwelle ) konzentrisch umgebenden feststehenden Schachtes 5 angeordnet.
  • An der Hohlwelle 3 sind innerhalb des Schachtes 5 Propellerflügel 7 angeordnet, welche im Schacht 5 eine Wasserströmung von oben nach unten erzeugen. Durch die Hohlwelle 3 wird dem Gasverteiler 1 Gas, z.B. reiner Sauerstoff, zugeführt, welches aus der porösen Oberseite 6 ausströmt. Durch die Rotation des Gasverteilers 1 und durch die Umlenkbleche 4 erzielte Strömungsrichtung des Wassers entsteht ein starkes Geschwindigkeitsgefälle, wodurch das aus der Oberfläche 6 austretende Gas sofort als kleinste Bläschen vom Gasverteiler 1 losgerissen wird. Die erzeugten Gasbläschen werden von dem aus dem Schacht strömenden Wasser weggetragen und in der umgebenden Wassermenge verteilt.
  • In Figur ? ist ebenfalls in schematischer Weise eine Vorrichtung zur Begasung insbesondere von Abwässern dargestellt, welche in einem flecken angeordnet St. Hierbei B ntl un@ittelbar gegenüber einer porösen Mantelfläche 9 eines rotierenden, zyl drischen Gasverteilers 8 Flachdüsen 10 angeordnet, welche in diesem Fall das Umlenksystem bilden. Dem Gasverteiler 8 wird durch ene Leitung 11 mit einer drehbaren Verbindung 12 Sas, z.B. reiner Sauerstoff, zugeführt, welches aus den Gasaustrittsöffnungen oder Mantelfläche austritt. Den Fiachdüsen 10 w'rd durch ein Leitungssystem 13 Druckwasser, z.B. Abwasser, zugeführt, welches die Mantelfläche 9 entgegen der Drehrichtung des Gasverteilers 8 anströmt. Dadurch wirken erhöhte Scherkräfte auf die aus den Gasaustrittsöffnungen des Gasverteilers 8 austretenden Gasblasen, wodurch kleinste Gasbläschen vom Gasverteller 8 losgerissen und sofort durch das ausströmende Druckwasser In der umgebenden Wassermenge verteilt werden. Durch die sofortige Verteilung der erzeugten Gasbläschen wird deren WledervereinigunS und somit dIe Bildung unerwünschter großer Gasblasen verhindert.

Claims (1)

  1. Patentansprtiche
    1. Vorrichtun zur Begasung einer Flüssigkeit mit einem Gasverteiler und einem Umlenksystem mit Umlenkelementen für die Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasverteiler (1, 8) und das Umlenksystem relativ zueinander rotierend bewegbar sind und die Umlenkelemente (4, 10) des Umlenksystems unmittelbar gegenüber mindestens einem Teil der Oberfläche (6, 9) des Gasverteilers (1, 8) angeordnet sind.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasverteiler (8) als zylindrischer Körper ausgebildet ist, dessen Mantelfläche (9) zumindest teilweise Jasaustrittsöffnuten aufweist und zumindest teilweise von als Umlenkbleche ausgebildeten Umlenkelementen (4, 10) umgeben ist.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasverteiler (1) als scheibenförmiger Körper ausgebildet ist, dessen Scheibenoberflächen(6) zumindest teilweise Gasastrttsöfnunen aufweisen und zumindest teilweise von radial und senkrecht zur Scheibenoberfläche angeordneten, als Umlenkbleche ausgebildeten Umlenkelementen (4, lO) umgeben ist.
    4. Vorrichtung nach einem der Ausprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Umlenkelemente (4, 10) als Düsen ausgebildet ist.
    5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bs 4, dadurch gekennzeichnet, dai3 der Gasverteiler (1, ') rotierbar ist, wobei eine Pumpe (7) vorgesehen ist, die e:ne Flüssigkeitsströmung zu den Gesamtaustrittsöffnungen erzeugt.
    6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, da der Gasverteiler (1, 8) und das Umlenksystem gegenläufig rotlerbar sind.
    L e e r s e i t e
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4263143A (en) * 1978-10-12 1981-04-21 Uhde Gmbh Process and apparatus for dispersing gas in a liquid
DE3609215A1 (de) * 1986-03-19 1987-09-24 Schreiber Berthold Belebungsanlage zur biologischen abwasserreinigung
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DE19516395A1 (de) * 1995-05-04 1996-11-07 Werkstoff & Funktion Grimmel W Vorrichtung zum Begasen einer Flüssigkeit und Verfahren zum Betrieb einer Kläranlage

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