-
Verfahren und Vorrichtung zum Eintragen von Gasen in Flüssigkeiten,
insbesondere zur Oberflächenbelüftung von Abwasser Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Eintragen von Gasen in Flüssigkeiten, insbesondere zur
Oberflächenbelüftung von Abwasser mit mindestens einem horizontalachsigen Belüftungskörper,
der drehangetrieben ist.
-
Bei derartigen Verfahren und Vorrichtungen besteht insbesondere bei
der Oberflächenbelüftung von Abwasser die allgemeine Aufgabe mit möglichst geringem
Energieaufwand möglichst viel Luft bzw. Sauerstoff in die Flüssigkeit, insbesondere
das Abwasser einzutragen. Der Sauerstoffeintrag soll hierbei möglichst tief und
fein verteilt in das Abwasser erfolgen, damit sich eine lange Verweilzeit des Gases
in dem Abwasser zur Übergabe des Sauerstoffes ergibt. Bei der Oberflächenbelüftung
von Abwasser besteht eine zwingende Nebenbedingung darin, sich daß / an der Sohledes
Beckens, in welchem derartige
Belüftungsvorgänge durchgeführt werden,
eine Strömung einstellt, damit Schlammablagerungen vermieden werden.
-
Zur Lösung dieser Aufgabenstellung werden in der Praxis grundsätzlich
drei Lösungsprinzipien angewandt. Bei der sogenannten Druckbelüftung wird durch
Kompressoren Luft über sogenannte Belüftungskerzen, welche stationär oder beweglich
in der Nähe der Beckensohle angeordnet sind, in das Wasser eingetragen. Bei der
Oberflächenkreiselbelüftung wird durch, nach Art von Turbinenschaufeln oder Pumpenrädern
ausgebildete, Beltiftwrgskreisel mit senkrecht angeordneter Welle Luft in das Wasser
eingetragen Bei der dritten Lösungsmöglichkeit, mit der sich auch die vorliegende
Erfindung befasst, wird über dem Wasserspiegel eine sogenannte Belüftungswalze in
horizontaler Anordnung gelagert, welche mit Schaufeln oder ähnlichen Geräten bestückt
ist, die bei der Drehbewegung unter häuftigem Aufschlagen in das Wasser eintauchen
und dadurch Luft in das Wasser eintragen. Das Becken, in dem diese Beluftungsvorgänge
durchgeführt werden, ist mei stens als Ringbecken ausgebildet und die Belüftungswalze
überspannt die ganze Beckenbreite. Hierbei können ein oder mehrere Walzen für ein
Becken vorgesehen sein, wobei während des Belüftungsvorganges das gesamte Wasser
im kreisförmigen oder ovalen Becken durch die Belüftungswalzen in eine Drehbewegung
oder Kreisströmung versetzt wird, um Ablagerungen des Schlammes an der Beckensohle
zu vermeiden.
-
Die bekannten Walzenbelüfter bestehen grundsätzlich aus einer drehangetriebenen
horizontalen Welle, auf welcher die sogenannten Belüftungsschaufeln angeordnet sind.
Die Welle ist oberhalb des Wasserspiegels angeordnet und nur die Belüftungsschaufeln
tauchen mehr oder weniger tief in das zu belüftende Wasser ein. Die Welle ist hierbei
nach rein statischen und dynamischen Gesichtspunkten dimensioniert, um die zum Teil
erheblichen Belastungen aufzunehmen, die sich aus den auftretenden Schlag- und Stoßkräften
ergibt, welche beim Aufschlagen und Eintauchen der Belüftungsschaufeln in das Wasser
erzeugt werdent
Bei derartigen bekannten ltralzenbelüftern sind
die verschiedenartigsten Schaufelformen vorgeschlagen worden (vgl. DAS 1 029 755,
DAS 1 196 582 und DT-0S1923 121) und es wurden an Stelle der Schaufeln auch aus
Btirstenkämmen aus Aluminium oder Kunststoff, welche gut federn, aufgebaute Bürstenwalzen
vorgeschlagen. Zur Herabsetzung der auftretenden Schlagkräfte gibt es nach dem Stand
der Technik die verschiedenartigsten Vorschläge, die Belüftungsschaufeln versetzt
anzuordnen, um durch die seitliche Abfolge des Eintauchens und Aufschlagens dieser
Belüftungsschaufeln eine bessere Verteilung der Schlagkräfte zu erreichen. Aus der
DT-AS 1 658 147 ist ferner noch eine ganz spezielle Art von Belüftungsschaufeln
bekannt, die ähnlich der Form einer Luftschraube aufgebaut ist.
-
Die bisher bekannten Ausführungsformen derartiger Walzenbelüfter weisen
Jedoch den Nachteil auf, daß die Schaufeln nur verhältnismäßig wenig Luft in die
zu belüftende Flüssigkeit eintragen, da die Luftbeim Eintauchen der Schaufeln in
das Wasser verhältnismäßig leicht und schnell in radialer Richtung an den Schaufeln
entang wieder aus dem Wasser entweichen kann, da die Luft insbesondere in ziemlich
groben Blasen eingetragen wird.
-
Die Luft, welche durch den Sog hinter dem die Belüftungsschaufel bildenden
Schaufelblatt mitgeschleppt wird, wird zwar etwas tiefer eingetragen, kann jedoch
in Form von ebenfalls großvolumigen Blasen bei zunehmenden Wasserwiderstand radial
am Schaufelblatt entlang etweichen. Die erziel#Wirkung hinsichtlich des Sauerstoffeintrages
beruht bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen in dieser Art im wesentlichen darauf,
daß die Belüftungsschaufeln beim Austreten aus dem Wasser das Wasser in mehr oder
weniger großen Tropen in die Luft schleudern, wo sich die Wassertropfen mit Sauerstoff
anreichern können und beim Wiedereintreten noch geringfügige Luftmengen mitnehmen
können.
-
Um diese Wirkung zu verstärken, sind auch besondere Leitblechanordnungen
bkannt, welche die Wirkung haben sollen, daß die wiedereintauchenden luftangereicherten
Wassertropfen bedingt durch ihre Bewegungsenergie mittels des Leitbleches in eine
kreisförmige Bewegung versetzt werden, so daß die mitgetragene
Luft
nachträglich wieder etwas tiefer in die Flüssigkeit eingetragen wird. Aus oben stehendem
ergibt sich, daß bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen die Möglichkeiten des
zweiphasigen Eintragen des Gases in das Wasser, nämlich dem Eintrag beim Eintauchen
der Belüftungsschaufeln und Eintragen beim Austritt der Schaufeln bei den bekannten
Ausführungsformen nach dem Stand der Technik keinesfalls optimal genutzt werden.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahen und eine Vorrichtung
zu schaffen, mittels derer mit geringstem Energieaufwand möglichst viel Gas in die
Flüssigkeit, insbesondere möglicht viel Sauerstoff in das Abwasser, eingetragen
werden kann, wobei gleichzeitig die bereits oben erwähnten zusätzlichen Bedingungen
erfüllt werden sollen.
-
Bei einem Verfahren zum Eintragen von Gasen in Flüssigkeiten, insbesondere
zur Oberflächenbelüftung von Abwasser mit mindestens einem horizontalachsigen Belüftungskörper
der drehangetrieben ist, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch
gelöst, daß das Gas durch die Flüssigkeit selbst eingetragen wird, indem einem abgezweigten
Teil der Flüssigkeit eine Zentrifugalkraft mitgeteilt wird, welche den abgezweigten
Teil der Flüssigkeit unter Bildung eines Flüssigkeitsgasgemisches in die Flüssigkeit
fördert, wobei das Gas der gleichen Zentrifugalkraft ausgesetzt wird und das ebenfalls
mit der gleichen Zentrifugalkraft ein Teil der Flüssigkeit in feiner Tropfenform
im freien Fall durch die umgebende Gasatmosphäre geschleudert wird, wobei die erforderlichen
Zentrifugalkräfte durch den Belüftungskörper erzeugt werden.
-
Bei einer Vorrichtung zum Eintragen von Gasen in Flüssigkeiten, insbesondere
zur Oberflächenbelüftung von Abwasser mit mindestens!; einem horizontalachsigen
Belüftungskörper der drehangetrieben 1 ist, beruht die Erfindung auf der Erkenntnis,
daß der aus konstruktiven Gründen erforderliche horizontale Lagerkörper selbst schon
zum Sauerstoffeintragen mitbenutzt werden kann und die der
Erfindung
zugrunde liegende Aufgabe wird hierbei im wesentlichen dadurch gelöst, daß der Belüftungskörper
selbsttragend als gaseintragender Hohlkörper ausgebildet ist, der in die zu belüftende
Hlüssigkeit teilweise eingetaucht ist.
-
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung
wird der Hohlkörper als gelochte Trommel ausgebildet.
-
Durch die Erfindung wird insbesondere der Vorteil erzielt, daß abgesehen
von der vollständigen Lösung der gestellten Aufgabe, eine ausgesprochen einfache
Konstruktion geschaffen wird. Anstelle von Wellen und darauf angeordneten Schaufeln
wird nämlich drfindungsgemäß der Lager- und Antriebskörper als sich selbsttragender
verwindungssteifer gelochter Blechmantel mit verhältnismäßig großem Durchmesser
ausgebildet, der eine absolute Biegesteifigkeit nach Art einer überdimens-ionierten
Hohlwelle aufweist, so daß bei den erzielbaren Spannweiten hinsichtlich der Beckenbreite
kaum konstruktive Grenzen bestehen. Der gelochte Hohlkörper wird derart über dem
Wasserspiegel angeordnet, daß er sich zum Teil mit Wasser füllt. Wird nun der Hohlkörper
in Drehbewegung versetzt, so strömt auf der Eintauchseite des des gelochten Hohlkörpers
Luft und Wasser ein und an der Austrittsseite wieder aus. Das im unteren Teil des
Hohlkörpers befindliche Wasservolumen wird S je nach Drehgeschwindigkeit auf der
Austrittsseite an der Innenwandung hochgezogen, so daß die = abgezweigte, im Inneren
des Hohlkörpers befindliche Wassermenge, eine etwa halbmondförmige Gestalt in Querschnittsansicht
aufweist, welche ähnlich dem Prinzip einer Wasserringluftpumpe seine Lage halbmondförmig
von der Eintauchseite zur Austrittsseite steigend ändert. Die in den Lochungen befindliche
Luft wird sehr intensiv beim Eintauchen in das Wasser mitgerissen und durch die
Fliehkraftwirkung in Verbindung mit dem Wasserstand des sich im Hohlkörper befindlichen
Wasservolumens daran gehindert nach dem Inneren des Hohlkörpers auszutreten, und
es werden diese Luftvolumina nach aussen radial tief ins Wasser
eingetragen,
wobei die Forderung der Luftvolumina durch die unter Zentrifugalkraftwirkung nach
aussen strömenden Wasservolumina erfolgt. Durch den im Inneren des Hohlkörpers steigend
zur Austrittsseite sich einstellenden Wasserring wird je nach Drehgeschwindigkeit
der Trommel ein Wasserluftgemisch durch die Öffnungen oder Lochungen in mehr oder
weniger großen zrabel-; förmigen Bögen in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit
ausgeworfen. Hierdurch wird eine große Flugbahn der Wassertropfen in fein verteilter
Form und eine damit verbundene große Aufnahmefähigkeit von Sauerstoff vor dem Wiedereintritt
in das Wasser erreicht. Je nach Öffnungsgröße wird das Wasser mehr oder weniger
fein verteilt in kleinste Tropfen mit entsprechend großer spezifischer Oberfläche
aufgerissen. Der Reibungswiderstand eines derartigen Hohlkörpers ist im Vergleich
mit bekanntes Konstruktionen ausgesprochen gering, und es treten auch keine Schlagkräfte
auf, so daß bisher nicht erreichbare Gasmengen mit im Vergleich zu bisher aufgewandten
Energiemengen sehr viel kleineren Energieaufwand eingetragen werden können.
-
Bei einer bevorzug-ten Ausführungsform nach der Efindung ist der Hohlkörper
in seiner Eintauchtiefe verstellbar ausgebildet.
-
In vorteilhafter Weise ist der Hohlkörper in seiner Eintauchtiefe
bis zur Hälfte seines Durchmessers eintauchbar ausgebildet.
-
Im einzelnen kann die Erfindung derart weitergebildet werden, daß
die Trommel beidseits auf dem Beckenrand gelagert ist.
-
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung nach der Erfindung ist die Trommel
durch einen elektromechanischen oder einen elektrohydraulischen Antrieb angetrieben.
-
Im einzelnen ist es auch vorteilhaft, den oberen Bereich der Trommel
durch eine Abdeckhaube abzudecken.
-
Wenn die gelochte Trommel ohne SchaufelbestUckung mit verhältnis41
mäßig
großer Geschwindigkeit gefahren wird, wird genügend Sauerstoff eingetragen und darüberhinaus
auch eine entsprechende Fließgeschwindigkeit an der Beckensohle erzeugt. Wird die
Trommel jedoch mit verhältnismäßig kleiner Geschwindigkeit gefahren, kann eine abgewandelte
Ausführungsform nach der Erfindung vorteilhaft sein, bei der die oben beschriebene
Grundausführung der Belüftungstrommel mit zusätzlichen Schaufeln bestückt ist, die
jedoch nicht so lang wie nach dem Stand der Technik ausgebildet sein müssen.
-
Diese Ausführungsform kann derart abgewandelt werden, daß die mit
Schaufeln bestückte Trommel aus einem ungelochten glatten Blechmantel besteht. Diese
Ausführungsform kann gewisse Vorteile ! dann bieten, wenn bei bestimmten Zusammensetzungen
des Abwasser sich die Lochungen einer gelochten Trommel durch Faserstoffe oder ähnliches
zusetzen würden. Dann kann man zweckmäßigerweise eine glatte Trommel, die mit Schaufeln
besetzt ist, verwenden, wobei in diesem Falle die glatte Trommel als Auftriebskörper
wirkt, so daß die Lagerbelastung drastisch herabgesetzt wird.
-
Mit besonderem Vorteil wird das Verhältnis von Eintauchtiefe der Trommel
zur Schaufellänge in Abhängigkeit von der gefahrenen Geschwindigkeit bestimmt.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Verhältnis der Schaufellänge
zu der Eintauchtiefe der Trommel zwischen 1 : 1 und 1 : 5.
-
Eine vorteilhafte Ausführrngsform der Erfindung kann dadurch geschaffen
werden, daß die Trommel mit Flachstabschaufeln bestockt ist.
-
Bei einer abgewandelten Aus führungs form der Erfindung ist die Trommel
mit Winkelschaufeln bestückt.
-
Eine weitere Ausführungsform der erfindung kann dadurch geschaffen
werden, daß die Trommel ast geöffneten und geschlossenen Winkeln bestückt ist.
-
Im einzelnen kann die Erfindung dadurch weitergebildet werden, daß
die Trommel mit Winkeln mit verschieden breit geöffneter Spitze ohne Aussenabdeckung
bestückt wird.
-
Im einzelnen ist es auch möglich, die Trommel mit gelochten Winkelkörpern
zu bestücken.
-
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kann dadurch geschaffen
werden, daß die Trommel mit düsenförmigen Schaufeln bestückt wird.
-
Diese Ausführungsform kann dadurch ausgestaltet werden, daß die Schaufeln
eine wechselseitige Lochung aufweisen.
-
Im einzelnen ist es auch möglich die Trommel mit einer Kombination
von Schaufeln verschiedenster Formen' zu bestücken.
-
Die Ausführungsform nach der Erfindung, bei der auf der Aussenseite
der Trommel zusätzliche Belüftungsschaufeln angebracht werden, kann dadurch weitergebildet
werden, daß über den Enden der Belüftungsschaufeln ein Drahtgitter zylindrischer
Form angeordnet wird. Hierdurch kann die Luft und das Wasser sowohl beim Eintauchen
wie auch beim Austritt noch feiner verteilt und versprüht werden.
-
Die Schaufeln können fest mit der Trommel verschweißt sein oder wahlweise
durch Schraubverbindungen oder dgl. lösbar verbunden sein.
-
Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung ch der Erfindung sind die Schaufeln
immer versetzt zueinander angeordnet und die Schaufelreihen verlaufen schräg zur
Drehachse der Belüftungstrommel.
Hierdurch tauchen nicht alle Schaufeln
einer Reihe gleichzeitig in das Wasser, wodurch ein großer Widerstand erzeugt werden
würde, sondern es erfolgt dieses Eintauchen kurz nacheinander, um den Eintauchwiderstand
zu verringern.
-
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen beispielhaft
veranschaulichten Ausführungsformen näher erläutert.
-
tEs zeigt: Fig. 1 eine Vorderansicht einer ersten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 eine Schnittansicht der Ausführungsform
gemäß Fig. 1, Fig. 3 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform nach der
Erfindung, Fig. 4 eine Draufsicht einer Ausführungsform der Trommel die mit Flachstabschaufeln
bestückt ist, Fig. 5 eine Schnittansicht einer Trommel, die mit Winkelschaufeln
bestückt ist, Fig. 6 eine Draufsicht der Ausführungsform gemäß Fig. 5, Fig. 7 eine
Schnittansicht einer Ausführungsfrm der Trommel, die mit geöffneten und geschlossenen
Winkeln bestückt ist, Fig. 8 eine Draufsicht auf die Ausführungsform gemäß Fig.
7, Fig. 9 eine Schnittansicht einer Trommel, die mit gelochten Winkelkörpern bestückt
ist,
Fig. 10 eine Draufsicht der Ausfübrungsform gemäß Fig. 9,
Fig. 11 eine Schnittansicht einer Trommel, die mit düsenförmigen Schaufein bestückt
ist, Fig. 12 eine Draufsicht auf die Ausführungsform gemäß Fig. 11, Fig. 13 eine
Schnittansicht einer Trommel, die mit einer Kombination verschiedener Schaufelformen
bestückt ist, Fig. 14 eine Draufsicht auf die Ausführungsform gemäß Fig. 13, Fig.
15 eine Schnitansicht einer Trommel, die mit Schaufeln verschiedener Form bestückt
ist, welche mit einem zusätzlichen Drahtgitter abgedeckt sind; und Fig. 16 eine
Draufsicht auf die Ausführungsform gemäß Fig. 15.
-
Bei der in Fig. 1 veranschaulichten AusfUhrungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist als Belüftungskörper eine gelochte ~Trommel 1 veranschaulicht, welche
in einem mit Flüssigkeit 2 gefüllte Becken 3 angeordnet ist. Das Becken 3, welches
in den Fig. der Zeichnungen in der Schnittdarstellung veranschaulicht ist, ist bei
dem bevorzugten Einsatzgebiet der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein sogenanntes
Belebungsbecken, in welchem die Flüssigkeit 2 durch Abwasser 2 gebildet ist. Bei
derartigen Bekken handelt es sich bei der Art von Belüftung mit der sich die vorliegende
Erfindung befasst, um ein sogenanntes Ringbecken, welches eine kreisförmige oder
ovale Gestalt hat. Derartige Bekken weisen in der durch den BelÜftungskörper oder
Trommel 1 überspannbaren Weite Größenordnungen zwischen 8 und 10 m auf.
-
Die Trommel 1 überspannt die Gesamtbreite des Beckens 2 und ist an
dessen Rändern 4, 5 in Lagern 6, 7 gelagert. Die Trommel 1 trägt sämtliche Lagerkräfte,
da sie selbst den erforderlichen horizontalen Verlagerungskörper bildet, wobei die
Lager 6, 7 an den Enden der Trommel 1 befestigte Achsstummel 8, 9 aufnehmen. Auf
der einen Seite der Trommel 1 ist ein Antrieb 10 vorgesehen, welcher ebenfalls am
Beckenrand 4 gelagert sein kann, welcher als elektromechanischer oder elektrohydraulischer
Antrieb ausgebildet ist.
-
Auf der Oberseite der Trommel 1 ist eine Abdeckhaube 11 vorgesehen,
welche insbesondere dazu dient, die hochgeschleuderten Flüssigkeitstropfen zurückzulenken
und die Versüeuung von beim Hochschleudern möglicherweise gebildeten und Schadstoffe
enthaltenden Aerosole zu vermeiden.
-
In Fig. 1 ist mit 12 ferner der Boden des Beckens 3 bezeichnet, entlang
dessen die bereits oben erwähnte Strömung erzeugt werden soll, die eine Ablagerung
von in dem Abwasser 2 enthaltenen Schlämmen verhindert.
-
Bei der in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsform der Trommel 1
sind die verschiedensten Formen von Lochungen veranschaulicht, welche in dem gelochten
Blech vorgesehen sein können, aus dem der Körper der Trommel 1 als selbsttragender,
verwindungssteife und gelochter Blechmantel verhältnismäßig großen Durchmessers
aufgebaut ist.
-
Die Lochungen können als Querlochungen 13, Längslochungen 14, oder
Rundlochungen 15 in der in Fig. 1 veranschaulichten Anordnung und Ausführung ausgebildet
sein. Ferner ist es auch möglich, je nach Betriebsbedingungen und der Natur des
zu belüftenden Wassers, Kombinationen derartiger Lochungen zu verwenden, und insbesondere
derartige Lochungen in besonderen Mustern anzubringen, die hinsichtlich des Eintrages
des Gases oder der gewünschten
Zusammensetzung des erzeugten Wassernebels
oder Tropfenvorhanges von besonderem Vorteil sein können.
-
Wie ferner aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Trommel 1 derart über dem
Wasserspiegel 16 angeordnet, daß sich die Trommel 1 teilweise mit Abwasser 2 füllt.
-
Wird nun die Trommel 1 in Drehung versetzt, so wird, wie aus Fig.
2 ersichtlich, in der die grundsätzliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
in einer seitlichen Schnittansicht schematisch veranschaulicht ist, an der durch
die Drehrichtung definierten Eintauchseite 17 des Mantels der Trommel 1, Luft und
Wasser angesaugt und zur Austrittsseite 18, gefördert. Durch die Drehbewegung der
Trommel 1 wird im Inneren ein mit 19 bezeici neter halbmondförmiger Wasserspiegel
erzeugt, welcher auf Grund der Zentrifugalkraft in dem in das Abwasser 2 untergetauchten
Bereich, die in den Lochungen 14, 15 oder 16 enthaltene Luft direkt in das Abwasser
hinausdrückt und der andererseits in dem Bereich in dem er im Inneren der Trommel
1 hochsteigt, selbst aIs feinste Tröpfchen 20 in dem durch die Abdeckhaube 11 umschlossenen
Raum versprüht wird. Hierbei reichert sich das Abwasser im erheblichen Maße mit
Sauerstoff an, wobei in der ersten Phase, welche durch die Pfeile 21 in Fig. 2 angedeutet
ist, der Hauptkörper des Abwassers direkt mit Luftblasen beschickt wird, deren Größe
durch die Größe der Lochung in dem Mantel der Trommel 1 und deren Eindringtiefe
durch die der Drehgeschwindigkeit entsprechende Zentrifugalkraft bestimmt werden
kann. Der halbmondförmige Wasserspiegel 19 im Inneren der Trommel 1 verhindert darüberhinaus,
daß sich die in den Lochungen 14, 15 oder 16 enthaltene Luft zur Innenseite der
Trommel hin befreit.
-
Die durch den Abstand der Unterkante 22, der Trommel 1, von dem Wasserspiegel
Ae9stimmte Eintauchtiefe der Trommel 1 kann variabel sein, wobei die Trommel 1 bis
zur Hälfte in das Abwasser 2 eingetaucht betrieben werden kann. Die zweckmäßigste
Eintauchtiefe kann entsprechend der vorliegenden Bedingungen durch Versuche ermittelt
werden.
-
Fenn die gelochte Trommel 1 mit verhältnimäßig großer Geschwindigkeit
betrieben wird, reicht dies aus, gleichzeitig zum Eintragen einer großen Menge von
Sauerstoff auch eine entsprechende Fließgeschwindigkeit am Boden 12 des Beckens
3 zu erzeugen. Wird die Trommel 1 jedoch mit verhältnismäßig kleiner Geschwindigkeit
betrieben, kann es zweckmäßig sein, um bei-de Wirkungen, nämlich das Eintragen von
Sauerstoff und eine ausreichende Geschwindigkeit zu erreichen, die Trommel 1 mit
zusätzlichen Schaufeln,die allgemein mit 24 bezeichnet sind, zu bestücken, wie dies
in den Fig. 3 bis 15 näher veranschaulicht ist.
-
Wenn die Trommel 1 mit Schaufeln 24 bestückt ist, kann sie auch aus
einem ungelochten glatten Blechmantel#bestehen. Dies kann bei ganz bestimmten Anwendungsfällen
von Vorteil sein, wo wegen der Zusammensetzung des Abwassers sich bei einer gelochten
Trommel die Lochung durch Faserstoffe oder dgl. zusetzen würde. Dann wird man zweckmäßigerweise
die Trommel 1 glatt ausbilden und nur mit Schaufeln 24 der verschiedensten Formen
besetzen. In diesem Falle wilkt dann die glatte Trommel 1 als Hohlkörper, der einen
entsprechenden Auftrieb erzeugt und dadurch die Lagerbelastung verringert.
-
Die bevorzugte Ausführungsform stellt jedoch die Trommel 1 mit den
Lochungen 13, 14 bzw. 15 dar. Wird davon ausgegangen, daß bei bekannten Walzenbelüftern
für Abwasser die bisher maximal zur Anwendung gelangende Eintauchtiefe der Schaufeln
etwa 300 mm beträgt und die erfindungsgemäße Vorrichtung ebenfalls mit liner Gesamteintauchtiefe
von maximal 300 mm arbeiten soll, so ist es bei der Bestückung der Trommel 1 mit
Schaufeln 24 zweckmäßig, daß das Verhältnis der Schaufellänge zur Eintauchtiefe
der Trommel selbst, zwischen 1 : 1, d.h. 150 mm Eintauchtiefe und tD mm Schaufellänge
bis 1 : 5, d.h. 50 mm Schaufellänge und 250 mm Eintauchtiefe der Trommel 1 zu wählen.
Mit anderen Worten sollte die Länge der zusätlichen Schaufelbestückung zweckaäßigerveise
so
kurz als möglich sein. Je nach den vorliegenden Bedingungen kann Jedoch durch Versuche
festgestellt werden, ob überhaupt eine Schaufelbestückung erforderlich ist, und
wie groß deren Länge sein muß. Es gilt jedoch grundsätzlich, daß bei großer Drehgeschwindigkeit
der Trommel 1 keine Schaufeln 24 erforderlici sein dürften, während kleine Drehgeschwindigkeiten
zusätzliche Schaufeln bedingen, was bedeutet, daß das Verhältnis der Eintauchtiefe
der Trommel 1 zur Schaufellänge von der Betriebsge schwindigkeit abhängt.
-
In Fig. 3 ist die abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung veranschaulicht, bei der zusätzliche Schaufeln 24 vorgesehen sind. Es
wird an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß bei sämtlichen Ausführungsformen der
e;rfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß den Fig. 3 - 15 die mit einer zusätzlichen
Schaufelbestückung 24 versehen sind, für gleiche Teile ~eiche Bezugszeichen verwendet
wurden, so daß bezüglich der nichterwähnten Einzelheiten dieser Ausführungsformen
auf die oben stehende Beschreibung der Ausführungsform-gemäß den'Fig. 1 und 2 hingewiesen
wird.
-
Bei der in den Fig. 3 und 4 veranschaulichten Ausführungsform sind
als zusätzliche Schaufeln 24 Flachstabschaufeln 25 vorgesehen, welche wie insbesondere
aus Fig. 4 ersichtlich in zur Drehachse schräg liegenden Reihen versetzt zueinander
angeordnet sind. Die Flachstabschaufel stellt die vom wirtschaftlichen Standpunkt
der Herstellung günstigste Schaufelirin dar und bringt die zusätz#che Wirkung wie
bei dem nach dem Stand der Technik bekannten Walzenbelüfter bei dem derartige Flachsohaufeln
an einer oberhalb der Wasserlinie angeordneten Welle befestigt sind. Bei diesem
Ausführungsbeispiel kann der Mantel der Trommel 1 gelocht in der bevorzugten Ausführungsform
oder ungelocht ausgebildet sein.
-
In den Fig. 5 und 6 ist die zusätzliche Schaufelbestückung 24 durch
Winkelschaufeln 26 gebildet. Die Winkelschaufeln 26 sind, wie bei der Ausführungsform
gemäß den Fig. 4 und 5, ebenfalls in zur Drehachse schräg laufenden Reihen auf der
Trommel 1 und versetzt zueinander angeordnet. Die Winkelschaufeln 26 zeigen mit
ihrer Winkeispitze in Drehrichtung und weisen an ih-ren freien Enden keine Abdeckung
auf, so daß gegenUber der Flachstabschaufel 25, gemäß den Fig. 3 und 4, eine verbesserte
Sogwirkung erzielt wird, so daß die Luft langer mitgenommen und tiefer eingetragen
wird. Die übrige Wirkungs- und Arbeitsweise entspricht der Ausführungsform gemäß
den Fig. 1 und 2.
-
Bei der in den Fig. 7 und 8 veranschaulichten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Schaufelbestückung 24 auf dem Aussenmantel
der Trommel 1 durch eine Kombination von geöffneten Winkeln 27 und geschlossenen
Winkeln 28 gebildet.Die Winkelspitzen liegen wiederum in Drehrichtung der Trommel
1. Die Winkel 27 mit geöffneter Spitze können verschiedene Öffnungsweiten aufweisen,
wobei wiederum keine Aussenabdeckung der Winkelstücke vorgesehen ist. Bei dieser
Art der Schaufelbestückung 24 wird bei den geöffneten Winkeln 27 noch der zusätzliche
Vorteil erzielt, daß diese schneidenartig weicher in das Abwasser eintauchen, so
daß hierdurch die Stoßwirkung beim Eintauchen und die Erzeugung von Querströmungen
erheblich vermindert wird. Darüberhinaus wird wegen des gemilderten Aufschlagens
der Luftmantel um die Winkelschaufeln 27 nicht erstört, so daß die Luft wesentlich:
tiefer mit unter die Flüssigkeitsoberfläche mitgenommen wird, und dort in einzelnen
feinen Perlen abgegeben wird, durch die der Sauerstoffeintrag in das Abwasser erfolgt.
Wiederum sind die Winkelschaufeln 27 und 28 in zur Drehachse schräg liegenden Reihen
und versetzt zueinander angeordnet.
-
Bei der in den Fig. 9 und 10 veranschaulichten Ausführungsform ist
die Schaufelbestückung 24 durch gelochte Winkelkörper 29 gebildet, wobei hier in
weiterer Abwandlung noch zusätzliche ungelochte
Winkelkörper 29'
abwechselnd zu den Winkelkörpern 29 vorgesehen sind. Diese Kombination ist ebenfalls
möglich und kann bestimmte Vorteile bringen. Die Winkelkörper 29 bestehen aus dochten
Schenkelwänden und einer gelochten Aussenabdeckung, wobei die Winkelspitze entgegengesetzt
zur Drehrichtung liegt, also der geöffnete Schenkel in Drehrichtung weist. DieeAusführungsform
stellt eine besonders bevorzugte Form der bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gegebenenfalls zusätzlich verwendbaren Belüftungsschaufel dar. Beim Drehen der Trommel
1 wird nämlich der gesamte Winkelraum mit Luft gefUllt, wobei beim Eintauchen in
das Abwasser die Luft verdichtet wird und durch die Lochung austritt. Daher kann
man durch Wahl der Größe der Lochung die Gasperlengröße bestimmen, d.h. Je kleiner
die Lochung ist, desto später und feiner verteilt wird das Gas in der Flüssigkeit
2 austreten.
-
In Fig. 11 ist eine Ausführungsforin der erfindungsgemäßen Vorrichtung
veranschaulicht, bei der die gegebenenfalls zusätzliche Schaufelbestückung 24 der
Trommel 1 durch düsenförmige Schaufeln 30 gebildet sind. Die düsenförmigen Schaufeln
30 können auch, wie insbesondere aus Fig. 12 ersichtlich,bei nebeneinanderliegenden
Schaufeln abwechselnd als gelochte Schaufeln 31 und ungelochte Schaufeln 32 ausgebildet
sein. Diese Art der zusätzlichen Schaufelbestückung hat eine ähnliche Wirkung, wie
die Schaufelbestükkung gemäß den Fig. 9 und 10, läßt sich jedoch, wie insbesondere
aus Fig. 12 zu entnehmen ist, wesentlich wirtschaftlicher herstellen.
-
Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 13 und 14 ist die Trommel 1
der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit inner Kombination der verschiedensten Schaufeln
bestückt, wobei bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel Flachstabschaufeln
24, geöffnete Winkelschaufeln 27, geschlossene Winkelschaufeln 28 und Winkelkörper
29 bzw.
-
29' veranschaulicht sind.
-
Bei der in den Fig. 15 und 16 veranschaulichten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Trommel 1 wiederum mit einer oder mehreren
der zusätzlichen Schaufelarten 24 bestockt und weist darüberhinaus ein die freien
Enden der Schaufeln 24 zylinderförmig umgreifendes Drahtgitter 33 auf.
-
Jede der oben beschriebenen Schaufelformen kann am Aussenumfang durch
ein derartiges rundumverlaufendes endloses Drahtgitter 33 abgedeckt werden. Durch
die Abdeckung mittels des Drahtgitters 33 kann sowohl beim Eintauchen als auch beim
Austritt der Schaufeln aus dem Abwasser 2 einerseits die Luft noch feiner verteilt
werden und andererseits das Wasser noch feiner versprüht werden.
-
Bei den oben beschriebenen Ausführen armen können die Schaufeln 24
sowohl fest mit der Trommel 1 vesschweißt sein oder wahl-! weise durch Schraubenverbindungen
oder dgl. lösbar verbunden sein.
-
Sämtliche der in der Beschreibung erwähnten und in den Zeichnungdn
erkennbaren technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.