DE2720447A1

DE2720447A1 - Vorrichtung zum belueften von wasser

Info

Publication number: DE2720447A1
Application number: DE19772720447
Authority: DE
Inventors: Jan Gerard Gardeniers; Alfonsus Johannes Geraets; Hubertus Franciscus Jennekens; Johannes Jongbloed
Original assignee: Stamicarbon BV
Current assignee: Stamicarbon BV
Priority date: 1976-05-06
Filing date: 1977-05-06
Publication date: 1977-11-24
Also published as: CH617870A5; DD130471A5; FR2350305B1; ZA772677B; GB1572838A; AU506979B2; LU74888A1; FR2350305A1; ATA317577A; JPS52135566A; IT1079647B; NL7704827A; CA1093117A; SE7705216L; SE422455B; AU2486877A; ES458506A1; AT351467B; BE854304A

Description

Dr F. Zi/metein ββπ. - Dr. E. Asemann

Dr. R. Keen:·.·;!·!» .; ^r ·?·.!.-Π<··τ.. I*. Hc.l?h9iioi

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STAMICARBON B.V., GELEEN (Niederlande) Vorrichtung zum Belüften von Wasser

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Belüften von Wasser, welche hauptsächlich aus einem Belüftungsbecken sowie aus Mitteln besteht, mit deren Hilfe Wasser aus dem Becken verpumpt und durch zumindest eine Zuleitung strahlenförmig in das Becken zurückgefordert wird.

Eine solche Vorrichtung wird zur Reinigung von Abwasser in Gegenwart von biologisch aktivem Schlamm verwendet.

Solche Vorrichtungen sind aus der deutschen Patentanmeldung 1.932.640 und der niederländischen Patentanmeldung 7301201 bekannt.

Darin werden Vorrichtungen beschrieben, in denen Wasserstrahlen unter einem bestimmten Winkel auf die Wasseroberfläche auftreffen. In der deutschen Patentanmeldung 1.932.640 wird der fur die Wasserreinigung benotigte biologisch aktive Schlamm mit Hilfe eines Rohrpropellers in Suspension gehalten; die Wasserstrahlen sorgen für den Sauerstoffeinschlag. In der niederländischen Patentanmeldung 7301201 wird mit Hilfe der Wasserstrahlen, die man unter dem richtigen Winkel und mit der richtigen Austrittgeschwindigkeit auf die Oberfläche auftreffen lässt, Sauerstoff in das Wasser eingebracht und der Schlamm in Suspension gehalten.

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Die oben beschriebenen Vorrichtungen haben zwei Nachteile:

1. Wegen der grossen, dem Belüftungsbecken wieder zuzuführenden Wassermengen sind, sicherlich bei einer grösseren Reinigungsanlage, viele Wasserstrahlen notwendig. Diese Wasserstrahlen können in-einem bestimmten Bereich um die Reinigungsanlage zu einer Lärmbelästigung fuhren.

2. Daneben kommt es bei der WasserbelUftung mit Hilfe von Wasserstrahlen zu einer gewissen Nebelbildung in der Luft. Dieser Nebel kann für die Ungebung sehr unerwünscht sein.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist nunmehr eine Vorrichtung zum Belüften von Wasser, welche im wesentlichen aus einem Belüftungsbecken sowie aus Mitteln besteht, mit deren Hilfe Wasser aus dem Becken verpumpt und durch zumindest eine Zuleitung in Form von Wasserstrahlen in das Becken zurückgefordert wird, wobei die Belästigung durch Lärm und Nebelbilding auf ein Mindestmass beschränkt sind.

Erfindungsgemass sind dazu um die Austrittsöffnungen, durch die das Wasser wieder in das Belüftungsbecken strömt, Abdeckmittel vorgesehen, die mindestens bis an die Wasseroberfläche reichen und das Profil der Wasserstrahlen nicht berühren, während Öffnungen vorhanden sind, durch die Luft herangesaugt werden kann.

In einer bevorzugten AusfUhrungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung bestehen die genannten Abdeckmittel aus Platten, die zu beiden Seiten der Austrittsöffnungen am Zuleitungsrohr, parallel zur Achse des Rohres, befestigt sind, bis an die Wasseroberfläche reichen, während zumindest eine Öffnung vorgesehen ist, durch die Luft herangesaugt werden kann.

Die Lage der Öffnung für die Ansaugung von Luft ist nicht besonders kritisch. Eine Bedingung ist bloss, dass sie sich völlig oberhalb der Wasseroberfläche befinden muss. Ein optimales Ergebnis in bezug auf Lärmschutz und Verringerung der Nebelbildung wird erreicht, indem man die Öffnungen im Abdeckmittel in der Nähe der Wasseraustrittsöffnungen anbringt. Die Luftansaugöffnungen müssen mindestens so gross sein, dass die Luftzufuhr den Wirkungsgrad der Vorrichtung nicht einschränkt.

Vorzugsweise befinden sich diese Öffnungen an der der Wasseroberfläche zugekehrten Seite des Abdeckmittels. In manchen Fällen können sich diese Öffnungen auch an den Plattenenden befinden und sind sie vorzugsweise mit einer schalldämpfenden Konstruktion ausgestattet. Der Durchmesser des Rohres ist zumindest dreimal so gross wie der effektive Durchmesser der Austritts-

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öffnung. Der Vorteil davon ist, dass der Wirkungsgrad der Vorrichtung Überhaupt nicht abnimmt, obwohl Lärmbelästigung und Nebelbildung erheblich geringer werden. Es sei an dieser Stelle noch bemerkt, dass nach der amerikanischen Patentschrift 3.840.457 die Wasserstrahlen zu einem geringen Teil von einem Rohr umgeben sind. Dieses Rohr dient zur Steigerung des Wirkungsgrades des Sauerstoffeinschlags. Von wesentlicher Bedeutung ist jedoch die Tatsache, dass dieses Rohr im Bereich der Wasseroberfläche offen oder nahezu offen is t.

Durch das Anbringen des Abdeckmittels wird bezweckt, die

Lärmbelästigung und Nebelbildung auf ein Mindestmass zu beschranken, wahrend sich die Wirkung der Wasserstrahlen, wie sie in der niederländischen Patentanmeldung 7301201 beschrieben ist, möglichst wenig ändert. Dies wird dadurch erreicht, dass einerseits der Durchmesser des Dampfers genügend gross bemessen und zum anderen der unter der Wasseroberflache befindliche Dampferteil möglichst kurz gehalten wird. Die erfindungsgemasse Vorrichtung wirkt also nicht als Injektor.

Die Ausfuhrung der Austrittsöffnungen ist nicht von wesentlicher Bedeutung. Jede bekennte Ausfuhrungsform ist möglich, vorausgesetzt, dass die Bedingung in bezug auf den Rohrdurchmesser und den Durchmesser des Wasserstrahls erfüllt wird. Bevorzugt werden Austrittsöffnungen in Form in der Zuleitung angeordneter Löcher, mit deren Hilfe die Wasserstrahlen unter einen Winkel von ca. 5-60 und vorzugsweise von 40-60 auf die Wasseroberflache auftreffen. Die Abdeckmittel können aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden. Bei Anwendung von Abdeckmitteln in Form von Platten ist Benutzung eines elastischen Kunststoffes oder Kautschuks, wie z.B. eines EPDM-Kautschuks, eines Polyolefins oder einer Kombination dieser Stoffe, mit Vorteilen verbunden. Aufgrund seiner Eigenschaften, wie Witterungsbestandigkeit und Steifigkeit ist der unter dem Warenzeichen ¹KeItan TP' in den Handel gebrachte thermoplastische Kautschuk sehr gut geeignet. Ein Vorteil ist, dass die aus diesem Kautschuk hergestellten Platten einigermassen flexibel sind, so dass sie sich dem wechselnden Wasserniveau im Belüftungsbecken anpassen können, wahrend die Plattenenden durch das niedrige spezifische Gewicht der Platten auf dem Wasser schwimmen können. Auch kann die Konstruktion des Ganzen leichter ausgeführt werden.

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In einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung sind die Öffnungen, durch die Luft herangesaugt werden kann, versehen mit Mittel zum Abschliessen der Luftansaugung. In diesem Fall ist es möglich mit Hilfe dieser Vorrichtung Abwasser abwechselnd aerob und anaerob zu Reinigen.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung naher erläutert. Darin bezeichnet;

Fig. 1 ein perspektivisches Bild einer ersten Ausfuhrungsform der Erfindung, bei der die Abdeckmittel aus zwei Platten bestehen; Fig. 2 einen Querschnitt derselben Ausfuhrungsform; Fig. 3 eine Obenansicht eines Belüftungsbecken, in dem zwei Zuleitungen, mit je einem Abdeckmittel versehen, angebracht sind.

Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Zuleitung 1, die an die nicht dargestellten Mittel zum Aufpumpen des Wassers aus einem Becken angeschlossen ist. Die Zuleitung 1 ist mit Abdeckmitteln in Form von zwei platten 2 und 3 versehen, welche Platten an der einer Seite an der Zuleitung 1 befestigt si»"* und an der anderen Seite 4 auf dem Wasser treiben oder bis in eine gewj■ae Tiefe ins Wasser reichen. Die Zuleitung ist mit Austrittsöffnungen 5 ve ,enen. Aus diesen Öffnungen strDmen Wasserstrahlen, die unter einem Winkel von ca. 5-60 auf die Wasseroberflache auftreffen.

Figur 2 lässt deutlich erkennen, dass die Abdeckmittel 2 und 3 bis knapp unter die Wasseroberfläche reichen. Platte 2 ist in regelmässigen Abstanden mit Öffnungen 6 zum Ansaugen von Luft versehen. Pfeil 7 bezeichnet die Strömungsrichtung des Wassers.

Figur 3 zeigt eine erfindungsgemasse Vorrichtung, bestehend aus einem Becken 8, welches Becken mit Zu- und Abfuhrleitungen 9 und 10 und zwei Zuleitungen 1 versehen ist, welche an Pumpen 11, die das Wasser aus dem Becken verpumpen und den Leitungen 1 zufuhren, angeschlossen sind. Die Frischwasserzuleitung 9 endet in der Saugleitung der Pumpe 11.

Die Zuleitungen 1 sind, genau wie in den Beispielen 1 und 2, mit Abdeckmitteln versehen. In dieser Figur ist nur Abdeckmittel 3 sichtbar. Die Öffnungen zum Ansaugen der Luft befinden sich im unsichtbaren Abdeckmittel und an den Seiten. Die Zuleitungen sind mit einer Reihe von Austrittsöffnungen 5 in Form von in vorgenannter Leitung befindlichen Löchern versehen.

Die Erfindung wird anhand von zwei Beispiele erläutert, ohne sich darauf zu beschränken.

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Beispiel 1

Es werden Messungen an einem Wasserstrahl, der in einem runden Behälter mit einem Inhalt von 1 m unter einem Winkel von 60 auf die Wasseroberfläche auftrifft, vorgenommen. Der Durchmesser der Austrittsöffnung beträgt 23,6 mm. In der Tabelle werden die Messergebnisse wiedergegeben bei Anwendung von Abdeckmitteln, die aus runden Mantelrohren mit unterschiedlichem Durchmesser bestehen, welche koaxial zur Austrittsöffnung angeordnet sind.

Es werden sowohl der Innendurchmesser d des Abdeckmittels wie der Abstand a, über den der Schalldämpfer bis unter die Wasseroberfläche reicht, variiert. Der Wirkungsgrad eines Wasserstrahles ohne Abdeckmittel wird auf 100 % gestellt.

Durchmesser Abstand 0 -Wirkungs- Nebelbildung d a grad in %

(mm) (mm)

Versuch	Durchmesser der Austritts öffnung (mm)
1	23,6
2	23,6
3	23,6
4	23,6
5	23,6

—	—	100
35	50	77
53	50	93
53	20	97
72	50	99

(- Einige Nebelbildung, bei ungünstiger Witterung, + keine merkbare Nebelbildung).

Ohne Schutzmittel war die Nebelbildung auch stark von dem Winkel, unter dem der Wasserstrahl auf die Wasseroberfläche auftrifft, abhängig. Bei sehr kleinen Winkeln, d.h. bei Winkeln von weniger als 20 , tritt starke Nebelbildung auf. Bei Winkeln von 40° bis 60° ist die Nebelbildung schon geringer und nur bei ungunstiger Witterung, wie sturmischem Wind, u.dgl., s törend.

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Bei allen Versuchen mit dem Abdeckmittel ist der Schallpegel mindestens auf die Hälfte reduziert. Die Folge dieser Tatsache ist, dass der Schallpegel der Wasserstrahlen unterhalb des Pegels der in der Umgebung aufgestellten Apparatur zu liegen kommt, so dass weitere Verringerung nicht erforderlich ist.

Auch haben die Nebel- und Aerosolbildung stark abgenommen. Aus der Tabelle geht hervor, dass der Wirkungsgrad bei einem d/D-Verhältnis von mehr als 3 innerhalb des Messfehlers dem ursprünglichen Wirkungsgrad entspricht.

Beispiel 2

Mit Hilfe einer anhand der Figuren 1 und 2 beschriebenen Vorrichtung wird eine Reihe von Versuchen sowohl mit als ohne Schutzmittel ausgeführt.

Das Zufuhrrohr 1 ist mit 7 Avsströmungsöffnungen 5, je mit einem Durchmesser von 130 mm, versehen. Die Wasserstrahlen treffen unter einem Winkel von 60 auf die Wasseroberfläche auf. Der Wirkungsgrad des Sauerstoffeinschlags ohne Schutzmittel wird auf 100 % gestellt. Bei ungunstiger Witterung tritt dabei etwas Nebelbildung auf. Bei Anwendung des Schutzmittels ist der Wirkungsgrad des Sauerstoffeinschlags 97 %, was in Anbetracht der Messgenauigkeit bei dieser Art von Messungen nicht signifikant von 100 % abweicht. Der von den Wasserstrahlen produzierte Schallpegel liegt mit Schutzmittel zumindest um 10 dB(A) niedriger als ohne Anwendung des Schutzmittels, wahrend auch bei sehr ungünstigem Wetter bei Benutzung des Schutzmittels keine Nebelbildung auftritt.

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Claims

2720AA7 PATENTANSPRÜCHE

1.J Vorrichtung zum Belüften von Wasser, welche hauptsächlich aus einem Belüftungsbecken sowie aus Mitteln besteht, mit deren Hilfe Wasser aus dem Becken verpumpt und durch zumindest eine Zuleitung strahlenförmig in das Becken zurückgefordert wird, dadurch gekennzeichnet, dass am Zuleitungsrohr um die Austrittsöffnungen, durch die das Wasser in das Belüftungsbecken zurückgefordert wird, ein oder mehrere Abdeckmittel vorgesehen sind, die zumindest bis an die Wasseroberfläche reichen und das Profil der Wasserstrahlen nicht berühren, wahrend eine oder mehrere Öffnungen vorgesehen sind, durch die Luft herangesaugt werden kann.

2. Vorrichtung gemäss Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckmittel aus Platten bestehen, die zu beiden Seiten der AustrittsOffnungen am Zuleitungsrohr und parallel zu diesem befestigt sind, bis an die Wasseroberfläche reichen, während Offnungen vorgesehen sind, durch die Luft herangesaugt werden kann.

3. Vorrichtung gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen zum Ansaugen der Luft sich in der Nähe der Wasseraustrittsöffnungen befinden.

4. Vorrichtung gemäss Anspruch 3., dadurch gekennzeichnet, dass die öffnungen an der der Wasseroberfläche zugekehrten Seite des Abdeckmittels angeordnet sind.

5. Vorrichtung gemäss Anspruch 2., dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen sich an den Plattenenden befinden.

6. Vorrichtung gemäss einem oder mehreren der Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen mit einer schalldämpfenden Konstruktion ausgerüstet sind.

7. Vorrichtung gemäss Anspruch 1, 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass konzentrisch zur Achse der AustrittsOffnungen Rohre angeordnet sind, deren Durchmesser grOsster ist als der maximale Durchmesser der Wasserstrahlen im Bereich der Wasseroberfläche, welche Rohre bis unter die Wasseroberfläche reichen und mit Öffnungen versehen sind, durch die Luft herangesaugt werden kann.

8. Vorrichtung gemäss Anspruch 7., dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Rohres zumindest dreimal den effektiven Durchmesser der Austrittsöffnung beträgt.

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ORIGINAL INSPECTED

9. Vorrichtung gemäss einem oder mehreren der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass, die Öffnungen, durch die Luft herangesaugt werden kann, versehen sind mit Mittel zum Abschliessen der Luftansaugung.

10. Verfahren zur Belüftung von Wasser mit Hilfe von Wasserstrahlen, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Vorrichtung gemass einem oder mehreren der Ansprüche benutzt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1., wie im wesentlichen beschrieben und anhand der Beschreibung, Zeichnung und/oder der Beispiele erläutert.

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