DE29502701U1 - Aeration device for waste water - Google Patents
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Description
TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER & ?ART,fclER ., .... RedwanzTER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER & ?ART,fclER ., .... Redwanz
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Die Erfindung betrifft eine Belüftungsvorrichtung für Abwässer mit einem Sammel-Behälter für Abwässer, der einen Abwasser-Einlaß und einen als Überlauf ausgebildeten Abwasser-AuslaJ3 sowie eine Belüftungseinrichtung im unteren Bereich des Behälters aufweist.The invention relates to an aeration device for waste water with a collection container for waste water, which has a waste water inlet and a waste water outletJ3 designed as an overflow as well as an aeration device in the lower region of the container.
Derartige Vorrichtungen sind grundsätzlich in vielfältiger Form bekannt. Insbesondere gibt es sogenannte Belüftungssteine, die am Boden eines Wasserbehälters oder Gewässers angeordnet werden und denen Luft unter Druck zugeführt wird, die anschließend in Blasen innerhalb des Wasser aufsteigt. Dabei kommt es zu einer mehr oder weniger starken Anreicherung des Wassers mit Sauerstoff.Such devices are known in many different forms. In particular, there are so-called aeration stones, which are placed at the bottom of a water container or body of water and into which air is fed under pressure, which then rises in bubbles within the water. This results in the water being enriched with oxygen to a greater or lesser extent.
Außerhalb von Stadtkernen besteht nicht immer die Möglichkeit, jedes einzelne Gebäude mit vertretbarem Aufwand an ein Kanalisationssystem anzuschließen und die anfallenden Abwässer dementsprechend in einer zentralen Kläranlage zu behandeln. In einzelnen Fällen ist daher nach wie vor die Verwendung dezentraler Kläreinrichtungen unvermeidlich. Für eine Aufbereitung der Abwässer im aeroben Bereich besteht dabei die Notwendigkeit, Sauerstoff oder zumindest Luft in das Abwasser einzubringen. Diese Notwendigkeit besteht beispielsweise auch bei Fischzuchtanlagen.Outside of city centers, it is not always possible to connect every single building to a sewer system at a reasonable cost and to treat the resulting wastewater in a central sewage treatment plant. In some cases, the use of decentralized sewage treatment plants is therefore still unavoidable. In order to treat the wastewater in the aerobic range, it is necessary to introduce oxygen or at least air into the wastewater. This is also necessary in fish farming facilities, for example.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Belüftungsvorrichtung, die kostengünstig unter weitgehender Verwendung von marktgängigen Teilen hergestellt werden kann.The object of the invention is to create a ventilation device that can be manufactured cost-effectively using largely commercially available parts.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Lüftungsvorrichtung der obigen Art dadurch gelöst, daß die Belüftungseinrichtung unterhalb eines Steigrohres angeordnet ist, das sich nach oben über den durch den Überlauf bestimmten Abwasserspiegel im Behälter hinaus erstreckt und mit Abstand innerhalb eines Fallrohres liegt, das im wesentlichen im Mittelpunkt des Behälters im wesentlichen senkrecht angeordnet ist und im unteren Bereich radiale Auslassöffnungen aufweist.This object is achieved according to the invention in a ventilation device of the above type in that the ventilation device is arranged below a riser pipe which extends upwards above the wastewater level in the container determined by the overflow and is located at a distance within a downpipe which is arranged essentially vertically in the center of the container and has radial outlet openings in the lower region.
Beim Zuführen von Druckluft steigen Luftblasen in dem Steigrohr auf. Dadurch entsteht ein aufwärts gerichteter Pumpeffekt, durch den AbwasserWhen compressed air is supplied, air bubbles rise in the riser pipe. This creates an upward pumping effect, through which waste water
TER MEER - MÜLLER - STEINMEiSTER & l?fRT,yER RedwanzTER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER & l?fRT,yER Redwanz
vom Boden des Behälters angezogen und über das oberen offene Ende des Steigrohres in das dieses umgebende Fallrohr gepumpt wird. In diesem fällt das Abwasser bis zum unteren Ende des Fallrohres, an dem sich die radialen Austrittsöffnungen befinden.is attracted from the bottom of the container and pumped through the upper open end of the riser pipe into the surrounding downpipe. The wastewater falls in this downpipe to the lower end of the downpipe, where the radial outlet openings are located.
Das bereits mit Luft angereicherte Abwasser steigt aufgrund seines geringeren Gewichts im Anschluß an die Austrittsöffnungen in der Umgebung des Fallrohres im Behälter auf. Dabei verteilt sich der Luftanteil des aufsteigenden Abwassers zunehmend auf die Gesamtmenge des Abwassers. Am äußeren Umfang des Behälters bildet sich im Gegenzuge ein abwärts gerichteter Strom, der schließlich wiederum in das untere Ende des Steigrohres einmündet. Es bildet sich also ein Kreislauf, bei dem das mit Luft angereicherte Wasser zunächst im Steigrohr aufsteigt, im Fallrohr wieder nach unten gelangt und sodann im Behälter im mittleren Bereich aufsteigt und im Randbereich wieder nach unten strömt. Dabei verteilt sich die im Steigrohr zunächst in relativ hoher Konzentration aufgenommene Luft nach und nach auf das gesamte Abwasser. The wastewater, which has already been enriched with air, rises in the container following the outlet openings in the vicinity of the downpipe due to its lower weight. The proportion of air in the rising wastewater is increasingly distributed over the total amount of wastewater. In contrast, a downward flow forms on the outer circumference of the container, which finally flows into the lower end of the riser pipe. A cycle is thus formed in which the water enriched with air first rises in the riser pipe, flows back down in the downpipe and then rises in the middle area of the container and flows back down in the edge area. The air, which is initially absorbed in the riser pipe in a relatively high concentration, is gradually distributed over the entire wastewater.
Zur Verstärkung des Pumpeffekts ist vorzugsweise unterhalb des Steigrohres eine in das Steigrohr hinein fördernde Unterwasserpumpe vorgesehen. Vor oder hinter dieser Unterwasserpumpe kann die Druckluft eingeleitet werden.To increase the pumping effect, an underwater pump that pumps into the riser pipe is preferably provided below the riser pipe. The compressed air can be introduced in front of or behind this underwater pump.
Vorzugsweise sind am Boden des Behälters im wesentlichen waagerechte Saugrohre vorgesehen, die unterhalb der Belüftungseinrichtung in das Steigrohr eintreten und sich sternförmig bis in die Randbereiche des Behälters erstrecken. Dadurch wird die Zwangsumwälzung des Wassers zusätzlich gefördert. Preferably, essentially horizontal suction pipes are provided on the bottom of the container, which enter the riser pipe below the ventilation device and extend in a star shape to the edge areas of the container. This additionally promotes the forced circulation of the water.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.In the following, preferred embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1 ist ein stark schematisierter senkrechter Schnitt durch eine erfindungsgemäße Belüftungsvorrichtung in ihrer Gesamtheit;Fig. 1 is a highly schematic vertical section through a ventilation device according to the invention in its entirety;
Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1;Fig. 2 is a section along the line II-II in Fig. 1;
TER MEER- MÜLLER - STEINMEIS^E R & F^RTNER . RedwanzTER MEER- MÜLLER - STEINMEIS^E R & F^RTNER . Redwanz
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Fig. 3 entspricht Fig. 1, zeigt jedoch einen senkrechten Schnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung;Fig. 3 corresponds to Fig. 1, but shows a vertical section through another embodiment of the invention;
Fig. 4 stellt entsprechend Fig. 2 einen waagerechten Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3 dar.Fig. 4 shows, corresponding to Fig. 2, a horizontal section along the line IV-IV in Fig. 3.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt einen Abwasser-Behälter 10, der beispielsweise ein zylindrischer Behälter aus Kunststoff sein kann. Da der Behälter vor allem zum Einlassen in den Erdboden vorgesehen ist, befindet sich oben auf dem Behälter ein Dom 12 für spätere Überwachungs- und Wartungsarbeiten. Links in Fig. 1 ist ein Abwasser-Einlaß 14 und rechts ein als Überlauf ausgebildeter Auslaß 16 dargestellt. Durch die Position des Auslasses 16 wird die Höhe des Wasserspiegels 18 im Behälter 10 bestimmt. Dem Auslaß 16 ist ein vertikaler Rohrabschnitt 20 vorgeschaltet, durch den verhindert wird, daß Oberflächenwasser durch den Auslaß 16 austritt.The device according to the invention comprises a waste water container 10, which can be, for example, a cylindrical container made of plastic. Since the container is primarily intended to be placed in the ground, a dome 12 is located on top of the container for later monitoring and maintenance work. On the left in Fig. 1 there is a waste water inlet 14 and on the right an outlet 16 designed as an overflow. The position of the outlet 16 determines the height of the water level 18 in the container 10. A vertical pipe section 20 is connected upstream of the outlet 16, which prevents surface water from escaping through the outlet 16.
Im Mittelpunkt des Behälters 10 befindet sich eine Anordnung aus einem Steigrohr 22 und einem dieses umgebenden Fallrohr 24. Beide Rohre 22,24 können marktgängige PVC-Rohre sein. Aus Fig. 1 geht hervor, daß das Steigrohr 22 sich leicht nach oben über den Wasserspiegel 18 hinaus erstreckt und das Fallrohr 24 über die Höhe des Steigrohres hinaus noch weiter nach oben verlängert ist. Auf diese Weise wird erreicht, daJ3 im Steigrohr aufsteigendes Wasser, das durch geschlängelte Pfeile angedeutet wird, am oberen Ende des Steigrohres ausschließlich in das Fallrohr strömt und in diesem entsprechend den weiteren Pfeilen nach unten gelangt.In the center of the container 10 there is an arrangement of a riser pipe 22 and a downpipe 24 surrounding it. Both pipes 22, 24 can be commercially available PVC pipes. From Fig. 1 it can be seen that the riser pipe 22 extends slightly upwards above the water level 18 and the downpipe 24 is extended even further upwards beyond the height of the riser pipe. In this way it is achieved that water rising in the riser pipe, which is indicated by meandering arrows, flows exclusively into the downpipe at the upper end of the riser pipe and flows downwards in this according to the other arrows.
Im unteren Endbereich des Steigrohres 22 befindet sich eine Belüftungseinrichtung 26, etwa in der Form von Begasungssteinen, durch die Druckluft abgegeben wird, die über eine Druckluftleitung 28 von einer nicht gezeigten Pumpe oder einem Kompressor zugeführt wird. Diese Luft steigt in Form von Luftblasen in dem Steigrohr 22 auf. Dadurch nimmt die Dichte des Luft-Wasser-Gemisches ab, und es entsteht ein aufwärts gerichteter Strom in dem Steigrohr, der sich über den oberen Rand des Steigrohres 22 hinweg in das dieses umgebende Fallrohr ergießt und in diesem abwärts strömt.In the lower end area of the riser pipe 22 there is a ventilation device 26, for example in the form of gassing stones, through which compressed air is released, which is supplied via a compressed air line 28 from a pump or a compressor (not shown). This air rises in the form of air bubbles in the riser pipe 22. As a result, the density of the air-water mixture reduces and an upward flow is created in the riser pipe, which pours over the upper edge of the riser pipe 22 into the downpipe surrounding it and flows downwards in it.
Auf diese Weise entsteht ein Pumpeffekt, durch den Abwasser vom Boden des Behälters 10 über im Umfang verteilte Einlaßöffnungen 30 am unteren Ende des Steigrohres 22 angesaugt wird.In this way, a pumping effect is created, by which waste water is sucked in from the bottom of the container 10 via inlet openings 30 distributed around the circumference at the lower end of the riser pipe 22.
TER MEER - MOLLER - STEINMSISXiR & R^RT^ER RedwanzTER MEER - MOLLER - STEINMSISXiR & R^RT^ER Redwanz
Das Fallrohr 24 ist etwa in Höhe der Belüftungseinrichtung 26 durch eine Trennwand 32, etwa in der Form eines Endflansches des Fallrohres, abgeschlossen, so daß das nach unten strömende Wasser im Fallrohr lediglich durch auf dem Umfang verteilte Auslaßöffnungen 34 in den Behälter austreten kann. Da das Abwasser hier nach wie vor einen relativ hohen Luft- bzw. Sauerstoffanteil enthält und dementsprechend relativ leicht ist, kommt es zu einem durch geschlängelte Pfeile gekennzeichneten aufwärts gerichteten Strom in der Umgebung des Fallrohres, der sich im oberen Bereich des Behälters umkehrt und sich in der Nähe der Behälterwand wiederum dem Bodenbereich nähert.The downpipe 24 is closed off at approximately the height of the ventilation device 26 by a partition wall 32, approximately in the form of an end flange of the downpipe, so that the water flowing downwards in the downpipe can only exit into the container through outlet openings 34 distributed around the circumference. Since the wastewater here still contains a relatively high proportion of air or oxygen and is therefore relatively light, an upward flow, indicated by meandering arrows, occurs in the vicinity of the downpipe, which reverses in the upper area of the container and again approaches the bottom area near the container wall.
Zur Verstärkung dieser Strömungsumwälzung verlaufen oberhalb der Bodenfläche in sternförmiger Anordnung Saugrohre 36,38,40,42,44,46,48,50 (Fig. 2) bzw. 52,54 (Fig. 1). Geht man von einem im Querschnitt runden Behälter 10 aus, wie es zunächst bei Fig. 1 vorausgesetzt wurde, so können die Saugrohre 52,54 beispielweise jeweils bis in die Nähe der Wand geführt sein. An ihrem Ende sind sie in jedem Falle mit den Einlaßöffnungen 30 des Steigrohres 22 verbunden. Fig. 1 zeigt im übrigen, daß die Saugrohre 52,54 durch Muffenverbindungen 56,58 geteilt sind, so daß die äußeren Abschnitte ausgewechselt und in unterschiedlicher Länge verwendet werden können.To reinforce this flow circulation, suction pipes 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50 (Fig. 2) or 52, 54 (Fig. 1) run above the bottom surface in a star-shaped arrangement. If one assumes a container 10 with a round cross-section, as was initially assumed in Fig. 1, the suction pipes 52, 54 can, for example, be led close to the wall. At their end they are in any case connected to the inlet openings 30 of the riser pipe 22. Fig. 1 also shows that the suction pipes 52, 54 are divided by socket connections 56, 58, so that the outer sections can be exchanged and used in different lengths.
Bei einem Behälter mit rechteckigem Grundriß, von dem in Fig. 2 ausgegangen wird, erstrecken sich beispielsweise vier Saugrohre 36,38,40,42 in die vier Ecken des Rechtecks, während sich die kürzeren, zwischen diesen liegenden Saugrohre 44,46,48,50 zu den Seiten des Rechtecks erstrecken.In a container with a rectangular base plan, as is assumed in Fig. 2, for example, four suction pipes 36, 38, 40, 42 extend into the four corners of the rectangle, while the shorter suction pipes 44, 46, 48, 50 located between them extend to the sides of the rectangle.
Fig. 3 und 4 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, die weitgehend mit derjenigen der Fig. 1 und 2 übereinstimmt und daher nur hinsichtlich der Abweichungen erläutert werden soll.Fig. 3 and 4 show an embodiment of the invention which largely corresponds to that of Fig. 1 and 2 and will therefore only be explained with regard to the differences.
Gemäß Fig. 3 erstreckt sich das Steigrohr 22 nicht bis zum Boden des Behälters. Vielmehr steht unterhalb des Steigrohres am Boden des Behälters eine Unterwasserpumpe 60, die im Bereich des Behälterbodens durch Einlasse 62 Wasser ansaugt und dieses durch einen Auslaß 64 senkrecht nach oben in das Steigrohr 22 abgibt.According to Fig. 3, the riser pipe 22 does not extend to the bottom of the container. Instead, there is an underwater pump 60 below the riser pipe at the bottom of the container, which sucks in water through inlets 62 in the area of the container bottom and releases it vertically upwards into the riser pipe 22 through an outlet 64.
TER MEER - MÜLLER - STEINMSISIiER & RARTMER RedwanzTER MEER - MÜLLER - STEINMSISIIER & RARTMER Redwanz
Es liegt auf der Hand, daJ3 durch eine derartige Unterwasserpumpe 60 der aufsteigende Wasserstrom innerhalb des Steigrohres 22 wesentlich verstärkt wird, so daj3 die Umwälzbewegung im Behälter insgesamt zunimmt. Dadurch erhöht sich auch die Anreicherung des Wassers mit Sauerstoff bzw. Luft. Die DrucklufÜeitung 28 mündet im dargestellten Beispiel im unteren Bereich in das Gehäuse der Unterwasserpumpe 60. Die Luft kann jedoch beispielsweise auch in den oberen Auslaß 64 der Pumpe eingeblasen werden. Das Einleiten der Luft unterhalb der Unterwasserpumpe 60 hat jedoch erhebliche Vorteile. Vergleichsweise grob eingeleitet Luftblasen können durch das Schaufelrad der Pumpe zerschlagen und feinster Form dem Wasserstrom zugeführt werden. Die Pumpe dient daher nicht nur als Fördermittel, sondern sie erhöht zugleich in höchst wirksamer Weise die Durchmischung von Luft und Wasser.It is obvious that such an underwater pump 60 significantly increases the rising water flow within the riser pipe 22, so that the circulation movement in the container increases overall. This also increases the enrichment of the water with oxygen or air. In the example shown, the compressed air line 28 opens into the housing of the underwater pump 60 in the lower area. However, the air can also be blown into the upper outlet 64 of the pump, for example. However, introducing the air below the underwater pump 60 has considerable advantages. Air bubbles introduced relatively coarsely can be broken up by the impeller of the pump and fed into the water flow in the finest form. The pump therefore not only serves as a conveying medium, but also increases the mixing of air and water in a highly effective manner.
Fig. 3 zeigt im übrigen ein Kabel 66, das von oben in das Fallrohr 24 zu Versorgung der Unterwasserpumpe 60 mit Strom eintritt.Fig. 3 also shows a cable 66 which enters the downpipe 24 from above to supply the submersible pump 60 with electricity.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist im übrigen das Steigrohr 22 in Abweichung von Fig. 1 an seinem oberen Ende mit einer düsenförmigen Verjüngung 68 versehen. Damit wird die Austrittsgeschwindigkeit des aufsteigenden Wasser erhöht und der Austusch mit Luft gesteigert. Zur Umlenkung des Wassers in das Fallrohr 24 ist dieses am oberen Ende durch ein Kopfstück 70 bis auf einen Drucksausgleichsquerschnitt verschlossen.In the embodiment according to Fig. 3, the riser pipe 22 is provided with a nozzle-shaped taper 68 at its upper end, in deviation from Fig. 1. This increases the exit speed of the rising water and increases the exchange with air. In order to divert the water into the downpipe 24, the latter is closed at the upper end by a head piece 70, except for a pressure compensation cross-section.
Eine Steigerung der Wirkung läßt sich in beiden Fällen erzielen, wenn in dem Behälter 10 Festbettkörper 72 angeordnet werden, die in Fig. 1 und 3 durch Kreuzschraffur angedeutet sind. Diese Festbettkörper ermöglichen die Ansiedelung von anaeroben Bakterien.An increase in the effect can be achieved in both cases if fixed bed bodies 72 are arranged in the container 10, which are indicated by cross-hatching in Fig. 1 and 3. These fixed bed bodies enable the settlement of anaerobic bacteria.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19950518 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 19980324 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20010403 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20030320 |
|
| R071 | Expiry of right |