DE3212951A1

DE3212951A1 - METHOD FOR EXCHANGING FABRICS IN A LIQUID

Info

Publication number: DE3212951A1
Application number: DE19823212951
Authority: DE
Inventors: Norbert Ing.(grad.) 5657 Haan Schneider; Jürgen Ing.(grad.) 7000 Stuttgart Zink
Original assignee: Menzel & Co GmbH
Current assignee: Menzel & Co GmbH
Priority date: 1982-04-07
Filing date: 1982-04-07
Publication date: 1983-10-20
Also published as: JPS59500505A; WO1983003597A1; AU8998082A; EP0105269A1

Abstract

This method allows to obtain an exchange of material in a liquid, particularly in a mixture of waste water and activated sludge. The liquid is displaced by a screw in an essentially horizontal main stream. It forms the conveyed medium. Hence, additional liquid eddy is produced in the main liquid stream in the ending areas of the screw propeller blades, the latter being built without outer tubular sleeve. The medium is introduced for an intensive material exchange substantially exclusively in the area of said liquid stream eddy.

Description

Verfahren für @inen Stoff- Procedure for a substance

aus@ausch in einer Flüssigkeit D7e Erfindung betrifft einVerfahren für einen Stoffaustausch in einer Flüssigkeit, insbesondere in einem Abwasser-Belebtschlammgemisch, mit einen Propeller für eine im wesentlichen horizontale Hauptströmung der Flüssigkeit, der ein Medium zugeführt wird. from @ also in a liquid D7e The invention relates to a method for a mass transfer in a liquid, especially in a waste water / activated sludge mixture, with a propeller for an essentially horizontal main flow of the liquid, to which a medium is fed.

Es ist bekannt, beispielsweise bei der Abwasserklärung in einem Belebungsbecken das Abwasser-Belebtschlammgemisch in eine Horizontalströmung zu versetzen und in diesen Flüssigkeitsstrom zum Beispiel Luftsauerstoff oder Reinsauerstoff einzuleiten, so daß ein Stoffaustausch i der Flüssigkeit erfolgt. Zur Erzeugung der Flüssigkeitshauptströmung wird hierbei ein Propeller verwendet, der ein Strömun@sführungsrohr aufweist, in dem der Propeller mit seinen Flügeln r #tiert. Die dabei erzeugte Hauptströmung der Flüssigkeit besitzt im wesentlichen eine lineare Verlaufscharakteristik, die auch eventuell etwas gewunden sein kann, sich jedoch vorzugsweise überwiegend in turbulenzfreier Linearströmung fortsetzt. Das zugeführte Medium wie zum Beispiel Luftsauerstoff wird durch die Strömung in deren Richtung mitgerissen, wobei durchidie Vereinigung des Luftsauerstoffs mit der Flüssigkeit bzw. deren Bakterien ein Stoffaustausch vollzogen wird, der jedoch aufgrund des im wesentlichen linearen Verlaufs der Strömung bezüglich der Intensität und Geschwindigkeit begrenzt bzw. eingeschränkt sich vollzieht Die Aufgabe der Erfindung besteht (lar1n, ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 s'#o zu verbessern, daß ein größerer Stoffaustausch je Zeiteinheit in der Flilssigkeit erzielt werden kann und damit eine Leistungssteigerung möglich ist.It is known, for example, when treating wastewater in an aeration tank to put the sewage-activated sludge mixture in a horizontal flow and in to introduce this flow of liquid, for example, atmospheric oxygen or pure oxygen, so that a mass transfer i of the liquid takes place. To generate the main liquid flow a propeller is used here, which has a flow guide tube, in which the propeller rotates with its wings. The main flow generated in the process of the liquid has essentially a linear characteristic, the may also possibly be a bit twisted, but preferably predominantly in turbulence-free linear flow continues. The supplied medium such as Oxygen in the air is carried away by the flow in its direction, whereby throughidie Combination of the oxygen in the air with the liquid or its bacteria, an exchange of substances is carried out, but this is due to the essentially linear course of the flow limited or restricted in terms of intensity and speed the The object of the invention is (lar1n, a method with the features of the preamble of claim 1 s' # o to improve that a greater mass transfer per unit of time can be achieved in the liquid and thus an increase in performance is possible is.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß an Flügelendbereichen des rohrmantelfrei ausgeführten Propellers bei dessen Rotation in der Hauptströmung der Flüssigkeit zusätzliche Flüsslgkeitsströmungswirbel erzeugt werden.This object is achieved according to the invention in that at wing tip regions of the propeller, which is designed without a tube jacket, as it rotates in the main flow additional fluid flow vortices are generated in the fluid.

Hierbei kann es besonders vorteilh ft sein, das zugeführte Medium im wesentlichen ausschlteßlice in den Bereich dieser Flüssigkeitsströmungswirbel für den Stoffaustausch einzutragen.It can be particularly advantageous here for the medium supplied essentially exclusive in the area of these fluid flow vortices to be entered for the exchange of substances.

Es ist damit möglich, bereits im äußeren Umfangsbereich der Hauptströmung einen hoch intensiven Stoffaustausch zu erzielen, da aufgrund der hier erzeugten FlUss1gkeitsstrb.mungswirbel das in diese bevorzugt direkt eingeleitete Medium (Luftsauerstoff} zu einer praktisch verzögerungsfreien Sofortreaktion führt, wodurch die Reaktionszeit für die Vermengung bzw. Verbindung der Komponenten stark herabgesetzt wird. Es kann damit zum Beispiel in einem Belebungsbecken einer Kläranlage eine erhebliche Leistungssteigerung erzielt werden, indem bei gleichem Beckenvolumen erheblich mehr Abwasser aufbereitet werden kann, so daß eine Erweiterung bzw. Vergrößerung der Gesamtanlage nicht erforderlich ist, da allein durch eine kostengünstige Umstellung gemäß den Erfindungsmerkmalen erhöhten Anforderungen und Belastungen Rechnung getragen werden kann. Andererseits ist es bei einer Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, bei gegebener Maximalbelastung eine neu zu erstellende Aufbereitungsanlage wesentlich kleiner zu konzipieren als dies bisher erforderlich war.It is thus possible already in the outer circumferential area of the main flow to achieve a highly intensive exchange of substances because of the generated here Fluid vortex the medium that is preferably introduced directly into it (atmospheric oxygen) leads to a practically instantaneous reaction, reducing the reaction time for the mixing or connection of the components is greatly reduced. It can thus, for example, a significant increase in output in an aeration tank in a sewage treatment plant can be achieved by treating considerably more wastewater with the same pool volume can be, so that an expansion or enlargement of the overall system is not necessary is because solely through a cost-effective conversion according to the features of the invention increased demands and loads can be taken into account. on the other hand it is possible with an application of the method according to the invention, with a given Maximum load of a new processing plant to be created is significantly smaller to be conceived than was previously necessary.

Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren in einem Rund-oder Ovalbecken angewendet werden, wobei es auch möglich ist, besonders in einem Ovalbecken eine Trennwand vorzusehen und die mit dem rohrmantelfrei ausgeführten Propeller erzielten Flüssigkeitsströmungswirbel so in der Flüssigkeit zu steuern, daß letzteren an der Trennwand ##weitere Flüssigkeitswirbel zugeordnet werden bzw. von diesen überlagert werden, wodurch eine zusätzliche Intensivierung des Stoffaustausches möglich ist.The method according to the invention can preferably be carried out in a round or Oval pools are used, although it is also possible, especially in an oval pool to provide a partition and the propeller, which is designed without a tube jacket achieved fluid flow vortices so control in the liquid that the latter at the partition ## further fluid eddies can be assigned or from these are superimposed, whereby an additional intensification of the exchange of substances is possible.

Die Menge des in die Flüssigkeitsströmungswirbel eingeleiteten Mediums kann zweckmäßig geregelt werden. Hierbei ist es günstig, die Mengenzugabe so zu regeln, daß nur gerade so viel von dem Medium in die Flüssigkeit eingeleitet wird, wie im Bereich der Flüssigkeitsströmungswirbel zum Stoffaustausch erforderlich ist.The amount of medium introduced into the fluid flow vortex can be regulated appropriately. It is advantageous here to add the amount in this way regulate that just enough of the medium is introduced into the liquid, as is necessary for mass transfer in the area of fluid flow vortices.

Es kann damit eine optimale Anpassung an die jeweiligen Erfordernisse erreicht werden, so daß eine Überdosierung vermieden ist.It can thus be optimally adapted to the respective requirements can be achieved so that overdosing is avoided.

Eine besonders günstige Wirkung kann dadurch erreicht werden, daß die Flüssigkeitsströmungswjrbel etwa in Schraubenform bzw.A particularly favorable effect can be achieved in that the fluid flow vortices roughly in the form of a helix or

ähnlich einer Gewindesteigung einer Schraube um die horizontale Hauptströmung der Flissigkeit herum in deren Strömungsrichtung sich fortsetzen. Die Flüssigkeitsströmungswirbel gelangen somit bei horizontaler Hau:#tströmungsachse am Umfangsbereich der Hauptströmung in der FlUsr1gkeit von oben nach unten und wieder nach oben und so weiter, so daß auch hierdurch ein verstärkter Stoffaustausch mit dem zugeführten Medium (Sauerstoff) erzielt wird.similar to a thread pitch of a screw around the horizontal main flow of the liquid to continue in the direction of its flow. The fluid flow vortices with a horizontal main flow axis thus reach the circumferential area of the main flow in the liquid from top to bottom and back up and so on, so that This also results in an increased exchange of substances with the supplied medium (oxygen) is achieved.

Das Medium kann vorteilhaft im unteren Bereich des schraubenförmigen Verlaufs der Flüssigkeitsströmungswirbel eingetragen werden, so daß ein weiter Weg s zur Flüssigkeitsoberfläche gegeben ist und ein optimaler Verbleib des Mediums in der Flüssigkeit von Anfang an sicher7esteT7t ist. Zweckmäßig kann dabei das Medium in den Bereich les Schraulbenformverlaufs der Flüssigkeitsströmungswirbel eing bracht werden, der nach unten gerichtet ist, also in Richtung gegen den Gr:.nd abwärts strömt.The medium can advantageously be in the lower region of the helical The course of the fluid flow vortices are entered, so that a long way s is given to the liquid surface and an optimal retention of the medium is safest in the liquid from the start. The medium can expediently introduced into the area les Schraulbenformslaufs the fluid flow vortex be directed downwards is, so in the direction against the Gr: .nd flows downwards.

Für eine Intensivierung und Leisturlgsstei gerung insbesondere bei größeren Verfahrensstufen kann das Medium vorteilhaft an zwei oder mehr Stellen des Schraubenverlaufs in Richtung der Hauptströmung hintereinander in die Flüssigkeitsströmungswirbel eingeleitet werden, wobei es zudem als günstig erachtet werden kann, die Menge des zugeführten Mediums an den verschiedenen Stellen unterschiedlich zu dosieren, wodurch eine genaue Abstimmung möglich ist. Beispielsweise kann bei der ersten Zuführstelle der Mengenanteil des zugeführten Mediums größer sein als bei der zweiten Zuführstelle und so weiter. Es ist aber auch denkbar, die Mediumszuführung an verschiedenen stellen hintereinander in Intervallen auf- und abschwellen zu lasten. Zur weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung kann den schraubenförmig verlaufenden Flüssigkeitsströmungswirbeln der Hauptströmung mindestens eine weitere Flüssigkeitsströmungswirbelerzeugung zugeordnet werden. Eine solche zusätzliche Flüssigkeitsströmungswirbelerzeugung kann vorteilhaft dort vorgesehen werden, wo zum Beispiel ein wesentlicher Teil der Turbulenz der ersten Flüssigkeitsströmungswirbel abgebaut ist.For an intensification and an increase in performance in particular In larger process stages, the medium can advantageously be used in two or more places of the screw course in the direction of the main flow one behind the other into the fluid flow vortices be initiated, and it can also be considered beneficial, the amount of to dose the medium supplied differently at the different points, whereby precise coordination is possible. For example, at the first feed point the proportion of the medium supplied must be greater than that of the second supply point and so forth. But it is also conceivable to supply the medium at different points to swell up and down one after the other at intervals. To further expedient Embodiment can be the helical fluid flow vortices the main flow is assigned at least one further liquid flow vortex generation will. Such additional liquid flow vortex generation can be advantageous be provided where, for example, a substantial part of the turbulence of the first fluid flow vortex is broken down.

Eine derartige weitere Flüssigkeitsströmungswirbelerzeugung wird zweckmäßig durch die Installation eines zusätzlichen rohrmantelfrei ausgeführten Propellers im Rund- oder Ovalbecken erreicht.Such a further generation of liquid flow vortices becomes expedient by installing an additional propeller without a pipe jacket reached in the round or oval pool.

Der schraubenförmige Verlauf der Flüssigkeitsströmungswirbel kann zweckmäßig in einer solchen Ebene bzw. in einem derartigen Bereich erfolgen, daß eine wirbel- bzw. turbulenzfreie Flüssigkeitsschicht unmittelbar unter der Oberfläche der Flüssigkeit gegeben ist. Es wird damit erreicht, daß das zugeführte Medium wie zum Beispiel der eingetragene Luftsauerstoff nicht durch Turbulenzen an der Flüssigkeitsoberfläche vorzeitig entweicht, sondern im Bereich der unter der Flüssigkeitsoberflache liegenden Flüssigkeitsströmungswirbel möglichst lange für einen optimalen Stoffaustausch in der Flüssigkeit verbleibt. Dazu kann es günstig sein, den schraubenförmigen Verlauf der Flüssigkeitsströmungswirbel so vorzusehen, daß er in einem entsprechenden Abstand über dem Grund des Beckens erfolgt. Hierbei können die Flüssigkeitsströmungswirbel im Bereich unter der Hauptströmung der Flüssigkeit derart über Sedimentationen streichen daß diese wieder nach oben in die Flüssigkeit gebracht iod hier in Schwebe gehalten werden.The helical course of the fluid flow vortices can expediently take place in such a plane or in such an area that a fluid layer free of eddies or turbulence directly below the surface the liquid is given. It is achieved that the supplied medium like For example, the oxygen introduced in the air is not caused by turbulence on the surface of the liquid escapes prematurely, but rather in the area below the surface of the liquid Fluid flow vortices as long as possible for optimal mass transfer in the liquid remains. It can also be beneficial to use the helical To provide the course of the fluid flow vortex so that it is in a corresponding Distance above the bottom of the pool takes place. Here, the fluid flow vortices Stroke over sedimentation in the area under the main flow of the liquid that this brought back up into the liquid iodine held in suspension here will.

Auch hierdurch kann eine Intensivierung des Stoffaustausches erfolgen. Damit der Stoffaustausch des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die unterschiedlichen praktischen Anforderungen weitgehend eingestellt werden kann, sind die Flüssigkeitsströmungswirbel sowohl in ihrer Turbulenz als auch in ihrem Aktionsradius bzw.This can also result in an intensification of the exchange of substances. So that the mass transfer of the method according to the invention to the different Practical requirements can be largely adjusted, are the fluid flow eddies both in their turbulence and in their radius of action or

Ausdehnungsbereich steuerbar und veränderlich. Es kann damit eine genaue Begrenzung des Turbulenzbereichs der Flüssigkeitsströmungswirbel erreicht werden. Zweckmäßig kann der Turbulenzbereich der Flüssigkeitsströmungswirbel so bemessen werden, daß er etwa 1/10 des Durchmessers von der Hauptströmung bzw. des Propellers ausmacht, wodurch im Bereich der Längsmittenachse der Hauptströmung bzw. des Propellers sich überschneidende, unkontrollierbare und die Verfahrensdurchführung störende Wildturbulenzen im axialen Strömungsbereich vermieden sind.Expansion area controllable and changeable. It can be a precise limitation of the area of turbulence of the fluid flow eddies achieved will. The turbulence region of the fluid flow eddies can expediently be as follows be dimensioned that it is about 1/10 of the diameter of the main flow or the Propellers, whereby in the area of the longitudinal center axis of the main flow resp. of the propeller overlapping, uncontrollable and the process execution disturbing wild turbulence in the axial flow area are avoided.

Die Flüssigkeitsströmungswirbel an den Flügelendbereichen des Propellers können bevorzugt durch eine entsprechende Ausgestaltung und Formgebung der Flügelendbereiche sowie durch den Fortfall eines die Flügel des Propellers umgebenden Rohrmantels erreicht werden, so da hierfür keine besonderen aufwendigen Maßnahmen ergriffen werden müssen, sondern die Flüssigkeitsströmungswirbelerzeugung äußerst günstig erzielt wird, weshalb unter Einbeziehung der ebenfalls äußerst einfachen Mediumszuführung ausschließlich in den Flüssigkeitsstrbmungswirbelbereich hinein insgesamt ein sehr kostengünstiges und hochleistungsfähiges Verfahren insbesondere für eine Abwasseraufbereitung zur Verfügung steht.The fluid flow vortices at the wing tip areas of the propeller can be preferred by a corresponding design and shaping of the wing tip areas as well as the omission of a pipe jacket surrounding the propeller blades can be achieved, so that no special complex measures are taken for this must be, but the liquid flow vortex generation extremely favorable is achieved, which is why with the inclusion of the extremely simple medium supply exclusively into the fluid flow vortex area, overall a very Inexpensive and high-performance process, especially for wastewater treatment is available.

Claims

Method for a mass transfer in a liquid Patent claims 1. Method for a mass transfer in a liquid, in particular in a Sewage-activated sludge mixture, with a propeller for a substantially horizontal Main flow of liquid to which gin medium is fed, characterized in that that at the wing end regions of the propeller, which is carried out without a tube jacket, during its rotation Generates additional fluid flow vortices in the main flow of the liquid will.

2. The method according to the preceding claim, characterized in that the medium supplied essentially exclusively in the area of these fluid flow eddies is entered for the mass transfer.

3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that the fluid flow vortices are essentially helical around the horizontal Main flow around in the direction of flow.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that-the liquid flow vortices are produced in a precisely limited manner in their turbulence area and are preferably controllably changeable.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that the area of turbulence of the fluid flow eddies is about ten percent of the diameter the main horizontal flow or the propeller.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that the helical fluid flow vortices in the area below the main flow of the liquid sweeps over sedimentations and these again to levitate.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that in the area above the main flow between the helical g Fluid flow vertebra and the surface of the fluid are essentially one eddy or turtulence-free liquid layer is maintained.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that the medium in the lower region of the helical course of the fluid flow vortices is introduced into the latter.

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that the medium is in the downward-flowing area of the helical shape of the fluid flow vortex is entered into this.

10. The method according to e nem of the preceding claims, characterized in, ate the medium in the direction of the main flow at at least two points along the helical course is introduced one after the other into the fluid flow vortex.

11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that the introduction of the medium into the fluid flow vortices at at least two Setting of the helical shape progression takes place in different amounts.

12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that the supply of the medium in the fluid flow vortices with respect to the amount of addition can be regulated and that only as much medium is supplied as in the area of the fluid flow vortex can be exchanged.

13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that in a d e liquid containing round or oval basin of the main flow running helically at at least two spaced apart points Fluid flow vortices are assigned.

14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that the fluid flow vortices running in helical form around the main flow additional fluid vortices on a partition wall in a round or oval basin be assigned.