DE3231563C2

DE3231563C2 -

Info

Publication number: DE3231563C2
Application number: DE19823231563
Authority: DE
Inventors: Karel Dipl.-Ing. Dr.S.C. Prag/Praha Cs Haindl
Original assignee: VYZKUMNY USTAV VODOHOSPODARSKY PRAG/PRAHA CS
Current assignee: VYZKUMNY USTAV VODOHOSPODARSKY PRAG/PRAHA CS
Priority date: 1981-08-25
Filing date: 1982-08-25
Publication date: 1988-06-09
Also published as: JPH0234649B2; JPS5884032A; CS223313B1; DE3231563A1; CA1191287A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung der in den Ansprüchen 1 bzw. 3 angegebenen Gattung.

Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung sind aus der DE-OS 26 12 255 bekannt.

Zur Sättigung von Flüssigkeiten mit Gasen wird gemäß DE-OS 26 12 255 die Wirkung von Injektoren in einer Umlaufrinne ausgenutzt, wobei die Wirtschaftlichkeit vom Ausnutzungs grad des gelösten Gases abhängt. Bei der Injektion in die Umlaufrinne wird die gesamte in der Rinne strömende Flüs sigkeit turbulent verwirbelt. Dies führt dazu, daß das Gas unmittelbar nach der Einmischung relativ schnell wieder an die Oberfläche der Flüssigkeit in der Rinne gelangen und dort austreten kann, ohne sich in der Flüssigkeit zu lösen.

Die Menge des gelösten Gases wird durch den Sättigungs punkt der Flüssigkeit bei gegebenen Bedingungen begrenzt. Der Ausnutzungsgrad des gelösten Gases, d. h. der Gas- Lösungswirkungsgrad ist definiert durch das Verhältnis der Menge des gelösten Gases zu der Gesamtmenge an zugeführtem Gas und hängt vorwiegend von dem relativen Durchfluß der Gaskomponente, d. h. vom Verhältnis der Gaskomponente und der Flüssigkeitskomponente in der Durchflußmischung, ab und wird durch ihn begrenzt. Durch Verringern des relati ven Durchflusses der Gaskomponente kann der Lösungswir kungsgrad des Gases erhöht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Ausnutzungsgrad eines gattungsgemäßen Verfahrens bzw. einer solchen Vorrichtung zu steigern, ohne den Energieverbrauch merkbar zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Einmischen eines Gases in eine Flüssigkeit, bei dem die Flüssigkeit in einer Umlaufrinne in Längsrichtung der Umlaufrinne durch Einführung eines Flüssigkeits/Gas-Gemisches in Umlauf gebracht wird, dadurch gelöst, daß die Einführung des Flüssigkeits/Gas-Gemisches in einen Mischkanal er folgt, der im Bodenbereich der Umlaufrinne und im wesent lichen parallel zur Strömungsrichtung in der Umlaufrinne angeordnet ist, so daß ein Teil der Flüssigkeit aus der Umlaufrinne in den Mischkanal gesaugt wird und diesen durchströmt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Umlaufrinne auf, mit mindestens einem Gemischrohr, dessen Mündung unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche in Achsrichtung der Umlaufrinne ausgerichtet ist, mit mindestens einer dem Gemischrohr zugeordneten Pumpe und mit einem in einem Einlaufbereich des Gemischrohres angeordneten Gas/Flüssig keits-Mischer. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß im Bodenbereich der Umlaufrinne ein separater, einen Einlauf und einen Auslauf aufweisender, sich im wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung in der Umlaufrinne erstrec kender Mischkanal angeordnet ist, und daß das Gemischrohr in den Mischkanal mündet, so daß ein Teil der Flüssigkeit aus der Umlaufrinne in den Mischkanal angesaugt wird und die sen durchströmt.

Das Flüssigkeits/Gas-Gemisch wird also im Bodenbereich der Rinne zugegeben, und zwar in einem dort angeordneten Mischkanal, der im wesentlichen parallel zur Strömungs richtung verläuft. Dadurch wird erreicht, daß das Flüssig keits/Gas-Gemisch zusammen mit der aus der Rinne angesaug ten Flüssigkeit eine gewisse Zeit im Mischkanal strömt und das Gas nicht so schnell aufsteigen kann. Dies führt zu einer Erhöhung des Lösungswirkungsgrades des Gases in der Flüssigkeit.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel einer erfin dungsgemäßen Anlage zur Durchführung des Verfahrens anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt der Vorrichtung,

Fig. 2 einen Grundriß der Vorrichtung.

Die dargestellte Vorrichtung umfaßt mehrere in Serie geschaltete Umlaufrinnen 1 in Form von langgestreckten Wannen mit ab gerundeten Endteilen 10 und einer zentralen Längswand 11, die jeden Behälter in zwei Rinnen unterteilt und eine Um laufströmung in Richtung der eingezeichneten Pfeile er möglicht.

In jeder Umlaufrinne 1 sind zwei Durchflußmischgeräte 12 vorgesehen, von denen eines in Fig. 1 in größerem Maßstab schematisch dargestellt ist. Eine Leitung 4 führt zu einer Pumpe 5, die an einem verbreiterten Teil der Längswand 11 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels ortsfest montiert ist. Die Drucköffnung der Pumpe 5 mündet in ein Verteilerrohr 13, das quer über einer der beiden Rinnen montiert ist. Von diesem Verteilerrohr 13 zweigen mehrere Knierohre 14 ab, an denen Luft-Einström-Stutzen 15 angeschlossen sind. Jedes Knierohr 14 mündet in ein Gemischrohr 16 aus, das bis in den Bodenbereich der Rinne führt und an seinem unteren Ende in einen Krümmer 17 übergeht, der mit seiner Mündung 2 in einen abgedeckten Misch- und Treibkanal 3 in der Vorwärts strom-Rinne hineinragt. Der Einlauf 6 in die Leitung 4 ist als Kanal in der Gegenstrom-Rinne angeordnet, und zwar in einer stromlinienförmigen Sohlenschwelle 7 mit einem in Gegenstromrichtung weisenden Formansatz 18. Wie in Fig. 2 dargestellt, zweigen von jedem Verteilerrohr 13 mehrere Knie rohre 14 mit den angeschlossenen Bauteilen 14-17 ab, wobei die Ausflußöffnungen 2 in den gemeinsamen Kanal 3 ausmünden, der sich über die gesamte Breite der jeweiligen Rinne er streckt und dessen Deckwand 19 an der mittleren Längswand 11 angeschlossen ist.

Die beschriebene Anlage arbeitet wie folgt:

Die Pumpe 5 saugt gasarme Flüssigkeit über den Einlauf 6 und die Leitung 4 an und fördert sie durch das Verteilerrohr 13 zu den Gasmischern. Durch die Strömungsverhältnisse in den Knierohren 14 und den Gemischrohren 16 wird Luft über die Stutzen 15 eingesaugt und mit der Flüssigkeit gemischt. Die Krümmer 17 an den Enden der Gemischrohre 16 in Verbindung mit den im Querkanal 3 in Strömungsrichtung weisenden Mündungs öffnungen 2 bewirkt eine in Rinnenlängsrichtung weisende intensive Ausflußströmung des Gas-Wassergemisches im Boden bereich der jeweiligen Rinne, durch deren Strömungsenergie der gesamten Flüssigkeit in der Umlaufrine eine Fließbe wegung erteilt wird. Durch Erhöhung der von der Pumpe 5 in die Gemischrohre 16 geförderten Flüssigkeitsmengen um den Anteil des erzeugten Umlaufflusses in der Umlaufrinne wird die Durchflußmenge der Flüssigkeitskomponente im Sekundär mischkanal 3 erhöht. Dadurch ergibt sich die angestrebte Steigerung des Ausnutzungsgrades von z. B. 7,5 kg O₂ ohne Sekundär-Mischkanal 3 auf 11,5 kg O₂ bei Verwendung des Sekundär-Mischkanals 3, d. h. um 56%.

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung finden in der chemischen Industrie in der Wasserwirtschaft, insbe sondere bei der biologischen Abwasserreinigung zur Wasser oxidation Verwendung.

Beispiel

In einer Umlaufrinne einer Kläranlage von 760 m³ mit Durch flußmischgeräten von 2 × 0,175 m³/s wird das Wasser mit einer Geschwindigkeit 0,7 m/s in Bewegung gebracht, d. h. in der Rinne wird der Durchfluß von 6,7 m³/s umlaufen und die zuge führte Sauerstoffmenge so wie der Oxidationswirkungsgrad werden um 56% erhöht.

Claims

1. Verfahren zum Einmischen eines Gases in eine Flüssig keit, bei dem die Flüssigkeit in einer Umlaufrinne in Längsrichtung der Umlaufrinne durch Einführung eines Flüssigkeits/Gas-Gemisches in Umlauf gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführung des Flüssig keits/Gas-Gemisches in einen Mischkanal erfolgt, der im Bodenbereich der Umlaufrinne und im wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung in der Umlaufrinne angeordnet ist, so daß ein Teil der Flüssigkeit aus der Umlaufrinne in den Mischkanal gesaugt wird und diesen durchströmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des Flüssigkeits/Gas-Gemisches Flüssig keit aus dem Bodenbereich der Umlaufrinne abgesaugt und diese mit Gas vermischt wird.

3. Vorrichtung zum Einmischen eines Gases in eine Flüssig keit zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprü chen 1 oder 2 mit einer Umlaufrinne (1), mit mindestens einem Gemischrohr (16), dessen Mündung (2) unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche in Achsrichtung der Umlauf rinne ausgerichtet ist, mit mindestens einer dem Gemischrohr zugeordneten Pumpe (5) und mit einem in einem Einlaufbereich des Gemischrohres angeord neten Gas/Flüssigkeits-Mischer, dadurch gekennzeichnet, daß im Bodenbereich der Umlaufrinne ein separater, einen Einlauf und einen Auslauf aufweisender, sich im wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung in der Umlaufrinne erstreckender Mischkanal (3) angeordnet ist, und daß das Gemischrohr in den Mischkanal mündet, so daß ein Teil der Flüssigkeit aus der Umlaufrinne in den Mischkanal angesaugt wird und diesen durch strömt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden der Umlaufrinne (1) mindestens eine Soh lenschwelle (7) angeordnet ist, die einen in Gegen stromrichtung weisenden, strömungsgünstig geformten Formansatz (18) aufweist, der um die Einlauföffnung eines zu der Pumpe führenden Saugrohre (4) herum ange ordnet ist.