DE3308963A1

DE3308963A1 - Verfahren zur kontinuierlichen ent- u. begasung von kommunalen u. industriellen abwassern, sowie fliessenden u. stehenden gewaesser u. suspensionen

Info

Publication number: DE3308963A1
Application number: DE19833308963
Authority: DE
Inventors: Otto 7512 Rheinstetten Schindele
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-03-14
Filing date: 1983-03-14
Publication date: 1984-09-27

Description

3. Stand der Technik
Die zu ent- und beliiftende Flüssigkeit wird in rechteckigen, nach oben offenen Becken zur Behandlung gestaut. Ein zentral im Becken gelagerter Hamburg-Rotor wirft bei Rotation die Flüssigkeit, fliehkraftbedingt, in einem mehr oder weniger gut ausgebildeten, wenig über der eigentlichen Wasseroberfläche liegendem Flächenfilm nach außen weg. In der Standzeit des Flächenfilms findet die Ent- und Begasung gleichzeitig und parallel zueinander statt.
Der Aufbau des Hamburg-Rotors ist aus Zeichnung A4 - 3 zu ersehen. An einem Blechzylinder sind im oberen Viertel, je nach Durchmesser des Rotorzylinders 4-10 Wurfrohre unter einem sehr flachen Neigungswinkel zur Horizontalen (Flüssigkeitsoberfläche) angeschweißt.
Jedes Wurfrohr ist auf der Unterseite mit einer Verstärkungsrippe versehen. Die Oberseite des Zylinders wird durch eine starke, gasdicht aufgeschweißte Stahl platte abgeschlossen. Diese Platte nimmt auch den E-Antrieb auf. Bei Drehung des Hamburg-Rotors wird die Flüssigkeit aus den Wurfrohren herausgeschleudert und erzeugt einen über dem Wasserspiegel liegenden Wasserfilm (Wasserschleier). Außerdem baut sich durch die Drehung im Rotorzylinder ein Vakuum auf, wodurch Flüssigkeit von unten in den Zylinder angesaugt wird.
Zur Verstärkung der Begasung (Belüftung) der Flüssigkeit wird in einem dem Rotor nachgeschalteten offenem Becken über ein eingebautes Gaseinperlsystem Frischgas zugeführt. Das Gaseinperlsystem wird von einer Gaskompressorstation gespeist.
4. Kritik Der Hamburg-Rotor arbeitet nach dem Vakuumprinzip, hat einen schlechten Wirkungsgrad, und daraus resultierend einen sehr hohen Energiebedarf.
Die vom Hamburg-Rotor über die Wurfrohre geschaffene Kontakt- bzw. Gasaustauschfläche ist zusammen mit der Flüssigkeitsoberfläche des Beckens, bezogen auf das zu behandelnde (ent- und begasende) Flüssigkeitsvolumen, sehr klein. Hinzu kommt, daß der Flüssigkeitsspiegel unter dem Beckenrand liegt, das Faulgas, insbesondere bei Windstille, in bzw. über dem Becken stehen bleibt und somit den Zutritt von Frischgas zur Belüftung weitgehend verhindert. Daraus ist zu ersehen, daß der in einem Becken zeitgleich und parallel geführte (ablaufende) Gasaustausch (Ent- und Begasung) sich gegenseitig behindert. Das bedeutet, daß zur Erzielung einer bestimmten Flüssigkeitsqualität, die Behandlung solange fortgeführt werden muß, bis das gewünschte Meßergebnis erreicht ist und das nach einem unwirtschaftlichen und vom Zufall abhängigen Verfahren.
Die auf der Unterseite der Auswurfrohre angeschweißten Verstärkungsrippen sind immer in die Flüssigkeit eingetaucht. Bei Betrieb des Rotors wird die gesamte Flüssigkeit des Beckens in Rotation gebracht. Um die Flüssigkeit zur Rotation zu bringen und in Rotation zu halten, ist ein erheblicher Kraftaufwand erforderlich und haben noch dazu einen negativen Effekt.
Durch die Rotation der Flüssigkeit im Becken treten Fliehkräfte auf, welche in der Flüssigkeit befindliche Feststoffe nach außen an die Beckenwand, insbesondere in die Toträume (Ecken) des Beckens drücken, hier ablagern und durch den Rotationsdruck verfestigt werden, dies besonders bei nicht vorgeklärter Flüssigkeit.
Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens ist, daß bei Windstille die Abgase in und über dem Becken stehen bleiben und keine Frischluft an die Flüssigkeitsoberfläche kommen kann. Also keine oder sehr schlechte Ent- und Belüftung. Bei Wind werden die gesamten ausgetretenen Faulgase unkontrolliert in die nähere oder weitere Umgebung abgetrieben, wodurch Geruchsbelästigungen auftreten. Dieses Verfahren ist also auch wetterabhängig und umweltfeindlich.
Die Begasung der Flüssigkeit, mittels in die nach oben offenen Becken eingebauten Gaseinperlsysteme, hat den Nachteil, daß das gesamte von der Kompressorstation gelieferte Gas unkontrolliert durch die Flüssigkeit nach oben perlt. Es ist anzunehmen, daß ein Großteil des Gases von der Flüssigkeit nicht gelöst wird und in die Atmosphäre entweicht und dadurch erhebliche Energieverluste entstehen.
Die Frischgasverluste bei der Flüssigkeitsbegasung im nach oben (zur Atmosphäre) offenen Raum (Becken) sind erheblich und werden um ein vielfaches höher sein, wenn als Frischgas nicht Luft (Sauerstoff -Stickstoffgemisch), sondern reiner Sauerstoff oder gar Ozon verwendet wird.
5. Aufgabe Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren steuer- und kontrollierbar, wirtschaftlicher und umweltfreundlicher zu machen.
6. Lösung Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verfahren getrennt wird und zwar in E n t -1 ü f t u n g und B e 1 ü f t u n g . Diese Verfahren werden in zwei voneinander getrennten, gasdichten und druckfesten Räumen (Behälter, Bauwerke) abgefahren. Die beiden Räume sind mit entsprechenden maschinellen Einrichtungen versehen und sind dem jeweiligen Verfahren zugeordneten physikalischen Zuständen unterworfen.
7. Funktion nach Zeichnung A4 - 1 Die zu behandelnde Flüssigkeit wird über den Druckstutzen Pos. 3 durch die Rohrleitung Pos. 3a verstopfungsfrei über die Zerstäuberscheibe des Zerstäuberaggregates Pos. 2 0(Zeitschrift VDI Bei heft, Jahrgang 1942, Heft-Nr. 2, Seite 49-56) und Zeichnung A4 - 2] in den Entspannungsraum (Behälter) Pos. 1 eingeleitet. Durch die Fliehkraft, erzeugt durch die Rotation der Zerstäuberscheibe, wird die Flüssigkeit tropfenförmig zerstäubt und fällt in einem, den ganzen Raum ausfüllenden Sprühkegel nach unten auf die Flüssigkeitsoberfläche. Durch die tropfen- bzw. kugelförmige Zerstäubung wird eine sehr große Oberfläche (Kontakt- oder Austauschfläche), bezogen auf das Flüssigkeitsvolumen, erzielt und wird damit die Voraussetzung für eine gute und intensive Entgasung geschaffen. Durch Veränderung der Zerstäuberscheiben - Umfangsgeschwindigkeit kann die Tropfengröße und damit die Gasaustauschfläche verändert werden. Der Entspannungsraum Pos. 1 steht unter Vakuum, wodurch der Entgasungsprozeß intensiviert wird. Zur weiteren Unterstützung des Entgasungsprozesses sind am Umfang des Entspannungsraumes aufschäumende Rührwerke Pos. 5 angesetzt. Die frei werdenden Abgase werden über den Stutzen Pos. 4 von der Vakuumstation abgesaugt und über eine Rohrleitung dem Abgaskamin zugeführt.
Die so behandelte, entgaste Flüssigkeit wird von der Pumpe Pos. 6 aus dem Entgasungsraum abgezogen und durch die Rohrleitung Pos. 8 dem Zerstäuberaggregat Pos. 2 zugeführt und in den Begasungsraum Pos. 7 eingeleitet. Die, durch die tropfen- und kegelförmige, raumdeckende Flüssigkeitszerstäubung, erzielte große Flüssigkeitsoberfläche, ist die Veraussetzung für eine gute Gasaufnahme der Flüssigkeit während des freien Falles. Zur Unterstützung der Frischgasaufnahme durch die Flüssigkeit steht der Begasungsraum Pos. 7 unter Frischgasüberdruck. Im Begasungsraum Pos. 7 sind unterhalb des Flüssigkeitsspiegels Gaseinperlsysteme Pos. 11 installiert, durch welche mittels der Gasumwälzpumpe Pos. 10 Frischgas in die stehende Flüssigkeit eingebracht wird.
Das aufperlende, von der Flüssigkeit nicht gelöste, oder aufgenommene Gas ist nicht verloren, denn es bleibt im geschlossenen Gasraum und kann nicht in die Atmosphäre entweichen. In die Saugkegel, der am Umfange des Begasungsraumes angeordneten Rührwerke Pos.5 wird gleichfalls Frischgas eingebracht. Das von der Flüssigkeit während des Begasungsvorganges aufgenommene (verbrauchte) Frischgas wird über den F;ullstutzen Pos. 9 kontinuierlich, gasdruckbedingt nachgespeist. über den Entspannungsbehälter Pos. 12 und den Austrittstutzen Pos. 13 wird die behandelte Flüssigkeit abgezogen.
8. Zusammenfassend wird festgestellt, daß bei dem vorliegenden Verfahren nichts mehr dem Zufall überlassen wird. Bei diesem Verfahren kann für die Flüssigkeitsbegasung als Frischgas ohne weiteres reiner Sauerstoff oder Ozon als auch andere nützliche Gase verwendet werden, denn der Kontaktraum ist gasdicht geschlossen und somit verlustfrei. Der Regenerierungsprozeß ist von Anfang bis zum Ende steuer-, regulier- und kontrollierbar. Es ist zu empfehlen, der Ubersicht und Kontrolle wegen sämtliche Meß-, Regel-, Registrier-und Steuergeräte, sowie Funktions- und Steuerschematas in einer Schaltanlage übersichtlich zusammenzufassen.
Das Verfahren kann für vollautomatischen Betrieb ausgeführt werden.
9. Anmerkung Je nach Größe des Behandlungsraumes werden ein oder mehrere Zerstäuberaggregate zueinander so angeordnet, daß sich die Sprühkegel flächendeckend und das ganze Raumvolumen nutzend, überschneiden.
Aus statischen, betriebstechnischen und preislichen Gründen wird empfohlen, die Flüssigkeitsbehandlungsräume als Rundbehälter auszuführen.
Bestehende Anlagen mit runden, quadratischen oder rechteckigen Becken können (nach Prüfung der Konstruktion) auf das neue Verfahren umgerüstet werden.
- Leerseite - Zeichng. A 4 - 1 Pos. 1 = Entgas@ngs-b@w. V@ak@@m - Behälter 2 = Zerstä@b@ngs aggregat 3 = Eintrittsst@tzen 3a = FlüßigkeitsrohrZeit@ung 4 = Vaak@@m - Anschl@ß - St@t@en 5 = Rührwerk 6 = Flüßigkeitspümpe 7 = Begasüngsbehälter 8 = Flüßigkeitsleitüng 9 = Frischgas 10 = Gasümwälzpümpe 11 = Gaseinper@system 12 = Entspannüngsbehzä@ter 13 = Austrittsstutzen

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur kontinuierlichen Ent- und Begasung von kommunalen und industriellen Abwassern (Kläranlagen) sowie fließender oder stehender Gewässer und Suspensionen aller Art.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da dasselbe in zwei getrennten, hintereinander geschalteten, geschlossenen und gasdichten Räumen, welche mit entsprechenden technischen Ausrüstungen versehen sind und bestimmten physikalischen Bedingungen unterliegen, abläuft.