DE4342376C2 - Begasungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Begasungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Begasungseinrichtungen dieser Art werden vorzugsweise dazu verwendet, bei der Klärung von Abwässern Luft in das Abwasser einzuleiten, um aerobe Abbauprozesse der im Ab­ wasser befindlichen Abfallstoffe zu ermöglichen. Da das Gas stets leichter als die Flüssigkeit ist, muß es vom Grund des Behälters oder Beckens her in die Flüssigkeit eingeleitet werden. Die Einleitung muß möglichst flächen­ deckend erfolgen, damit die Gasblasen nicht ungelöst die Flüssigkeit durchwandern und an der Oberfläche austreten. In diesem Fall wäre nicht die erforderliche Sättigung der Flüssigkeit erreichbar.

Eine aus der EP 0 345 207 B1 bekannte Begasungseinrich­ tung umfaßt einen oder mehrere Gasversorgungsverteiler, von denen seitlich eine Vielzahl von Einleitungskörpern abzweigen, um das einzuleitende Gas großflächig zu ver­ teilen. Bei der bekannten Begasungseinrichtung wurden Einleitungskörper mittels Befestigungsstutzen am Gasver­ sorgungsverteiler verschraubt. Für jede Seite werden so­ mit gesonderte Einleitungskörper benötigt. Wegen der Vielzahl der zu verschraubenden Einleitungskörper ist die Montage aufwendig.

Besonders bei langen Einleitungskörpern werden aufgrund von mechanischen Bewegungen des Abwassers durch Rührwerke besondere Belastungen hervorgerufen, die leicht zu mecha­ nischen Beschädigungen führen können.

Ferner ist aus der DE 36 36 882 C1 eine Begasungseinrich­ tung bekannt, bei der jeweils einstückige Einleitungskör­ per mit von einem Zentralkörper ausgehenden Trägerrohren an einem Gasversorgungsverteiler befestigt sind. Die Be­ festigung erfolgt mittels Spannelementen, die den Zen­ tralkörper und seitliche am Gasversorgungsverteiler ange­ brachte Aufnahmemulden gemeinsam umgreifen. Jedes Träger­ rohr ist von einer perforierten schlauchförmigen Membrane umgeben, die mittels Schlauchschellen an beiden Enden der Membrane am Trägerrohr befestigt ist. Dabei bilden die inneren Schlauchschellen gleichzeitig die Spannelemente zur Befestigung des Zentralkörpers an den Aufnahmemulden des Gasversorgungsverteilers. Der Zentralkörper ist über eine Bohrung mit dem Gasversorgungsverteiler strömungs­ verbunden und durch kappenförmige Einsätze etwa in der Mitte der Trägerrohre nach außen abgeschlossen. Gasdurch­ trittsöffnungen führen vom zwischen den kappenförmigen Einsätzen liegenden Innenraum in die Bereiche der Mem­ brane.

Um einen möglichst gleichmäßigen Gaseintrag in die Flüs­ sigkeit auch über die äußeren Bereiche der Membrane auf den Trägerrohren zu erzielen, muß sich der Innenraum des Einleitungskörpers möglichst weit nach außen erstrecken. Dies führt durch das höhere Gasvolumen im Einleitungskör­ per aber zu einer unerwünschten Erhöhung des Auftriebs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Begasungs­ einrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrie­ benen Art zu schaffen, welche einen über die Länge der Membrane gleichmäßigen Gaseintrag in die zu begasende Flüssigkeit bei geringem Auftrieb des Einleitungskörpers und dabei eine einfache und sichere Montage und Befesti­ gung der Einleitungskörper am Gasversorgungsverteiler ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer Begasungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im Kennzeichen angegebenen Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung erreicht den gleichmä­ ßigen Gaseintrag über die Länge der Membrane durch die als längsnutenförmige Gaszuführungskanäle ausgebildeten Gasdurchtrittsöffnungen. Die Anordnung eines Zentralka­ nals und zweier von diesem ausgehender Abzweigkanäle be­ grenzt das Gasvolumen im Einleitungskörper und vermindert dadurch den Auftrieb. Bei der Befestigung der Einlei­ tungskörper am Gasversorgungsverteiler werden automatisch beide Gaszuführungskanäle jedes Einleitungskörpers durch die Strömungsverbindung des Gasversorgungsverteilers über die Bohrung mit dem Zentralkanal gespeist.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Er­ findung ergeben sich aus den Ansprüchen, der weiteren Be­ schreibung und der Zeichnung, die Ausführungsbeispiele zeigen.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen an ei­ nem Gasversorgungsverteiler befestig­ ten Einleitungskörper,

Fig. 2 eine Ansicht AB einer Gegenmutter als Einzelheit aus Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Einlei­ tungskörper zeitlang der Schnittlinie CD,

Fig. 4 einen Längsschnitt ähnlich Fig. 1 mit einer alternativen Ausgestaltung des Befestigungsflansches und

Fig. 5 einen weiteren Längsschnitt ähnlich Fig. 1 mit einem im Querschnitt kreisförmigen Gasversorgungsvertei­ ler.

Die in Fig. 1 dargestellte Begasungseinrichtung umfaßt einen Gasversorgungsverteiler 10, auf dem ein Einlei­ tungskörper 12 befestigt ist. Der Einleitungskörper 12 wiederum umfaßt einen Zentralkörper 24 mit zwei seitli­ chen Trägerrohren 46 und 48. Der Einleitungskörper 12 ist mittels eines im Bereich des Zentralkörpers 24 ausgebil­ deten Flansches, der seitliche Zentrierungen 42 trägt, mit dem Gasversorgungsverteiler 10 verspannt. Die Ver­ spannung erfolgt mittels einer Schraube 30 und einer Ge­ genmutter 32, die eine Bohrung 34 des Gasversorgungsver­ teilers 10 übergreift.

Die Gaszuführung erfolgt vom hohlen Gasversorgungsvertei­ ler 10 über eine Bohrung 34 im Gasversorgungsverteiler 10, über einen Zentralkanal 26 im Zentralkörper 24 zu Ab­ zweigkanälen 28, die ebenfalls im Zentralkörper 24 ange­ ordnet sind. Die Abzweigkanäle 28 münden in längsnutenförmigen Gaszuführungskanälen 16 der Trägerrohre 46 und 48. Die Trägerrohre 46 und 48 sind von perforierten Membranen 14 umgeben, die die Gaszuführungskanäle 16 vollständig überdecken und axial neben den Gaszuführungskanälen 16 mittels Schellen 40 befestigt sind.

Um den Übertritt von Gas aus dem Inneren des Gasversor­ gungsverteilers 10 in den Zentralkanal 26 des Einlei­ tungskörpers 12 zu ermöglichen, ist die Gegenmutter 32 als flacher Steg ausgebildet, dessen Breite schmaler, aber dessen Länge größer als der Durchmesser des Zentralkanals 26 und der Bohrung 34 ist. Dadurch ermöglicht die Gegen­ mutter 32 einerseits die Befestigung mittels der in Längsrichtung überstehenden Lappen, seitlich des schmalen Steges verbleiben aber Spalte, durch die Gas in den Zen­ tralkanal übertreten kann. Um ein ungewolltes Entweichen von Gas aus dem Bereich der Schraube 30 bzw. ein Eindrin­ gen von Abwasser in die Gaszuführungskanäle zu vermeiden, ist im Bereich des am Zentralkörper 24 ausgebildeten Flansches eine Dichtung in Form eines O-Ringes 38 ange­ ordnet und der Kopf der Schraube 30 mittels einer Dicht­ scheibe 36 gegen die Oberfläche des Einleitungskörpers 12 abgedichtet.

Während die Zentrierungen 42 eine Zentrierung des Gasver­ sorgungsverteilers 10 gegenüber dem Flanschbereich des Zentralköpers 24 ermöglichen, schafft ein Zentrierbund 44 an der Gegenmutter 32 eine Zentrierung dieser Gegenmutter 32 bezüglich der Bohrung 34 im Gasversorgungsverteiler 10. Der Zentrierbund 44 kann konisch ausgebildet sein, so daß gleichzeitig eine Verdrehsicherung erreicht wird, wenn die Gegenmutter 32 axial in die Bohrung 34 eindringt und sich dort verkeilt. Alternativ oder zusätzlich könn­ ten die überstehenden Lappen der Gegenmutter auch als Krallen ausgebildet sein, die in die Oberfläche des Gas­ versorgungsverteilers 10 eindringen.

Um einen Auftrieb der Begasungseinrichtung zu verhindern, kommuniziert der Innenraum 18 der Trägerrohre 46 und 48 des Einleitungskörpers 12 an den freien Enden 20 mit dem Abwasser. Das Abwasser kann also in diesen Bereich ein­ dringen.

Es hat sich gezeigt, daß das im Innenraum 18 stehende Abwasser bei bekannten Begasungseinrichtungen im Gegen­ satz zu dem sonst umgewälzten Abwasser nicht ausreichend mit Sauerstoff versorgt wird. Dadurch kann es in diesem Bereich zu einer anoxischen Schlammbildung kommen. Dieser anoxische Schlamm enthält Giftstoffe, die die Vermehrung erwünschter, zum Abbau von Schadstoffen im Abwasser benö­ tigter Bakterien hemmt. Auch wenn das im Innenraum 18 stehende Abwasser als im wesentlichen stationär angesehen wird, werden jedoch stets gewisse Mengen der im anoxi­ schen Schlamm Giftstoffe an die Umgebung abgegeben und beeinträchtigen damit die Wirksamkeit der Kläranlage.

Um diese Erscheinung zu verhindern, besitzt der Einlei­ tungskörper 12 Austrittsöffnungen 22, die in der Be­ triebslage oben liegen. Durch diese Austrittsöffnungen kann Abwasser von den freien Enden her kommend den Innen­ raum 18 durchströmen und über die Austrittsöffnungen 22 wieder austreten. Die Durchströmung wird dadurch bewirkt, daß aufgrund der aus den perforierten Membranen austre­ tenden Gase eine Aufwärtsbewegung des Abwassers hervorge­ rufen wird, die auch die umgebenden Bereiche einbezieht und das im Innenraum 18 befindliche Abwasser über die Austrittsöffnungen 22 mit sich reißt.

Die Austrittsöffnungen 22 bewirken also, daß auch die In­ nenräume 18 durchströmt werden und dadurch die Bildung von anoxischem Schlamm wirksam verhindert wird.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch den Einleitungskör­ per 12 entlang der Schnittlinie CD aus Fig. 1.

Bei der Montage der Einleitungskörper 12 an einem Gasver­ sorgungsverteiler 10 wird so vorgegangen, daß zunächst Bohrungen in den Gasversorgungsverteiler eingebracht wer­ den und dann die Einleitungskörper 12 mit der am äußeren Ende der Schraube 30 aufgeschraubten Gegenmutter 32 schräg auf den Gasversorgungsverteiler 10 aufgesetzt wer­ den, so daß die Gegenmutter 32 geneigt in die Bohrung 34 eindringen kann. Die Schraube 30 wird nun angehoben, so daß die Gegenmutter 32 mit ihrem Zentrierbund 44 in die Bohrung 34 eindringt und sich dort verklemmt. Anschlie­ ßend wird die Schraube 30 angezogen. Beim Auswechseln ei­ nes Einleitungskörpers 12 kann die in der Bohrung 34 ver­ bliebene Gegenmutter 32 wiederverwendet werden, da sie auch nach dem Lösen der Schraube 30 in der Bohrung 34 verklemmt verbleibt.

Fig. 4 zeigt eine andere Alternative der in Fig. 1 darge­ stellten Längsschnittzeichnung. In diesem Fall ist der Zentralkörper 24 mit einem Zentrierring versehen, der in die Bohrung 34 eingreift und eine zusätzliche Zentrierung bewirkt. Die Gegenmutter 32 weist L-förmig abgewinkelte Enden auf, die an der Oberfläche des Gasversorgungsver­ teilers anliegen. Bei der in Fig. 5 dargestellten Alter­ native ist statt eines Gasversorgungsverteilers 10 mit rechteckigem Querschnitt ein solcher mit kreisförmigem Querschnitt vorhanden.

Claims (9)

1. Begasungseinrichtung zur Einbringung eines Gases in eine Flüssigkeit, insbesondere in ein zu behandelndes Ab­ wasser, mit wenigstens einem Gasversorgungsverteiler (10), mit einer Mehrzahl rohrförmiger Trägerrohre (46, 48), die jeweils an ihrem freien Ende offen sind, mit je­ weils einer jedes Trägerrohr umgebenden perfo­ rierten schlauchförmigen Membrane (14), wobei jedes Trä­ gerrohr mindestens eine im Bereich der Membrane ausmündende Gasdurchtrittsöffnung aufweist, wobei die Trägerrohre von einem an den Gasversorgungs­ verteiler angeschlossenen Zentralkörper (24) ausge­ hen, der an dem Gasversorgungsverteiler befestigt und über eine Bohrung (34) mit ihm strömungsverbunden ist und wobei der Zentralkörper mit den Trägerrohren einstückig als Einleitungskörper (12) ausgebil­ det ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdurchtritts­ öffnung als längsnutenförmiger Gaszuführungskanal (16) im jeweiligen Trägerrohr ausgebildet ist, daß in dem Zentralkörper ein Zentralkanal (26) und zwei von diesem ausgehende Abzweigkanäle (28) angeordnet sind, die in die längsnutenförmigen Gaszuführungskanäle (16) füh­ ren, und daß der Gasversorgungsverteiler über die Bohrung mit dem Zentralkanal strömungsverbunden ist.

2. Begasungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wandstärke der Trägerrohre (46, 48) vom Zentralkörper (24) ausgehend zu den freien Enden (20) abnimmt.

3. Begasungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerrohre (46, 48) im Bereich des Zentralkörpers (24) Austrittsöffnungen (22) aufweisen, die in der Betriebslage im oberen Bereich angeordnet sind.

4. Begasungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einleitungskörper (12) am Gasversorgungsverteiler (10) mittels einer Schraube (30) befestigt ist, die den Zentralkanal (26) axial durch­ greift und eine Gegenmutter (32) trägt, welche die Wand des Gasversorgungsverteilers (10) gegen den Flanschbe­ reich des Zentralkörpers (24) verspannt, wobei die Mutter (32) als schmaler Steg ausgebildet ist, dessen Breite geringer und dessen Länge größer als die Bohrung (34) im Gasversorgungsverteiler (10) ausgebildet ist.

5. Begasungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Gegenmutter (32) einen in die Boh­ rung (34) des Gasversorgungsverteilers (10) eingreifenden Zentrierbund (44) trägt.

6. Begasungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Zentrierbund (44) konisch ausgebil­ det ist.

7. Begasungseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenmutter (32) Kral­ len trägt.

8. Begasungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gasversorgungs­ verteiler (10) und dem Flansch des Zentralköpers (24) eine Dichtung, vorzugsweise in Form eines O-Ringes (38), angeordnet ist und daß zwischen dem Kopf der Schraube (30) und der Oberfläche des Einleitungskörpers (12) eine Dichtscheibe (36) angeordnet ist.

9. Begasungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der am Zentralkörper (24) ausgebildete Flansch seitliche Zentrierungen (42) trägt.