DE4420109A1 - Liquid purification apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsreinigungsvorrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a Liquid cleaning device for the treatment of Liquids according to the preamble of claim 1.
Zu Reaktion bzw. Vermischung von Flüssigkeiten mit Gasen, darunter zur Reinigung von Flüssigkeiten, insbesondere von Abwässern, wurden zahlreiche Methoden bekannt. Den fundamentalen Kern jedes Verfahrens bildet jedoch der Abbau der im Abwasser enthaltenen organischen Substanzen, wofür sich die biologische Reinigung am meisten durchgesetzt hat. Ihr Wesen besteht darin, daß durch das Abwasser hindurch eine entsprechende Menge Sauerstoff geleitet wird, was zu einer schnellen Vermehrung der im Wasser befindlichen Mikroorganismen führt, von denen dann anschließend die organischen Verunreinigungen zerstört und abgebaut werden.For reaction or mixing of liquids with gases, including for cleaning liquids, in particular of wastewater, numerous methods have been known. The however, the fundamental core of any process is mining of the organic substances contained in the waste water, for what biological cleaning is the most prevalent Has. Their essence is that through sewage a corresponding amount of oxygen is passed through it, resulting in a rapid multiplication of those in the water Microorganisms leads, of which then the organic contaminants are destroyed and broken down.
Auf Vorrichtungen zur Vermengung von Sauerstoff und Abwasser beziehen sich zum Beispiel die ungarischen Patentschriften 171.712 und 172.975. Ihr Wesen besteht darin, daß in den mit der Umgebung in freier Berührung stehenden, zylinderförmigen Behälter mit großem Durchmesser von unten her Luft eingebracht wird und daß man versucht, das auf diese Weise nach oben strömende Gas mit Hilfe von extern betriebenen Drehvorrichtungen möglichst gut im Abwasser zu verteilen. On devices for mixing oxygen and waste water refer for example to the Hungarian patent specifications 171,712 and 172,975. Its essence is that in the in free contact with the environment, large diameter cylindrical container from below air is brought in and that one tries to open it this way gas flowing upwards with the help of external operated turning devices as well as possible in the wastewater to distribute.
Der Nachteil derartiger Vorrichtungen besteht darin, daß die Berührungsdauer zwischen Abwasser und Sauerstoff kurz ist und nur ein geringer Teil der eingebrachten Blasen an den Feststoffkomponenten des Abwassers hängen bleibt, d. h. daß die Methode einen schlechten Wirkungsgrad besitzt.The disadvantage of such devices is that the contact time between waste water and oxygen is short and only a small part of the bubbles introduced sticks to the solid components of the wastewater, d. H. that the method has poor efficiency.
Ein weiterer Nachteil ist, daß die beweglichen Teile der Rührwerke defekt werden können, was zur Funktionsunfähigkeit des Gerätes führt und die Kosten für die Abwasserreinigung werden durch die Kosten für Reparaturen und Instandhaltung nur noch erhöht.Another disadvantage is that the moving parts of the Agitators can become defective, leading to inoperability of the device and the cost of wastewater treatment are covered by the cost of repairs and maintenance only increased.
Nachteilig ist auch, daß das Betreiben der Vorrichtung wegen der Bewegung der Rührwerke einen relativ hohen Energieaufwand verlangt, was die Höhe des Betriebsaufwandes weiter vergrößert.Another disadvantage is that the operation of the device due to the movement of the agitators a relatively high one Energy expenditure demands what the amount of operating expenses further enlarged.
Eine günstigere Berührungsdauer zwischen Abwasser und Sauerstoff besteht bei dem sogenannten Tiefbrunnen-Oxidationsverfahren, bei dem das sauerstoffhaltige Gas vom Boden eines 20-100 m tiefen Brunnens mit großen Durchmesser in das im Brunnen befindliche Abwasser geleitet wird. Der Nachteil derartiger Varianten besteht jedoch in den hohen Herstellungskosten des Brunnens und weiters werden die Aufwendungen durch den Bau der nach unten führenden Gasleitungen und deren Betrieb nur noch weiter erhöht.A cheaper contact time between wastewater and Oxygen exists in the so-called Deep well oxidation process in which the oxygen-containing gas from the bottom of a 20-100 m deep Large diameter fountain in the well waste water is conducted. The disadvantage of such However, there are variants in the high manufacturing costs of the well and further the expenses are covered by the construction of the downward gas pipes and their Operation only increased further.
Neben Behältern mit Vertikalachse gibt es auch horizontal angeordnete, geschlossene Oxidationsbehälter. Auf horizontal angeordnete Abwasserreinigungsvorrichtungen beziehen sich die ungarischen Patentschriften 184.540 und die ungarischen Patentschriften mit aufgeschobener Prüfung H/793 und H/1228. Deren Nachteil besteht jedoch darin, daß sie wegen der großen Anzahl beweglicher Teile unzuverlässig funktionieren und ihr Betreiben mit Anwendungen verbunden ist.In addition to containers with a vertical axis, there are also horizontal ones arranged, closed oxidation containers. On horizontally arranged wastewater treatment devices relate Hungarian patents 184,540 and Hungarian Patents with deferred examination H / 793 and H / 1228. However, their disadvantage is that because of the large number of moving parts work unreliably and their operation is connected to applications.
Bezüglich der Erfindung bestand die Aufgabe darin, die Nachteile der bekannten Vorrichtungen zu beseitigen und eine Reinigungsvorrichtung vorzuschlagen, die einfach installiert werden kann, keine beweglichen - und somit störanfällige - Bauteile enthält, aber zwischen dem zu reinigenden Abwasser und dem eingeleiteten Sauerstoff trotzdem eine langanhaltende Vermischung und Berührung mit gutem Wirkungsgrad ermöglicht.With regard to the invention, the task was that Eliminate disadvantages of the known devices and to propose a cleaning device that is simple can be installed, no moving - and thus susceptible to failure - contains components, but between the too cleaning wastewater and the oxygen introduced nevertheless a long-lasting mixing and touch enabled with good efficiency.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, daß die Vorrichtung billig hergestellt und mit geringen Kosten betrieben werden kann und weiterhin nur leicht ausführbare Instandhaltungsarbeiten geringsten Ausmaßes erfordert.Another object is that the device manufactured cheaply and operated at low cost can and still is only easily executable Maintenance work of the smallest extent required.
Zu der der Erfindung entsprechenden Konstruktion führte die Erkenntnis, daß die Aufgabe lösbar ist, wenn man einen Behälter mit einer von der Vertikale abweichenden Achse verwendet und seinen Innenraum mit eigens gestalteten und entsprechend den gegebenen Bedingungen fixierten Armaturen versieht sowie den Gaseinleitungsort und die Gaseinleitungsvorrichtung abweichend von den bekannten Konstruktionen wählt.This led to the construction according to the invention the realization that the task can be solved if you have one Container with an axis that deviates from the vertical used and its interior with specially designed and fixtures fixed according to the given conditions provides as well as the gas inlet location and the Gas introduction device deviating from the known Constructions.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.The object is achieved by the Features of claim 1 solved.
Ein weiteres Merkmal der der Erfindung entsprechenden Flüssigkeitsreinigungsvorrichtung kann darin bestehen, daß der Flüssigkeitseinleitungsstutzen am oberen Teil der Eingangsseite des Behälters untergebracht ist.Another feature of the invention Liquid cleaning device can consist of that the liquid inlet port on the upper part of the Input side of the container is housed.
Hinsichtlich der Ausführungsform kann es von Vorteil sein, wenn sich der Gaseinleitungsstutzen am unteren Behälterteil, in der Nähe der Eingangsseite befindet.With regard to the embodiment, it can be advantageous if the gas inlet connector is on the lower part of the container, located near the entrance side.
Bei einer anderen Variante der Erfindung ist am inneren Ende des Gaseinleitungsstutzens ein Gasverteilerkopf montiert. Dieser Gasverteilerkopf ist eine mit Löchern versehene Gummischeibe.In another variant of the invention is on the inside A gas distributor head at the end of the gas inlet connection assembled. This gas distribution head is one with holes provided rubber washer.
Hinsichtlich der Lösung ist es vorteilhaft, wenn der Ablaßstutzen des Behälters über einen Entgasungsbehälter an einer Absetzereinheit angeschlossen ist, deren Ausgang hingegen über ein Verteilerorgan mit dem Flüssigkeitseinleitungsstutzen des Behälters verbunden ist.With regard to the solution, it is advantageous if the Drain connector of the container via a degassing container is connected to a stacker unit, the output of which on the other hand via a distributor with Liquid inlet connection of the container connected is.
Vorteil der vorgeschlagenen Flüssigkeitsreinigungsvorrichtung ist ferner, daß die Vermischung des eingebrachten Sauerstoffes mit dem Abwasser aufgrund der Konstruktion vollständig ist, daß sich der Sauerstoff länger im Abwasser befindet und somit der Oxidations-Wirkungsgrad auch bei kleinerer Sauerstoffzufuhr den der bekannten Lösungen wesentlich übersteigt.Advantage of the proposed Liquid cleaning device is further that the Mixing of the introduced oxygen with the waste water is complete due to the construction that the Oxygen remains in the wastewater for a longer period of time Oxidation efficiency even with a small oxygen supply significantly exceeds that of the known solutions.
Infolge der neuartigen Konstruktion kann die der Vermischung dienende Zwangströmung ohne Energiezufuhr erstellt und praktisch auf die Gesamtlänge des Behälters ausgedehnt werden. Dessen Vorteil besteht einerseits darin, daß der Abschnitt für die Lufteinspeisung verkürzt werden kann, was eine Vereinfachung der Konstruktion zur Folge hat und somit die Herstellungskosten reduziert als auch eine Minderung des Betriebsaufwandes nach sich zieht.As a result of the new construction, that of mixing serving forced flow without energy supply created and practically extended to the total length of the container become. Its advantage is on the one hand that the Section for the air supply can be shortened which results in a simplification of the construction and thus reducing the manufacturing cost as well Reduction in operating expenses entails.
Ebenfalls günstig auf die Entwicklung der Anschaffungskosten wirkt sich die - sich aus der horizontalen Behälteranordnung und dem modularen Aufbau ergebende - leichte und platzsparende Aufstellung der Vorrichtung aus, für die eine Behälteranordnung nahe der Oberfläche, in geringer Tiefe charakteristisch ist.Also favorable to the development of the acquisition costs affects - from the horizontal container arrangement and resulting in the modular structure - light and space-saving installation of the device for a container arrangement near the surface, in less Depth is characteristic.
Als Vorteil ist anzusehen, daß die Vorrichtung wegen des modularen Aufbaues bei Bedarf später ohne Schwierigkeiten erweitert werden kann.It is an advantage that the device because of the modular structure later if necessary without difficulty can be expanded.
Weiterhin muß erwähnt werden, daß ein geschlossener Behälter auch unter dem Aspekt des Umweltschutzes besser ist, da hierdurch verhindert wird, daß die im Abwasser lebenden Krankheitserreger und der mit dem Abwasser verbundene unangenehme Geruch in die Umgebung gelangen.It must also be mentioned that a closed container is also better in terms of environmental protection, because this prevents that those living in the wastewater Pathogen and the one associated with wastewater unpleasant smell get into the environment.
Im weiteren wird die Erfindung in Verbindung mit einem Ausführungsbeispiel, anhand einer Zeichnung detaillierter erläutert. Es zeigenFurthermore, the invention is in connection with a Embodiment, based on a drawing in more detail explained. Show it
Fig. 1 Skizze der Seitenansicht der Flüssigkeitsreinigungsvorrichtung, teilweise im Schnitt, Fig. 1 sketch of the side view of the liquid purifying device, partly in section,
Fig. 2 Schnitt in der Ebene II-II gemäß Fig. 1 und Fig. 2 section in the plane II-II of FIG. 1 and
Fig. 3 Skizze des Abwasserreinigungssystems mit der dem Muster entsprechenden Flüssigkeitsreinigungsvorrichtung. Fig. 3 sketch of the wastewater treatment system with the liquid cleaning device corresponding to the pattern.
Aus den Fig. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der der Erfindung entsprechenden Flüssigkeitsreinigungsvorrichtung ersichtlich. Behälter 1 ist hier ein entlang der horizontalen Rotationsachse 1a verlaufender, an Eingangsseite 1c und Ausgangsseite 1d geschlossener Zylindermantel. An der Innenoberfläche 1b des Behälters 1 ist der Leiteinsatz 2 befestigt, der ein in der gesamten Länge des Behälters 1 verlaufendes, spiralförmig gebogenes Blech ist.From Figs. 1 and 2, an embodiment of the invention the respective fluid purification apparatus can be seen. Container 1 here is a cylinder jacket running along the horizontal axis of rotation 1 a, closed on the input side 1 c and output side 1 d. On the inner surface 1 b of the container 1 , the guide insert 2 is fastened, which is a spirally bent sheet extending along the entire length of the container 1 .
Bei dieser Variante wurde der Behälter 1 aus Rohrsegmenten mit dem Durchmesser "d" von 3 m und der Länge "h" von 1 m zusammengestellt, wobei die Gesamtlänge "1" 35 m beträgt. Als Höhenmaß "m" für den Leiteinsatz 2 wählt man den Erfahrungen nach zweckmäßigerweise ein Viertel des Durchmessers "d" des Behälters 1. Die Abmessungen von Behälter 1 können im übrigen innerhalb weiter Grenzen variieren, so kann zum Beispiel die Gesamtlänge "1" bis zu 120-150 m erreichen, in diesem Falle muß jedoch der Behälter 1 nicht unbedingt gerade sein, es können auch Krümmungen und auch Brüche eingebaut werden, die durch eine der Dimensionierung des Behälters 1 entsprechende, geeignete Gestaltung erreicht werden können.In this variant, the container 1 was composed of pipe segments with a diameter "d" of 3 m and a length "h" of 1 m, the total length "1" being 35 m. Experience has shown that the height "m" for the guide insert 2 is expediently chosen to be a quarter of the diameter "d" of the container 1 . The dimensions of container 1 can vary within wide limits, for example the total length "1" can reach up to 120-150 m, but in this case the container 1 does not necessarily have to be straight, there may also be curvatures and breaks be installed, which can be achieved by a suitable design corresponding to the dimensions of the container 1 .
Die Leiteinsätze 2, die in das Arbeitsvolumen 1e des Behälters 1 hineinragen, können über eine sich den Anforderungen anpassende Gewindesteigung verfügen, es können auch mehr als ein Leiteinsatz 2 eingebaut werden.The guide inserts 2 , which protrude into the working volume 1 e of the container 1 , can have a thread pitch which adapts to the requirements, and more than one guide insert 2 can also be installed.
Aus Abb. 1 ist auch ersichtlich, daß der Flüssigkeitseinleitungsstutzen 3 sich am oberen Teil der Eingangsseite 1c des Behälters 1 befindet, während der Ablaßstutzen 6 am unteren Teil der Ausgangsseite 1d angeordnet ist. Der am inneren Ende 4a des die Einleitung des Gases verrichtenden Gaseinleitungsstutzens 4 befestigte Gasverteilerkopf 5 hingegen befindet sich am Boden des Behälters 1, in der Nähe der Eingangsseite 1c.From Fig. 1 it can also be seen that the liquid inlet nozzle 3 is located on the upper part of the inlet side 1 c of the container 1 , while the outlet nozzle 6 is arranged on the lower part of the outlet side 1 d. The gas distributor head 5 fastened to the inner end 4 a of the gas inlet nozzle 4 performing the introduction of the gas, on the other hand, is located at the bottom of the container 1 , near the inlet side 1 c.
Der Gasverteilerkopf 5 ist hier ein mit Löchern 5a versehenes, schmales quaderförmiges und innen hohles Gummikissen. Die Größe der Sauerstoffblasen kann entsprechend der Größe der Löcher 5a variiert werden. Wegen den günstigen Vermischungsbedingungen reicht bereits eine Bläschengröße zwischen 3 und 8 mm aus, um einen guten Oxidationswirkungsgrad zu erreichen, jedoch kann durch eine Verfeinerung der Perforation auch die Bläschengröße gesenkt werden.The gas distributor head 5 is here provided with holes 5 a, narrow cuboid and inside hollow rubber cushion. The size of the oxygen bubbles can be varied according to the size of the holes 5 a. Due to the favorable mixing conditions, a bubble size between 3 and 8 mm is sufficient to achieve a good oxidation efficiency, but the bubble size can also be reduced by refining the perforation.
Während des Betriebes der Flüssigkeitsreinigungsvorrichtung gelangt das Abwasser über den Flüssigkeitseinleitungsstutzen 3 in das Arbeitsvolumen 1e des Behälters 1, wo es durch die Leiteinsätze 2 gezwungen wird, eine Spiralbahn zu beschreiben.During operation of the liquid purifying device, the waste water passes via the liquid feed port 3 into the working volume 1 e of the container 1 where it is forced through the Leiteinsätze 2 to describe a spiral path.
Das im Arbeitsvolumen 1e eintreffende Abwasser trifft bereits bei Eintritt auf den über den Gaseinleitungsstutzen 4 eingebrachten und über die Löcher 5a des Gasverteilerkopfes 5 in Bläschen zerteilten Sauerstoff.The wastewater arriving in the working volume 1 e already hits the oxygen introduced via the gas inlet connection 4 and divided into bubbles via the holes 5 a of the gas distributor head 5 as it enters.
Infolge der Zwangsströmung vermischen sich die zwei Phasen und berühren einander auf großer Fläche und über eine lange Zeit hinweg. Die Dauer der Berührung hängt von der Strömungsgeschwindigkeit und vom Steigungswinkel des Leiteinsatzes 2 ab. As a result of the forced flow, the two phases mix and touch each other over a large area and over a long period of time. The duration of the contact depends on the flow rate and the angle of inclination of the guide insert 2 .
Entsprechend der Art der zu behandelnden Flüssigkeit oder des Abwassers kann die entsprechend gewählte Strömungsgeschwindigkeit, die durch die Löcher 5a bestimmte Bläschengröße und die Geometrie der Leiteinsätze 2 so bestimmt werden, daß es zu einer optimalen Behandlung kommt.Depending on the type of liquid to be treated or the waste water, the correspondingly selected flow rate, the bubble size determined by the holes 5 a and the geometry of the guide inserts 2 can be determined in such a way that an optimal treatment is achieved.
Das im Arbeitsvolumen 1e des Behälters 1 rotierte Flüssigkeits-Gas-Gemisch gelangt vom Flüssigkeitseinleitungsstutzen 3 zum Ablaßstutzen 6 und verläßt nach dessen Erreichen den Behälter 1.The liquid-gas mixture rotated in the working volume 1 e of the container 1 passes from the liquid inlet connection 3 to the outlet connection 6 and, after reaching it, leaves the container 1 .
Abb. 3 ist eine skizzenhafte Darstellung eines auch die Flüssigkeitsreinigungsvorrichtung beinhaltenden Reinigungskomplexes. Man kann gut erkennen, daß der Flüssigkeitseinleitungsstutzen 3 des Behälters 1 über die Speiseleitung 31 an der Flüssigkeitsdosiereinheit 32 angeschlossen ist, bei der es sich zweckmäßigerweise um eine Flüssigkeitspumpe mit geringem Druck handelt. Fig. 3 is a sketch of a cleaning complex including the liquid cleaning device. It can be clearly seen that the liquid inlet connection 3 of the container 1 is connected via the feed line 31 to the liquid metering unit 32, which is expediently a low-pressure liquid pump.
Der Gaseinleitungsstutzen ist über die Gasleitung 41 an der Gaseinblaseinheit 42 angeschlossen.The gas inlet connection is connected to the gas injection unit 42 via the gas line 41 .
Ablaßstutzen 6 des Behälters 1 ist durch das Ableitungsrohr 61 mit dem Entgasungsbehälter 7, und über diesen mit der Absetzereinheit 8 verbunden. Am Ausgang 8a der Absetzereinheit 8 befindet sich - bei diesem Ausführungsbeispiel - ein Verteilerorgan 9, das einerseits mit der Ableitung 93 und andererseits mit der Rückleitung 31 verbunden ist.Drain connector 6 of the container 1 is connected through the discharge pipe 61 to the degassing container 7 , and via this to the settling unit 8 . At the outlet 8 a of the settling unit 8 there is - in this exemplary embodiment - a distributor element 9 which is connected on the one hand to the discharge line 93 and on the other hand to the return line 31 .
Wie ersichtlich, sind sowohl in der Rückleitung 31 als auch in der Ableitung 93 die die Zwangsströmung verwirklichenden Umwälzeinheiten 92 eingebaut.As can be seen, the recirculation units 92 realizing the forced flow are installed both in the return line 31 and in the discharge line 93 .
Bei Betreiben des Abwasserreinigungskomplexes nach Abb. 3 gelangt das Abwasser infolge der durch die Flüssigkeitsdosiereinheit 32 hervorgerufenen Zwangsströmung über die Speiseleitung 31 und den Flüssigkeitseinleitungsstutzen 3 in den Behälter 1, wo es, wie bereits beschrieben, mit dem Luftsauerstoff vermischt wird, welcher aus der Gaseinblaseinheit 42 in die Gasleitung 41 und von dort über den Gaseinleitungsstutzen 4 in den Gasverteilerkopf 5 eingespeist wird.When the wastewater treatment complex according to FIG. 3 is operated, the wastewater reaches the container 1 , as a result of the forced flow caused by the liquid metering unit 32 , via the feed line 31 and the liquid inlet connection 3 , where, as already described, it is mixed with the atmospheric oxygen which comes from the gas blowing unit 42 is fed into the gas line 41 and from there via the gas inlet connection 4 into the gas distributor head 5 .
Nach Verlassen des Behälters 1 gelangt das Flüssigkeits- Gas-Gemisch über das Ableitungsrohr 61 in den Entgasungsbehälter 7, wo die Luft das Abwasser verläßt. Das seinen Gasgehalt abgegebene Abwasser gelangt weiter in den Absetzer 8, wo es je nach Reinheit entweder das System einfach verläßt oder über das am Ausgang 8a montierte Verteilerorgan 9 und die Rückleitung 91 infolge der durch die Umwälzeinheit hervorgerufene Zwangströmung zum Flüssigkeitseinleitungsstutzen 3 des Behälters 1 und von dort aus erneut in den Behälter 1 zurückgelangt.After leaving the container 1 , the liquid-gas mixture passes through the discharge pipe 61 into the degassing container 7 , where the air leaves the waste water. The wastewater given off in its gas content continues into the settler 8 , where, depending on the purity, it either simply leaves the system or via the distributor element 9 mounted at the outlet 8 a and the return line 91 as a result of the forced flow caused by the circulation unit to the liquid inlet connection 3 of the container 1 and from there back into container 1 .
Der gesamte Reinigungsprozeß kann je nach Bedarf auch mehrmals wiederholt werden.The entire cleaning process can also be done as needed can be repeated several times.
Die der Erfindung entsprechende Flüssigkeitsreinigungsvorrichtung kann gut zur wirkungsvollen bzw. intensiven Vermischung von Flüssigkeiten, insbesondere von Abwässern mit Gasen, eingesetzt werden.The corresponding to the invention Liquid cleaning device can be used for effective or intensive mixing of Liquids, in particular from waste water with gases, be used.
Weiterhin kann sie zur Belüftung von kleinen Wasserläufen oder Fischteichen, zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Selbstreinigung eingesetzt werden.It can also be used to ventilate small water courses or fish ponds, to improve efficiency self-cleaning can be used.
Claims (5)
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaseinleitungsstutzen (4) am unteren Teil des Behälters (1), in der Nähe der Eingangsseite (1c) angeordnet ist.
- 3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the gas inlet connector ( 4 ) on the lower part of the container ( 1 ), in the vicinity of the input side ( 1 c) is arranged.
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