DK147158B - Apparat til luftning af spildevand og spildevandsslam - Google Patents

Description

147158

Den foreliggende opfindelse angår et apparat til luftning af spildevand og spildevandsslam til omsætning af heri indeholdte fremmedstoffer, især skadelige stoffer til uskadelige stoffer, med et kar, såsom et omsætnings- eller slamluftningskar, og et i dette om en midterakse drejeligt anbragt, af det fyldte kar delvist opdukkende hullegeme, der har parallelt med aksen og fra denne udad forløbende skillevægge til dannelse af udadtil åbne omsætningskamre, og som iøvrigt er udformet som angivet i indledningen til krav 1.

2 147158

Til omsætning af i spildevand, eller spildevandsslam indeholdte skadelige stoffer er det kendt at foretage en luftning for at oxydere de skadelige stoffer. Herved danner der sig ofte ved luftning af spildevand flager af slam, der må aflejres i et efterfølgende kar. Om påkrævet kan der endvidere foretages en denitrifikation af vandet og slammet.

Luftningen af spildevandet kan foretages pi forskellig måde.

Det er særligt virksomt at anvende et periodisk op- og neddukkende hullegeme, som har åbninger til optagelse og afgivelse af luft. Med disse hullegemer kan luft trykkes under vandoverfladen, hvor den langsomt undviger fra hullegemerne. Ved opdukning af hullegemerne løftes vand og slam, der efterhånden risler ud af hullegemerne, hvilket bevirker en intensiv luftning af spildevandet med høj omsætningsvirkningsgrad.

Fra det tyske offentliggøreisesskrift DE-OS nr. 26 38 665 er det kendt at anbringe et antal rørformede hullegemer på drejelige kranse, fordelt på omkredsen parallelt med vandoverfladen. Under drejningen dukker hullegemerne op og ned og medtager luft ned i vandet og løfter vand og slam op.

Denne konstruktion er imidlertid relativt kostbar. Desuden er det luftrumfang, der medtages af hullegememe under vandoverfladen, relativt ringe. I denne henseende er en i samme skrift vist udformning med tromleformede hullegemer bedre. Disse hullegemer er ophængt i omsætningskarret med deres omdrejningsakse over vandfladen. I hullegemet findes flere i hovedsagen radialt udad og parallelt med aksen forløbende skillevægge, der opdeler det indre af legemet i lige store kamre. Skillevæggene fortsættes i en lukket udformet del af ydervæggen som en i nedduknings-stillingen nedad rettet del. Den i omdrejningsretningen hertil sluttede del c af ydervæggen er forsynet med huller lige til den i omdrejningsretningen forreste skillevæg. Under neddukningen danner skillevæggen ved den nedad rettede del af ydervæggen en art skovl, som medtager luft under vandoverfladen. Denne luft undviger snart efter neddukningen under vandet og bevirker en luftning af det i hullegemet værende spildevand.

Under opdukningen løftes vand op i skovlen og risler ved den videre drejning ud af hullerne.

3 147158

Fordelene ved den ret simple konstruktion og det ret store medførte luftrumfang købes imidlertid med den mangel, at der til drejning af hullegemet kræves en relativ høj effekt. Desuden er virkningsgraden ikke helt tilfredsstillende, da vandet for hurtigt undviger fra kamrene og hurtigt når vandoverfladen. Oxygenoptagelsen i spildevandet er tilsvarende ringe. Det ses især, når der i kamrene findes et antal skiver for et af mikroorganismer dannet lag, der luftes utilstrækkeligt.

Opfindelsen har til formål at udforme et apparat af den ovenfor nævnte art således, at .den nødvendige effekt til drejning af hullegemet formindskes og en bedre omsætningsvirkningsgrad opnås.

Apparatet ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved det i den kendetegnende del af krav 1 anførte.

Herved løses den stillede opgave, idet udformningen af bagsiderne af skillevæggene hindrer, at den ned under vandet medtransporterede luft undviger fra hullegemet under vandet. Medens nemlig forsiderne af skillevæggene ved retningen af den yderste del, der også danner en del af ydervæggen i hullegemet, medbringer en luftblære på samme måde som en hulskovl, danner bagsiderne af skillevæggene en art tilbageholdelsesskovl for den under drejningen fra forsiden af en skillevæg til bagsiden af den i kammeret overfor liggende skillevæg vandrende luftblære, der således bliver væsentlig længere i kammeret end ved de kendte apparater, så at der opløses betydeligt mere oxygen i vandet og det i kammeret værende biologiske lag luftes intensivt. Dette begunstiges yderligere af luftens komprimering og den herved bedre opløselighed af oxygen i vand.

Tilsammen giver dette en væsentlig forbedret omsætningsvirkningsgrad.

Man kan da ved bedre eller samme påkrævede omsætningsvirkningsgrad nedsætte omdrejningstallet for hullegemet og derved sænke den påkrævede effekt.

I samme retning virker også den omstændighed, at luftblæren ved det underste dødpunkt frembringer en i drejningsretningen virkende opdrift, der kompenserer for den mod drejningsretningen virkende opdrift fra nedduk-ningen til det underste dødpunkt. Dette var ikke tilfældet ved det ovennævnte kendte apparat, fordi luften allerede var undveget fra kamrene, før den kunne virke i drejningsretningen. Den' tilsvarende nødvendige effekt til overvindelse af den mod drejningsretningén virkende opdrift bortfalder derfor.

1.47158

Det er ikke nødvendigt, at for- og "bagside af skillevæggene er rettet nøjagtigt nedad i den ned- eller opdukkende stilling. Det er tilstrækkeligt, når skillevæggene eller deres yderste del peger skråt nedad. Blot er det vigtigt, at den tilsigtede skovlvirkning indtræder, så at en luftblære transporteres med ned irnder vandet og derefter i det mindste i hovedsagen hindres i at undvige fra hullegemet.

Ved den i krav 2 karakteriserede udførelsesform opnås, at et stort luftrumfang medbringes under vandoverfladen, og denne udførelsesform kan yderligere forbedres ved de i de kendetegnende dele af krav 3 og k anførte kendetegn, hvorved der henholdsvis opnås en nedsættelse af den nødvendige effekt og henholdsvis en forbedring af virkningsgraden.

En yderligere forbedring af virkningsgraden opnås ved det i den kendetegnende del af krav 5 anførte. På dmane måde bliver også det af den hule aksel indesluttede rumfang anvendt til omsætning af spildevand, idet ikke blot dette, men også en del af luften trænger ind i dette rum, hvorefter luften gennem de foroven liggende huller i hulakslen kan undvige og lufte det i det opdukkende kammer værende resterende vand.

Ved den i krav 6 omhandlede udførelsesform fås en særlig høj virkningsgrad i forhold til det rumfang, som apparat et med kar indtager, idet praktisk talt hele det samlede rumfang findes i omsætningskamrene og herved luftes, og her kan med mindst mulig rumfang findes store flader for afsætning af et biologisk lag, der bidrager væsentligt til fjernelse af skadelige stoffer, især hvis disse flader gives bølgeform.

Ifølge opfindelsen kan apparatet være indrettet som angivet i den kendetegnende del af krav J, hvorved effektforbruget formindskes.

Ved den i krav 8 omhandlede udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen opnås især ved store apparater eller anlæg, hvor omsætningskamrene har et relativt stort rumfang, en formindsket effekt til drejning, hvilket skyldes, at der ellers kan opstå uligevægt og uensartethed.

Ved den i krav 9 angivne udførelsesform vil det forstås, at der opnås en yderligere forbedring af virkningsgraden efter samme princip som i krav 1. Denne udførelsesform kan med fordel udformes som angivet i enkeltheder i den kendetegnende del af krav 10.

5 147158

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et apparat ifølge opfindelsen set fra oven, fig. 2 samme i snit efter linien II-II i fig. 1 og fig. 3 en lidt ændret udførelsesform set fra siden i snit.

Fig 1 og 2 viser et omsætningskar 1, hvortil spildevand ledes efter mekanisk grovklaring, og som har et rektangulært omrids med en halveirkulær hund 2. Det er åbent foroven og hviler på fire fødder 3, 1, af hvilken kun to ses i fig. 2.

I karret 1 er anbragt et tromleformet, i tværsnit tolvkantet hullegeme 5 med ringe afstand fra indervæggen i karret 1. Hullegemet 1 er lejret på en hul aksel 6 i sidevæggene 7 og 8 i karret 1 og drives af en ikke vist motor. I fyldt stand rager hullegemet 5 omtrent en fjerdedel til en trediedel af sin diameter op af vandet 9·

Hullegemet 5 er, se fig. 2, opdelt af skillevægge 10-15, der udgår radialt fra akslen 6 i ens afstand, i seks omsætningskamre 16-21, der til siden er lukket af skiver 22, 23.

Hvert kammer 16-21 har en over hele længden af hullegemet 5 gående slidsåbning 21-29, der tillader udveksling af luft og spildevand, og. som er dannet ved, at skillevæggene 10-15 fortsættes i traverser 30-Ul, der omtrent forløber i cankredsretningen til begge sider. Da de i omløbsretningen forreste traverser 36-ll er forkortet i. forhold til de andre traverser 30-35» er slidsåbningérne 21-29 i hvert kammer 16-21 fortsat fra midten af hvert kammer l6—21.

I kamrene 16-21 er anbragt fra akslen 6 og i vinkelhalveringen liggende ledeplader 12-17, som tjener til at lede luften, der'medtages af hvert kammer. Mellem pladerne l2-lj og den i omløhsretningen forreste skillevæg 10-15 har akslen 6 huller 18-53, der tillader indtrængning af spildevand og i visse stillinger af luft.

I kamrene 16-21 er tæt anbragt skiver 51» der står vinkelret på akslen 6, og som har en bølget overflade til at danne hæftegrund for et biologisk virksomt lag til biokemisk ændring af de i spildevandet indeholdte skadelige stoffer. På grund af den tromleagtige udformning af hullegemet 5 og den ringe afstand fra karret 1 kan der med ringe ydre dimensioner anbringes store flader for afsætning af det biologiske lag.

6 147158

En relativ stor luftblære medtages af kamrene 16-21 ved drejning af hullegemet 5, fordi de i drejningsretningen forreste sider af skillevæggene 10-15 med deres fortsættelser i traverserne 30-35 danner en art skovl, hvori lufthlæren 55 holdes, se fig. 2.

I den videre drejning hindrer ledeplademe 1+2-1+7 en vandring af luftblæren 55 ind i den i drejningsretningen forreste del af kamrene 16-21, så at den hageste del luftes godt.

Først ved det underste dødpunkt deles lufthlæren 55» og en del af den kommer ind i den forreste del af kamrene 16-21, hvorfra 10-20$ kan komme ind i hulrummet i akslen 6 gennem hullerne U8-53, så at det her vierende spildevand luftes, hvorefter luften kan undvige gennem hullerne 1+8-53 ind i de øverste kamre 16-21 og lufte restvandet heri.

I området efter det underste dødpunkt udvikler lufthlæren 55 en opdriftkraft, der praktisk talt helt kompenserer for den i modsat retning virkende opdriftkraft. Herved spares effekt i forhold til, hvad der ellers ville hruges til at medtage luft under vandet.

I det videre forløb når lufthlæren 55 helt ind i den forreste del af kamrene 16-21, hvor den hindres i at undvige af den i omdrejningsretningen forreste travers 36-1+1. På denne måde forbliver den understøttende opdriftsvirkning lige til det sidste. Desuden luftes også den forreste del af kamrene 16-21 intensivt. Luftningsvirkningen befordres af, at luften under hele omløbet komprimeres tinder vand, hvorved dens opløselighed i vand forbedres.

Kort sagt udmærker hullegemet 5 sig på grund af sin specielle udformning med skillevæggene 10-51 og deres fortsættelser i traverserne 30-1+5 ved en særlig høj omsætningsvirkningsgrad, fordi der sker en særlig god luftning af spildevandet og det biologisk virksomme lag, der har en særlig stor flade., at hæfte sig på. Med samme virkningsgrad er den krævede effekt mindre end tidligere. Denne formindskelse af effekten understøttes af fastholdelsen af luftblæren i kamrene 16-21 under hele neddykningen.

Det omhandlede apparat er ikke indskrænket til anvendelse som omsætningskar, men kan også benyttes som slamluftnings-kar eller bassin, eksempelvis for at forvandle det ved klaringen forefaldende slam til et produkt, der kan af lejres i naturen.

7 147158 I fig. 3 er vist en lidt ændret udførelsesform. Luftningsvirkningen er her yderligere forbedret ved, at der på ydersiden af traverserne mellem slidsåbningerne er anbragt ekstrakamre, hvis i drejningsretningen forreste, akseparallelle begrænsningsvægge i opdukningsstill-ingen er rettet nedad i det mindste yderst, og hvis i drejningsretningen bageste, akseparallelle begrænsningsvægge i nedlukningsstillingen er rettet nedad i det mindste yderst. Disse begrænsningsvægge består hensigtsmæssigt af i hovedsagen aksialt forløbende vægafsnit, hvortil slutter sig i hovedsagen i omkredsretningen forløbende vægafsnit, hvis endekanter begrænser en aksial slids i hvert ekstra-kammer.

Herved opnås, at der på overfladen af det roterende hullegeme, hvor det er lukket og ikke optaget af slidser, er anbragt ekstra omsætningskamre, der i hovedsagen virker på samme måde som hovedkamrene, men har mindre radial udstrækning.

Medens de i hovedkamrene medtagne luftrumfang har en tilbøjelighed til at stige op mod akslen, medføres luftmængderne i de ekstra kamre til bunden af karret, hvorved også det nederste spildevand heri luftes.

Herved forbedres oxygentilførslen sammenlagt, og der dannes ekstra flader for et biologisk virksomt lag.

I fig. 3 betegner 56 de ekstra kamre, der er anbragt på en bred travers 30-35 og en smal travers 36-^1, og som fritlader slidsåbningerne 2k-29 i hovedkamrene. Hvert ekstra kammer 56 består af en i drejningsretningen A forreste væg 57 og en bageste væg 58 samt af endevægge, der ikke ses i figuren, samt af bundblader, der dannes af traverserne 30-^1. Hver væg 57 består af et radialt afsnit 59 og et hertil sluttet afsnit 6l, der forløber i omkredsretningen. Tilsvarende består den bageste væg 58 af et radialt afsnit 6θ og et afsnit 62, der forløber i omkredsretningen.

De to afsnit 6l og 62 begrænser mellem sig en aksial slids 63, svarende til slidsåbningerne 2b-29.

I denne specielle udførelsesform er slidsen 63 lagt, så at.den findes omtrent i knækket mellem en smal travers 36-I+I og en bred travers 30-35.

Afsnittene 6l og 62 forløber i hovedsagen parallelt med hovedkamrenes traverser.

T47158 8

Et luftrumfang medtages ved drejning af væggene 58 og holdes i kamrene 56 til det underste dødpunkt, hvorefeter luften langsomt går over i den forreste del af kamrene 56, idet dog en del træder ud gennem slidsen 63 i det omgivende spildevand, men der findes også ved de ekstra kamre 56 en opdrift, der modvirker en for stærk øgning af driveffékten. Over vandfladen tager væggen 58 et rumfang vand med, som derefter delvis løber ud og bringes i berøring med luften, delvis løber over i den forreste del af det ekstra kammer og understøtter drejningen af hullegemet.

Udtrædning af luft forneden og af vand foroven kan hensigtsmæssigt begunstiges ved, at endevæggene i kamrene 56 har et udsnit, der kan gå helt ned til bunden af kammeret. Herved afgives der mere luft til spildevandet forneden i kammeret og en større vandmængde risler tilbage i luften foroven.

En sådan undvigen af luft eller vand kan også opnås ved perforationer i endevægge og andre vægge. Størrelsen af sådanne åbninger afhænger af, hvor meget luft eller vand der skal udtræde, og hvor for at opnå bedst mulig virkning. Dette afhænger igen af, hvor fuldt karret eller bassinet er, men kan let udfindes af en sagkyndig.

De ekstra kamre kan udformes på anden måde end vist i fig. 3, når blot de opfylder det formål at bringe ekstra luft i hovedsagen til bunden af karret og spildevand op over vandspejlet til berøring med den omgivende luft.

Claims (6)

147158

1. Apparat til luftning af spildevand eller spildevandsslam til omsætning af heri indeholdte fremmedstoffer, især skadelige stoffer til uskadelige stoffer, med et kar, såsom et omsætnings- eller slamluftningskar, og et i dette om en midterakse drejeligt anbragt, af det fyldte kar delvist opdukkende hullegeme (5), der har parallelt med aksen og fra denne udad forløbende skillevægge til dannelse af udadtil åbne omsætningskamre (16-21), hvilke skillevægge på deres i drejningsretningen forreste side i den neddukkende stilling er nedadrettede i det mindste yderst, kendetegnet ved, at skillevæggene (10-15) på deres i drejningsretningen bageste sider i opdukningsstillingen er rettet nedad i det mindste i deres yderste dele (36-1)-1).

2. Apparat ifølge krav 1, kendet egnet ved, at hullegemet (5) har i hovedsagen radialt og udad rettede skillevægge (10-15), som ved deres yderste ender fortsættes til begge sider i hovedsagen i omkredsretningen i traverser (30-ltl) under dannelse af slidsåbninger (2¾-29), især ved forkortelse af in af traverserne (36-Ul), fortrinsvis den i drejningsretningen forreste travers (36-^1) i hvert kammer (ΐβ-21).

3. Apparat ifølge krav 2,kendet egnet ved, at traverserne (30-Ul) er plane og forløber således, at hullegemet (5) danner en regelmæssig polygon, især en tolvkantet, der fortrinsvis er delt i seks kamre (16-21). Apparat ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at der i kamrene (l6-2l) findes radialt og parallelt med omdrejningsaksen forløbende ledeplader (^2-1+7) til at lede luften, især anbragt i vinkelhalveringslinierne for de kamrene (16-21) dannende skillevægge (10-15), og fortrinsvis 1/2 til 3/¾ så lange som skillevæggene (10-15).

5. Apparat ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at akslen (6) er udformet som en hul aksel, der mellem ledepladen (1+2—Ϊ+Τ5. og den i drejningsretningen forreste skillevæg (10-15) i hvert kammer (l6-2l) har huller (il-8—53), der fortrinsvis er således dimensioneret, at 10-20% af den i kamrene (l6-2l) indesluttede luft undviger ind i den hule aksel (6).

6. Apparat ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at der i kamrene (l6-2l) findes radialt og vinkelret på omdrejningsaksen forløbende skiver (5¾), fortrinsvis med bølgeformet.overflade, og at karret (l) fortrinsvis er tilpasset snævert efter hullegemet (5), især som et trug med halvcirkulær bund (2).