EP0401721A2

EP0401721A2 - Process and device for introducing gas micro-bubbles into a liquid

Info

Publication number: EP0401721A2
Application number: EP19900110530
Authority: EP
Inventors: Walter Roediger
Original assignee: Roediger AG
Current assignee: ROEDIGER, WALTER
Priority date: 1989-06-05
Filing date: 1990-06-02
Publication date: 1990-12-12
Also published as: DE3918307A1; EP0401721A3; US5098581A

Abstract

For introducing gas microbubbles into a liquid, aeration elements (12) which are charged with gas via a gas supply line (14) are arranged in the bottom region of a container (10). The aeration elements are part of the gas supply line. The weight of the aeration elements with the gas supply line is selected so that special fixtures for the gas supply line are not necessary. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum feinblasigen Begasen einer in einem Becken vorhandenen Flüssigkeit, insbesondere Abwasser, umfassend zumindest ein Belüftungselement, das ein Basiselement mit Gasdurchtrittsöffnungen versehenem Begasungskörper aufweist, wobei der jeweilige Raum zwischen der dem Begasungskörper zugewandten Fläche des Basiselementes und dem Begasungskörper mit über zumindest eine Gaszuführungsleitung strömendem Gas beaufschlagbar ist. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Begasen einer Flüssigkeit.The invention relates to a device for the fine-bubble fumigation of a liquid present in a basin, in particular waste water, comprising at least one aeration element which has a fumigation body provided with a gas passage openings, the respective space between the surface of the base element facing the fumigation body and the fumigation body can be acted upon by at least one gas supply line flowing gas. The invention further relates to a method for gassing a liquid.

Bei der zur Zeit üblichen Flächenbelüftung ganz allgemein werden die Basiselemente auf den fest auf dem Beckenboden installierten Gaszuführungsleitungen fixiert. Um einen gleichmäßigen Gaseintrag sicherzustellen, muß gewährleistet sein, daß eine parallele Ausrichtung zur Flüssigkeitsoberfläche erfolgt. Andernfalls würden sich Druckunterschiede ergeben, die zu unterschiedlichen Begasungen führen würden, so daß z.B. die aerobe Abwasserreinigung nicht im gewünschten, und insbesondere nicht im energetisch günstigen Umfang erfolgt. Entsprechende bisher gebräuchliche Installationen sind daher nicht nur nachteilig hinsichtlich der Montage, sondern auch eines Nachregulierens hinsichtlich der Niveauhöhe der einzelnen Basiselemente. Hierzu müssen z.B. bei Belüftungsbecken zur Abwasserreinigung viele hundert Leitungsbefestigungen und tausend oder mehr Basiselemente pro Becken in äußerst zeitaufwendiger Weise sehr sorgfältig von zuverlässigen Personen installiert werden. Diese Arbeit ist besonders deshalb sehr lästig, weil sie in hockender Stelle in einem Abstand von nur wenigen Zentimetern über dem als Montagefläche dienenden Beckenboden und zwar beidhändig ausgeübt werden muß. Zudem muß nachträglich das Niveau der Luftaustrittsfläche exakt entsprechend dem späteren, etwa 5m höheren Abwasserniveau nachjustiert werden. Hierzu werden meist die Abwasserbecken mit Wasser bis mehrere Zentimeter über dem Niveau der Luftaustrittsfläche als Vergleichsniveau gefüllt, so daß bei der Nachjustierung noch zu der Montageerschwernis die Notwendigkeit zur Arbeit im Wasser hinzu kommt.In the case of general area ventilation at the moment, the basic elements are fixed on the gas supply lines permanently installed on the pool floor. To ensure an even gas entry, it must be ensured that there is a parallel alignment to the liquid surface. Otherwise there would be pressure differences which would lead to different fumigations, so that, for example, the aerobic wastewater treatment does not take place to the desired extent, and in particular not to an energetically favorable extent. Corresponding installations previously used are therefore not only disadvantageous with regard to assembly, but also to readjust with regard to Level height of the individual basic elements. For this purpose, for example in the case of aeration tanks for wastewater treatment, many hundreds of pipe fastenings and a thousand or more basic elements per tank have to be installed very carefully by reliable persons in an extremely time-consuming manner. This work is particularly troublesome because it has to be performed with both hands in a crouching position at a distance of only a few centimeters above the pelvic floor serving as the mounting surface. In addition, the level of the air outlet surface must be readjusted exactly according to the later, about 5m higher wastewater level. For this purpose, the wastewater basins are usually filled with water up to several centimeters above the level of the air outlet surface as a comparison level, so that the need to work in the water is added to the installation difficulty when readjusting.

Die bekannten Flächenbelüftungen weisen hinsichtlich der installierten Begasungskörper grundsätzlich ein einheitliches Raster auf. Nach der Installation ist eine Änderung nicht möglich. Gleiches gilt grundsätzlich auch vor der Montage, da die Einzelteile, d.h. Gaszuführungsleitungsabschnitte und die mit diesen zu verbindenden Begasern stets so zu installieren sind, wie es in der Vorplanung vorgesehen ist.The known surface ventilation systems basically have a uniform grid with regard to the fumigation bodies installed. A change is not possible after installation. The same applies in principle before assembly, since the individual parts, i.e. Gas supply line sections and the fumigators to be connected to them must always be installed as provided in the preliminary planning.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es unter anderem, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine problemlose Montage und Höhenverstellbarkeit möglich ist. Insbesondere soll ein gleichmäßiges vollflächiges Einleiten von Gas verwirklicht werden, und zwar weitgehend ohne bzw. ohne eine mehr als unwesentliche Umwälzung des Flüssigkeitsinhaltes, da durch Umwälzungen der Flüssigkeit unnötige Energieverluste auftreten würden. Ebenfalls soll die Möglichkeit geschaffen werden, den Abstand zwischen dem Basiselement und dem Beckenboden so gering wie möglich zu halten, so daß Schlammablagerungen unterhalb der Begasungs-Einrichtung unterbleiben. Ferner soll insbesondere bei in Draufsicht rechteckförmigen dicht bei dicht angeordneten Basiselementen ein einfaches Befestigen der Begasungskörper gewährleistet sein.The object of the present invention is, inter alia, to design a device of the type mentioned at the outset in such a way that problem-free assembly and height adjustment are possible. In particular, a uniform full-surface introduction of gas is to be realized, and to a large extent without or without more than insignificant circulation of the liquid content, since unnecessary energy losses would occur due to the circulation of the liquid. Likewise, the possibility is to be created to keep the distance between the base element and the pelvic floor as small as possible, so that sludge deposits below the gassing device are avoided. Furthermore, easy fastening of the gassing bodies is to be ensured, in particular in the case of a plan view in the form of a closely spaced base element.

Dabei sollen die Belüftungselemente gegebenenfalls noch während der Montage an gewünschten Stellen installierbar sein, ohne daß eine Verlegung der Gaszuführungsleitung oder eine Änderung von Abschnitten dieser erforderlich ist. Aufgabe ist es auch, in Abhängigkeit von dem benötigten Sauerstoffbedarf den erforderlichen Gaseintrag ohne große Zeitverzögerungen zu ermöglichen. Schließlich soll auf problemlose Weise in der Gaszuführungsleitung angesammelte Flüssigkeit wie insbesondere Schwitzwasser abgeleitet werden können bzw. Schwitzwasser ferngehalten werden.In this case, the ventilation elements should be able to be installed at desired locations during installation, without the need to move the gas supply line or change sections thereof. It is also the task, depending on the required oxygen requirement, to enable the required gas entry without great time delays. Finally, liquid that has accumulated in the gas supply line, in particular condensation water, should be able to be drained off or condensation water should be kept away.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Gaszuführungsleitung durch das Belüftungselement in dem Becken, insbesondere auf dem Beckenboden lagefixiert ist. Insbesondere ist vorgesehen, daß die Basiselemente Abschnitte der entlang des Beckenbodens verlaufenden Gaszuführungsleitungen sind.The object is essentially achieved in that the gas supply line is fixed in position by the ventilation element in the pool, in particular on the pool floor. In particular, it is provided that the base elements are sections of the gas supply lines running along the pool floor.

Abweichend vom Stand der Technik werden die Gaszuführungsleitungen nicht mehr durch besondere Befestigungselemente Lagefixiert. Hierdurch wird ein einfaches Montieren und Höhenverstellen der Basiselemente erreicht.Deviating from the prior art, the gas supply lines are no longer fixed in position by special fastening elements. This enables simple assembly and height adjustment of the basic elements.

Insbesondere ist vorgesehen, daß die Gaszuführungsleitungen und Belüftungselemente nicht mehr getrennte Elemente sind. Vielmehr werden gewünschte Abschnitte der Gaszuführungsleitung als Basiselemente gewählt, auf die Begasungskörper geeigneter Konstruktion aufsetzbar ist, um in diesem Bereich ein feinblasiges Begasen der Flüssigkeit zu ermöglichen.In particular, it is provided that the gas supply lines and ventilation elements are no longer separate elements. Rather, desired sections of the gas supply line are selected as basic elements on which fumigation bodies of suitable construction can be placed in order to enable fine-bubble fumigation of the liquid in this area.

Hierzu ist nach einem hervorzuhebenden Vorschlag vorgesehen, daß die Gaszuführungsleitung eine dem Begasungskörper zugewandte schwach gewölbte Oberseite mit freien Längsrändern zum bereichsweisen Festlegen der Begasungskörper aufweist. Bei einer diesbezüglichen Konstruktion ist es nur noch erforderlich, daß die Stirnbereiche der Begasungskörper, die also quer zur Längsrichtung der Gaszuführungsleitung auf dieser entlang verlaufen, in einem Umfang dichtend auf die Oberseite festgelegt werden, daß ein unkontrollierter Gasaustritt unterbleibt.For this purpose, according to a proposal to be emphasized, it is provided that the gas supply line has a slightly curved upper side facing the fumigation body with free longitudinal edges for the area-specific fixing of the fumigation bodies. In the case of a construction in this regard, it is only necessary that the end regions of the gassing bodies, which thus run transversely to the longitudinal direction of the gas supply line along this, be sealed to the top to such an extent that an uncontrolled gas outlet does not occur.

Mögliche Verbindungs- bzw. Befestigungsarten sind folgende. So können Abschnitte der Längsränder der Gaszuführungsleitung in entsprechend zugeordneten Nuten des Begasungskörpers einbringbar sein, wobei der an der Unterseite des Längsrandes verlaufende Abschnitt der Nut des Begasungskörpers so groß gewählt ist, daß bei einer Relativbewegung zwischen Begasungskörpers und Oberseite der Gaszuführungsleitung ein Herausrutschen des Randes der Gaszuführungsleitung aus der Nut unmöglich ist. Ferner liegt der Begasungskörper in seinem Stirnbereich dicht auf der Oberseite der Gaszuführungsleitung auf. Hierzu kann der Begasungskörper in seinen Stirnbereichen materialverstärkt oder mit einer eine Spannung hervorrufenden Bewehrung versehen sein. Auch besteht die Möglichkeit, daß entlang der Stirnbereiche ein mit der Gaszuführungsleitung wechselwirkendes Klemmelement verläuft. Schließlich kann die erforderliche Spannung, um ein dichtendes Anliegen in den Stirnbereich zu gewährleisten, dadurch erzielt werden, daß der von der Gaszuführungsleitung entfernte Begasungskörper in seinen Stirnbereichen eine geringere Breite als im Mittenbereich aufweist.Possible types of connection or fastening are as follows. Thus, sections of the longitudinal edges of the gas supply line can be inserted in correspondingly assigned grooves of the fumigation body, the section of the groove of the fumigation body running on the underside of the longitudinal edge being chosen so large that the edge of the gas supply line slides out during a relative movement between the fumigation body and the top of the gas supply line out of the groove is impossible. In addition, the fumigation body lies in its end region closely on the top of the gas supply line. For this purpose, the fumigation body can be reinforced with material in its end regions or can be provided with reinforcement that causes tension. There is also the possibility that a clamping element interacting with the gas supply line runs along the end regions. Finally, the tension required to ensure a tight fit in the forehead area can be achieved in that the fumigation body removed from the gas supply line has a smaller width in its forehead areas than in the middle area.

Eine weitere Befestigungsmöglichkeit sieht vor, daß das Basiselement, also insbesondere die Längsseiten der Gaszuführungsleitung Längsnuten aufweisen, in die Randabschnitte des Begasungskörpers einbringbar sind.Another fastening option provides that the base element, that is to say in particular the longitudinal sides of the gas supply line, have longitudinal grooves into which edge portions of the fumigation body can be inserted.

Die Gasdurchtrittsöffnungen des Begasungskörpers können durch Schlitzung oder Nadelung erzeugt werden. Dabei liegt vorzugsweise im Bereich der Gasdurchtrittsöffnungen eine geringere Materialstärke als in den übrigen Bereichen vor.The gas passage openings of the fumigation body can be created by slitting or needling. There is preferably a smaller material thickness in the area of the gas passage openings than in the other areas.

Auch kann der Begasungskörper aus porösem Material bestehen, wobei das Material eine Porösität aufweist, die ein Einperlen von Gas in das Abwasser entsprechend dem O₂-Bedarf des Abwassers entspricht.The fumigation body can also consist of porous material, the material having a porosity which corresponds to a bubbling of gas into the waste water in accordance with the O₂ requirement of the waste water.

Die Gaszuführungsleitung selbst weist vorzugsweise einen ellipsenförmigen Querschnitt mit ebener Bodenfläche auf. Hierdurch ist gewährleistet, daß die Oberseite, von der der Begasungskörper ausgeht, eine konvexe Krümmung aufweist, um über die Gasdurchtrittsöffnungen die erforderliche gleichmäßige Gasabgabe sicherzustellen. Die ebene Bodenfläche stellt sicher, daß die Gaszuführungsleitung fest auf der Bodenfläche des Abwasserbeckens aufliegt.The gas supply line itself preferably has an elliptical cross section with a flat bottom surface. This ensures that the top of the Fumigation body starts, has a convex curvature in order to ensure the required uniform gas delivery via the gas passage openings. The flat bottom surface ensures that the gas supply line lies firmly on the bottom surface of the waste water basin.

Um den Gaseintrag im erforderlichen Umfang zu regulieren, ist vorgesehen, daß in den Endbereichen der Gaszuführungsleitung Gaseinleitöffnungen vorhanden sind. Vorzugsweise sind dabei in einem Endbereich zwei unterschiedliche Querschnitte aufweisende Gaseinleitöffnungen und in dem anderen Endbereich eine Öffnung vorhanden. Letztere kann dabei sowohl als Gaseinleitöffnung als auch insbesondere Schwitzwasserauslaßöffnung dienen.In order to regulate the gas input to the required extent, gas inlet openings are provided in the end regions of the gas supply line. There are preferably two gas cross-sections having different cross sections in one end region and an opening in the other end region. The latter can serve both as a gas inlet opening and, in particular, a condensation water outlet opening.

Die gesamte Gasverteilung kann folglich von den Enden der Gaszuführungsleitung gesteuert werden, wodurch sichergestellt ist, daß über jeden Begasungskörper die gewünschte Gasmenge mit gleichbleibendem Druck zur Verfügung steht. Durch das Vorhandensein der Gaseinleitöffnung in den Endbereichen der Gaszuführungsleitung ist eine problemlose Steuerung möglich. So erfolgt ein maximaler Gaseintrag dann, wenn über alle Öffnungen Gas zugeführt wird. Durch Sperren einzelner Öffnungen kann dann der Gaseintrag reduziert werden. Die Anschlüsse zu den Öffnungen können dabei mit Magnetventilen versehen werden, um ein problemloses Zu- und Abschalten zu ermöglichen. Die Steuerung der Magnetventile erfolgt dabei nach dem Sauerstoffbedarf der zu belüftenden Flüssigkeit. Diese kann z.B. durch Sauerstoffüberschußsonden ermittelt werden.The entire gas distribution can thus be controlled from the ends of the gas supply line, which ensures that the desired amount of gas is available at a constant pressure over each fumigation body. The presence of the gas inlet opening in the end regions of the gas supply line enables problem-free control. Maximum gas entry occurs when gas is supplied through all openings. The gas entry can then be reduced by blocking individual openings. The connections to the openings can be provided with solenoid valves to enable easy switching on and off. The solenoid valves are controlled according to the oxygen demand of the liquid to be aerated. This can e.g. can be determined by excess oxygen probes.

Ferner kann über eine Öffnung das sich in der Gaszuführungsleitung angesammelte Schwitzwasser abgeführt werden. Dies kann dadurch erfolgen, daß der Druck des Gaseintrages so groß wird, daß für das Schwitzwasser der hydrostatische Druck überwunden wird. Selbstverständlich bedarf es dann bei der oberhalb der Flüssigkeit mündenden Leitung Magnetventile, um wahlweise Schwitzwasser zu entnehmen bzw. Gas zuzuführen.Furthermore, the condensation water that has accumulated in the gas supply line can be removed via an opening. This can be done in that the pressure of the gas input becomes so great that the hydrostatic pressure for the condensation water is overcome. Of course, solenoid valves are then required in the line opening above the liquid in order to remove condensation water or to supply gas.

Die für das ableitende Schwitzwasser bestimmte Öffnung kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung mit einem Schwimmkörper versehen sein, der die Leitung dann freigibt, wenn eine gewisse Menge Schwitzwasser angesammelt ist. Dieser Schwimmkörper gibt die Öffnung selbstverständlich auch dann frei, wenn über die Öffnung Gas eingetragen wird.According to one embodiment of the invention, the opening intended for the draining condensation water can be provided with a floating body which releases the line when a certain amount of condensation water has accumulated. Of course, this float also releases the opening when gas is introduced through the opening.

Bevorzugterweise wird das Gas außerhalb der Gaszuführungsleitung abgekühlt. So kann die Gaszuführungsleitung mit einer zumindest bereichsweise innerhalb des Abwassers angeordneten Hauptverteilerleitung verbunden sein, innerhalb der das der Gaszuführungsleitung zuzuführende Gas abkühlbar ist. Durch diese Konstruktion ergibt sich der Vorteil, daß das Gas abgekühlt ist, so daß das in das Abwasser einperlende Gas eine so niedrige Temperatur hat, daß es für die Lösung des O₂ günstig ist. Auch sind Vorkehrungen für das Ableiten des Schwitzwassers aus den Gaszuführungsleitungen nicht erforderlich.The gas is preferably cooled outside the gas supply line. For example, the gas supply line can be connected to a main distributor line, which is arranged at least in regions within the waste water and within which the gas to be supplied to the gas supply line can be cooled. This construction has the advantage that the gas has cooled so that the gas bubbling into the wastewater has such a low temperature that it is favorable for the solution of the O₂. Precautions for draining the condensation water from the gas supply lines are also not necessary.

Die zu den Enden der entlang des Beckenbodens verlaufenden Gaszuführungsleitung führenden Leitungen können nach einer Ausgestaltung als Teile einer Hubeinrichtung ausgebildet sein, um ein problemloses Anheben bzw. Absenken zu ermöglichen.According to one embodiment, the lines leading to the ends of the gas supply line running along the basin floor can be designed as parts of a lifting device in order to enable problem-free lifting or lowering.

Als Material für die Gaszuführungsleitung sind Aluminiumprofile geeignet. Diese können gegebenenfalls in am Beckenboden vorhandene und als Führungen dienende Halterungen festgelegt werden, um sicherzustellen, daß auch während des Betriebes die gewünschte Position im Wasser gehalten wird. Auch Recyclematerial ist geeignet.Aluminum profiles are suitable as the material for the gas supply line. These can optionally be fixed in existing on the pool floor and serving as guides to ensure that the desired position is kept in the water even during operation. Recycled material is also suitable.

Selbstverständlich sind das Gaszuführungsrohr selbst oder von diesem ausgehende Elemente hinsichtlich ihrer Dichte so gewählt, daß auch bei dessen Gasbeaufschlagung die Dichte der Flüssigkeit geringer ist. Befestigungen am Beckenboden sind daher grundsätzlich nicht erforderlich.Of course, the gas supply pipe itself or elements emanating from it are chosen with regard to their density such that the density of the liquid is lower even when it is exposed to gas. Fastenings on the pool floor are therefore generally not necessary.

Um die einzelnen die Begasungskörper bildenden Abschnitte der Gaszuführungsleitung in ihrer Höhe auszurichten, ist nach einem weiteren Vorschlag vorgesehen, daß von dem Beckenboden ausgehende Keilelemente in einem Umfang mit der Gaszuführungsleitung bzw. den diese aufnehmenden Halterungen bzw. Führungen wechselwirken, daß die erforderliche Niveaueinstellung erzielbar ist.In order to align the height of the individual sections of the gas supply line which form the fumigation body, one must Another proposal is provided that wedge elements emanating from the pelvic floor interact with the gas supply line or the brackets or guides receiving it to such an extent that the required level adjustment can be achieved.

Selbstverständlich besteht die Möglichkeit auch, die Gaszuführungsleitungen ein einzelne Abschnitte aufzuteilen, die über Art Steckverbindungen miteinander verbindbar sind. Hierdurch ist ein Aneinanderreihen möglich, wobei man vorgefertigte Einzelelemente benutzen kann. Die einzelnen Abschnitte können dabei im gewünschten Umfang mit Begasungskörpern abgedeckt werden, um so die erforderliche Anzahl von Belüftern zur Verfügung zu stellen.Of course, there is also the possibility of dividing the gas supply lines into individual sections which can be connected to one another by means of plug connections. This makes it possible to string them together, using prefabricated individual elements. The individual sections can be covered to the desired extent with fumigation bodies in order to provide the required number of aerators.

Die Erfindung bezieht sich des weiteren auf ein Verfahren zum Einbringen von Gas in eine in einem Becken vorhandene Flüssigkeit, insbesondere Abwasser, mit in im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Reihen angeordneten Belüftungselementen oder Flächenbegasern, wobei sich das Verfahren dadurch auszeichnet, daß das Einbringen des Gases durch Einperlen erfolgt und daß der Bodenbereich weitgehend vollflächig unter weitgehender Vermeidung eines Umwälzens des Abwassers begast wird. Unter Einperlen wird dabei verstanden, daß die aufsteigenden Gasblasen wie aneinandergereihte, jedoch körperlich getrennte Gasperlen mit einem jeweiligen Durchmesser von vorzugsweise ca kleiner als 0,2 mm sind. Hierdurch kann sich der Sauerstoff überaus gut im Abwasser lösen. Der Prozeß läuft folglich energetisch günstig ab.The invention further relates to a method for introducing gas into a liquid present in a basin, in particular waste water, with aeration elements or surface gasifiers arranged in essentially parallel rows, the method being characterized in that the introduction of the gas by Bubbling takes place and that the floor area is fumigated largely over the entire area while largely avoiding circulation of the waste water. Bubbling is understood to mean that the ascending gas bubbles are like lined up, but physically separate gas beads with a respective diameter of preferably approximately less than 0.2 mm. This allows the oxygen to dissolve very well in the wastewater. The process is therefore energetically favorable.

Um das Ablagern von Schlamm zwischen den Reihen auszuschließen, wird vorgeschlagen, daß die Reihen aufeinanderfolgend mit Gas beaufschlagt werden. Hierdurch erfolgt durch Schwallerzeugung ein quasi Vorwärtstreiben des Schlammes, wodurch zum einen die unerwünschten Ablagerungen vermieden und zum anderen hinreichend Schlamm innerhalb des Beckens wirksam verbleibt, so daß ein zusätzlicher Energieeintrag zum Schlammvorwärtstreiben nicht erforderlich ist.In order to prevent sludge from being deposited between the rows, it is proposed that the rows be sequentially pressurized with gas. As a result, sludge virtually drives the sludge forward, which on the one hand avoids the undesired deposits and on the other hand sufficiently leaves sludge effectively inside the basin, so that an additional energy input for driving the sludge is not necessary.

Schließlich können verschiedene Reihen im unterschiedlichen Umfang mit Gas versorgt werden, wodurch gleichfalls eine schnelle Anpassung an den jeweiligen Sauerstoffbedarf gegeben ist.Finally, different rows can be supplied with gas to different extents, which also means that they can be quickly adapted to the respective oxygen demand.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen -für sich und/oder in Kombination-, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.Further details, advantages and features of the invention result not only from the claims, the features to be extracted from them - individually and / or in combination - but also from the following description of preferred embodiments to be taken from the drawing.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht eines Ausschnittes eines Belüftungsbeckens im Bodenbereich,
Fig. 2 eine Detaildarstellung eines Begaserstrangs in Draufsicht,
Fig. 3 der Begaserstrang nach Fig. 2 in Seitenansicht,
Fig. 4 eine Schnittdarstellung entlang der Linie IV-IV in Fig. 2,
Fig. 5 eine Prinzipdarstellung eines Belüftungsbeckens im Schnitt,
Fig. 6 ein Ausschnitt des Belüftungsbeckens nach Fig. 5,
Fig. 7 eine Schnittdarstellung im Bodenbereich eines Belüftungsbeckens,
Fig. 8 eine Detaildarstellung im Bodenbereich eines Belüftungsbeckens, teilweise weggebrochen,
Fig. 9 eine Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Belüfterelements,
Fig. 10 Schnittdarstellungen eines Belüfterelements im Stirnbereich,
Fig. 11 einen Gasverteiler für ein Belüftungselement und
Fig. 12 im Ausschnitt ein Belüfterelement in Draufsicht.

Show it:

1 is a plan view of a section of a ventilation basin in the floor area,
2 shows a detailed view of a gasifier line in plan view,
3 is a side view of the gasifier line according to FIG. 2,
4 shows a sectional illustration along the line IV-IV in FIG. 2,
5 shows a schematic diagram of an aeration basin in section,
6 shows a detail of the aeration basin according to FIG. 5,
7 is a sectional view in the bottom area of an aeration basin,
8 shows a detailed illustration in the floor area of a ventilation basin, partially broken away,
9 is a plan view of a preferred embodiment of an aerator element,
10 shows sectional views of an aerator element in the forehead region,
11 shows a gas distributor for a ventilation element and
Fig. 12 in the cutout an aerator element in plan view.

In einem in Fig. 1 im Ausschnitt dargestellten Belüftungsbecken (10) sind im Bodenbereich Belüftungselemente (12) angeordnet, die über eine Gaszuführungsleitung (14) mit Gas versorgbar sind. Die Gaszuführungsleitung (14), die auf dem Beckenboden (18), also auf der Bodenfläche (16) aufliegt, wird über eine Leitung (56) mit Gas versorgt. Die Leitung (56) geht von einer Hauptverteilungsleitung (66) aus, die vorzugsweise zumindest bereichsweise im Abwasser verläuft, um so das Gas abzukühlen und Kondensat in der Hauptverteilungsleistung abzuscheiden.In a ventilation basin (10) shown in detail in FIG. 1, ventilation elements (12) are arranged in the bottom area and can be supplied with gas via a gas supply line (14). The gas supply line (14), which rests on the pool floor (18), that is to say on the floor surface (16), is supplied with gas via a line (56). The line (56) starts from a main distribution line (66), which preferably runs at least in certain areas in the wastewater, in order to cool the gas and separate condensate in the main distribution capacity.

Erfindungsgemäß erstreckt sich über nahezu die gesamte Länge der Gaszuführungsleitung (14) eine Belüftungselement (12). Konstruktionsbedingt ist es jedoch häufig der Fall, daß eine Gaszuführungsleitung mehrere Belüftungselemente (12) umfaßt, wie es auch in den Fig. dargestellt ist.According to the invention, a ventilation element (12) extends over almost the entire length of the gas supply line (14). Due to the design, however, it is often the case that a gas supply line comprises a plurality of ventilation elements (12), as is also shown in the figures.

Abschnitte der Gaszuführungsleitung (14) selbst stellen somit Basiselemente (20) der Belüftungselemente (12), auch kurz Belüfter genannt, dar. Jeder ein Basiselement (20) bildende Abschnitt ist von einem Begasungskörper (22) aus elastischem Material abgedeckt. Der Begasungskörper (22) weist Durchtrittsöffnungen (13) auf, die vorzugsweise durch Nadelung oder Schlitzung hergestellt werden. Die Durchtrittsöffnungen (13) sind selbstverständlich rein beispielhaft eingezeichnet.Sections of the gas supply line (14) themselves thus constitute basic elements (20) of the ventilation elements (12), also called aerators for short. Each section forming a basic element (20) is covered by a gassing body (22) made of elastic material. The fumigation body (22) has through openings (13) which are preferably produced by needling or slitting. The passage openings (13) are of course drawn in purely by way of example.

Um die Begasungskörper (22) auf den Basiselementen (20) zu befestigen, ist nachstehende hervorzuhebende Konstruktion gewählt.In order to attach the gassing body (22) to the base elements (20), the following construction is selected.

Die Belüftungsleitung (14) weist gemäß Fig. 4 in etwa einen ellipsenförmigen Querschnitt mit flacher Unterseite (25) auf, wobei die Oberseite (24) in freie Längsränder (26) und (28) übergeht. Abschnitte der Längsränder (26) und (28) werden nun in Längsnuten (30) und (32) eingebracht, die in Längsränderabschnitten des Begasungskörpers (22) vorhanden sind. Dabei ist der an der Unterseite des Randes (26) bzw. (28) verlaufende Abschnitt (34) so ausgebildet, daß bei einer Relativbewegung zwischen Begasungskörper (22) und dem Gaszuführungsrohr (14) ein Herausrutschen aus der Nut (30) bzw. (32) unmöglich ist. Diese Relativbewegung wird dadurch hervorgerufen, daß über die Gaszuführungsleitung (14) Gas über Öffnungen (38) bzw. (40) in den Raum zwischen Begasungskörper (22) und Basiselement (20) eingeleitet wird. Dies wird durch die in Fig. 4 eingezeichneten Pfeile verdeutlicht.4 has an elliptical cross section with a flat underside (25), wherein the top (24) merges into free longitudinal edges (26) and (28). Sections of the longitudinal edges (26) and (28) are now introduced into longitudinal grooves (30) and (32) which are present in longitudinal edge sections of the fumigation body (22). The section (34) running on the underside of the edge (26) or (28) is designed such that when there is a relative movement between the gassing body (22) and the gas supply pipe (14) it slips out of the groove (30) or ( 32) is impossible. This relative movement is caused by the fact that gas is introduced via the gas supply line (14) via openings (38) or (40) into the space between the gassing body (22) and the base element (20). This is illustrated by the arrows drawn in FIG. 4.

Wie die Fig. 4, aber auch die Fig. 10 verdeutlicht, weisen die Längsränder (28) und (30) des Basiselements - also die freien Ränder der die Oberseite (24) aufweisenden Wandung (33) der Gaszuführungsleitung (14) - Längsnuten (35) und (37) auf, in die ihrerseits die freien Längsränder (39) und (41) des Begasungskörpers (22) einbringbar sind.As FIG. 4, but also FIG. 10 illustrates, the longitudinal edges (28) and (30) of the base element - i.e. the free edges of the wall (33) of the gas supply line (14) which has the upper side (24) - have longitudinal grooves ( 35) and (37), into which in turn the free longitudinal edges (39) and (41) of the fumigation body (22) can be introduced.

In den Stirnbereichen (42) und (44) der Begasungskörper (22) können Spannelemente (43) verlaufen (rechte Darstellung in Fig. 10), die sicherstellen, daß die Begasungskörper (22) in diesem Bereich dichtend auf der Oberseite (24) des Gaszuführungsrohres (14), also dem Basiselement (20) aufliegen. Andere konstruktive Möglichkeiten sind gleichfalls möglich. So kann in den Stirnbereichen (42) und (44) das Material des Begasungskörpers (22) in einem Umfang verstärkt werden (Verstärkung (45) in der linken Darstellung der Fig. 10), daß die erforderliche Spannung erzielt wird, um das dichtende Aufliegen sicherzustellen. Alternativ besteht die Möglichkeit, daß die Stirnbereiche (42) und (44) z.B. mit einer Spiralfeder bewehrt sind, wodurch der erforderliche Druck des Begasungskörpers (22) in Richtung auf das Basiselement (20) hervorgerufen wird.In the end areas (42) and (44) of the gassing body (22), tensioning elements (43) can run (right-hand illustration in FIG. 10), which ensure that the gassing body (22) seals in this area on the top (24) of the Gas supply pipe (14), that is, rest on the base element (20). Other design options are also possible. Thus, in the end regions (42) and (44), the material of the gassing body (22) can be reinforced to an extent (reinforcement (45) in the left-hand illustration of FIG. 10) that the required tension is achieved in order to support the sealing ensure. Alternatively, there is the possibility that the end areas (42) and (44) e.g. are reinforced with a spiral spring, which causes the required pressure of the gassing body (22) in the direction of the base element (20).

Ein weiterer Lösungsvorschlag sieht vor, daß der Basiskörper (22) im entspannten Zustand in seinen Stirnbereichen (42) und (44) eine geringere Breite und nötigenfalls eine höhere Materialstärke als im Mittenbereich aufweist (Fig. 12). Wird nun der Begasungskörper (22) auf das Gaszuführungsrohr (14) aufgezogen, in dem dessen Längsränder (26), (28) in die Längsnuten (30), (32) des Begasungskörpers (22) eingebracht werden, so erfolgt eine Dehnung der Stirnbereiche (42) und (40) in einem Umfang, daß stets eine Spannung hervorgerufen wird, die ein sicheres Abdichten zwischen Begasungskörper (22) und Gaszuführungsrohr (14) in den Stirnbereichen (42) und (44) gewährleistet.Another proposed solution provides that the base body (22) in the relaxed state in its end regions (42) and (44) has a smaller width and, if necessary, a higher material thickness than in the central region (FIG. 12). If the fumigation body (22) is now drawn onto the gas supply pipe (14), in which its longitudinal edges (26), (28) are introduced into the longitudinal grooves (30), (32) of the fumigation body (22), the end regions are stretched (42) and (40) to such an extent that a tension is always produced which ensures a secure sealing between the fumigation body (22) and the gas supply pipe (14) in the end regions (42) and (44).

Die Fig. 4 und 10 verdeutlichen des weiteren, daß der Begasungskörper (22) mit Randabschnitten (29) und (31) auf der Beckenbodenfläche (16) aufliegt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß der frei zugängliche Bereich (18) zwischen den Belüftern bzw. Belüftungselementen (12) überaus kleinflächig ist, so daß -wenn überhaupt- nur geringste Mengen an Schlamm sich ablagern können.4 and 10 further clarify that the gassing body (22) with edge portions (29) and (31) rests on the pool floor surface (16). This has the advantage that the freely accessible area (18) between the aerators or ventilation elements (12) is extremely small, so that - if at all - only the smallest amounts of sludge can be deposited.

Anhand der Fig. 5 und 6 sei eine weitere hervorzuhebende Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lehre dargestellt.5 and 6 a further embodiment of the teaching according to the invention to be emphasized.

Die im Bodenbereich des Belüftungsbeckens (10) verlaufende Gaszuführungsleitung (14), von der erwähntermaßen Abschnitte als Basiselemente für die schildförmigen Belüfter (12) ausgebildet sind, weist in seinen Endbereichen (46), (48) Öffnungen (50) bzw. (52) und (54) auf, über die über Leitungen (56) bzw. (58) und eine die Öffnung (52) versorgende nicht dargestellte weitere Leitung Gas zuführbar ist. Die Gaszufuhr kann dabei über Magnetventile (60) und (62) in einem Umfang gesteuert werden, daß der erforderliche Sauerstoffeintrag erfolgt. Dabei kann die Schaltung der Magnetventile (60) und (62) programmiert erfolgen, um weitgehend verzögerungsfrei optimale Sauerstoffbedingungen zu ermöglichen, wodurch ein energetisch günstiges Fahren des Beckens erfolgt. Die Sauerstoffverhältnisse lassen sich z.B. durch Sauerstoffüberschußsonden (67) feststellen.The gas supply line (14) running in the bottom area of the aeration basin (10), of which sections are designed as base elements for the shield-shaped aerators (12), has openings (50) and (52) in its end areas (46), (48). and (54), via which gas can be supplied via lines (56) or (58) and a further line, not shown, which supplies the opening (52). The gas supply can be controlled via solenoid valves (60) and (62) to such an extent that the required oxygen input takes place. The switching of the solenoid valves (60) and (62) can take place in a programmed manner in order to enable optimal oxygen conditions largely without delay, which results in an energetically favorable driving of the pelvis. The oxygen ratios can be determined, for example, by excess oxygen probes (67).

Ferner besteht die Möglichkeit, über die Leitung (56) in der Gaszuführungsleitung (14) angesammeltes Schwitzwasser abzuführen. In diesem Fall wird über die Öffnung (52) und (54) Gas mit einem Druck eingeleitet, der ausreicht, um das angesammelte Schwitzwasser über die Leitung (56) nach außen zu drücken, wobei dann das Magnetventil (60) geschlossen und ein von der Leitung (56) ausgehendes mit einer nicht dargestellten Nebenleitung verbundenes Magnetventil (64) geöffnet ist.It is also possible to remove condensation water that has accumulated in the gas supply line (14) via the line (56). In this case, gas is introduced via the opening (52) and (54) at a pressure which is sufficient to push the accumulated condensation water outward via the line (56), the magnetic valve (60) then being closed and one of the Line (56) outgoing connected to a secondary line, not shown, solenoid valve (64) is open.

Die Öffnung (50) kann dabei von einem rein schematisch dargestellten Schwimmkörper (66) verschließbar sein. Der Schwimmkörper (66) gibt die Öffnung (50) dann frei und löst einen Steuerbefehl aus, wenn Schwitzwasser im unerwünschten Umfang angesammelt ist. Der Schwimmkörper (66) gibt selbstverständlich die Öffnung (50) auch dann frei, wenn über die Leitung Gas zur Gaszuführungsleitung (14) strömt.The opening (50) can be closed by a purely schematically illustrated floating body (66). The float (66) then opens the opening (50) and triggers a control command when condensation has accumulated to an undesirable extent. The float (66) naturally also opens the opening (50) when gas flows via the line to the gas supply line (14).

Die Schwitzwasserableitung erübrigt sich allerdings dann weitgehend, wenn das Gas vor Einleiten in die Gaszuführungsleitung (14) abgekühlt wird, z.B. in der zumindest teilweise im Abwasser verlaufenden Hauptverteilerleitung (66).However, condensation drainage is largely unnecessary if the gas is cooled before being introduced into the gas supply line (14), e.g. in the main distribution line (66) running at least partially in the waste water.

Ferner besteht die Möglichkeit, daß die Gaszuführungsleitung (14), die z.B. aus Aluminiumstrangprofil besteht, zwischen vom Beckenboden (18) ausgehenden Führungen (69) eingebracht wird. Hierdurch wird gewährleistet, daß die Gaszuführungsleitungen (14) in gewünschten Lagen verlaufen. Hierdurch wird auch das Positionieren der Gaszuführungsleitungen (14) beim Herablassen ins Becken (10) erleichtert. Die Führungen (69), die vorzugsweise kegelförmig ausgebildet sind, können in den Randbereichen des Beckens (10) verlaufen und von einer im Boden (18) eingegossenen Leiste (71) ausgehen (Fig. 8), die gleichzeitig "Putzleiste" beim Vergießen des Bodens bzw. des Verlegens des Estrichs sein kann.There is also the possibility that the gas supply line (14), e.g. consists of aluminum extruded profile, is inserted between guides (69) extending from the pelvic floor (18). This ensures that the gas supply lines (14) run in the desired positions. This also facilitates the positioning of the gas supply lines (14) when they are lowered into the basin (10). The guides (69), which are preferably conical, can run in the edge regions of the basin (10) and start from a bar (71) cast in the bottom (18) (FIG. 8), which at the same time is the "cleaning bar" when the Floor or the laying of the screed.

Durch die erfindungsgemäße Lehre ergibt sich eine flächige Abdeckung des Beckenbodens (18), so daß infolgedessen auch die unerwünschte Umwälzung der zu begasenden Flüssigkeit unterbleibt. Die Begasung erfolgt quasi in einer stehenden Flüssigkeit. Da der Abstand zwischen dem Beckenboden (18) und den Belüftungsleitungen quasi Null ist, sind Schlammablagerungen nahezu ausgeschlossen. Das Aufsteigen der Gasblasen erfolgt auch gleichmäßig, da diese keine Möglichkeiten finden, entlang der Begaseroberfläche geführt zu werden, wie es z.B. bei horizontal angeordneten rohr- oder kerzenförmigen Begasern der Fall ist.The teaching according to the invention results in a flat covering of the pelvic floor (18), so that consequently also the undesired circulation of the liquid to be gassed is omitted. The gassing takes place quasi in a standing liquid. Since the distance between the pool floor (18) and the ventilation lines is virtually zero, sludge deposits are almost impossible. The gas bubbles also rise steadily, since they cannot find any way of being guided along the surface of the gasifier, as is the case, for example, with horizontally arranged tubular or candle-shaped gasifiers.

In Fig. 11 ist oberhalb des Belüfters (12) ein Blasenschwarmverteiler (73) mit spoilerartiger oder V-förmiger Geometrie dargestellt, der dann zum Einsatz gelangen kann, wenn eine höhere Verweilzeit der Gasblasen in der Flüssigkeit gewünscht wird. Das Element (73) kann im gewünschten Umfang mit den Gaszuführungsleitungen (14) oder den vertikal verlaufenden Leitungen (56) und (58) verbunden sein, um statische Verbesserungen zu erzielen. Auch kann die dem Begasungskörper (22) zugewandte Kante (75) als Anschlag gegen ein zu starkes Ausdehnen des Begasungskörpers (22) dienen. Hierdurch können großflächigere Begasungskörper (22) zum Einsatz gelangen.In Fig. 11, above the aerator (12), a bubble swarm distributor (73) with a spoiler-like or V-shaped geometry is shown, which can be used when a longer residence time of the gas bubbles in the liquid is desired. The element (73) can be connected to the gas supply lines (14) or the vertical lines (56) and (58) to the desired extent in order to achieve static improvements. The edge (75) facing the fumigation body (22) can also serve as a stop against excessive expansion of the fumigation body (22). As a result, fumigation bodies (22) of larger area can be used.

Claims

1. Device for the fine-bubble gassing of a liquid present in a basin (10), in particular wastewater, comprising at least one aeration element (12), which has a base element (20) with gassing body (22) provided with gas passage openings, the respective space between that of the gassing body facing surface of the base element and the gassing body can be acted upon by gas flowing via at least one gas supply line (14),
characterized by
that the gas supply line is fixed in position by the ventilation element (12) in the basin (10).

2. Device according to claim 1,
characterized by
that the base element (20) is at least a section of the gas supply line (14) running along the pool floor (18).

3. Device according to claim 1,
characterized by
that the gas supply line (14) rests directly on the pool floor (16, 18).

4. The device according to at least claim 1,
characterized by
that the gas supply line (14) has a preferably slightly curved upper side (24) facing the fumigation body (22) with free longitudinal edges (26, 28) for fixing the fumigation body (22) at least in regions.

5. The device according to claim 4,
characterized by
that the gas supply line (14) has an elliptical cross section with free longitudinal edges (26, 28).

6. The device according to at least one of the preceding claims,
characterized by
that along the gas supply line (14) extending edge portions (29, 31) of the gassing body (22) lie close or largely tight on the pool floor.

7. The device according to at least one of the preceding claims,
characterized by
that more than one ventilation element (12) is arranged along the gas supply line (14).

8. The device according to at least one of the preceding claims,
characterized by
that several gas supply lines (14) run along the pool floor (18), which largely cover the pool floor.

9. The device according to at least claim 1,
characterized by
there are gas inlet openings (50, 52, 54) in the end regions (46, 48) of the gas supply line (14).

10. The device according to claim 9,
characterized by
that in one end region (48) two gas inlet openings (52, 54) preferably having different cross sections and in the other end region (46) there is an opening (50).

11. The device according to claim 10,
characterized by
that the one opening (50) is designed as a gas inlet opening and / or as a condensation water outlet opening.

12. The device according to claim 11,
characterized by
that one opening (50) can be closed by an element such as a float (66), the position of which depends on the amount of condensed water that has accumulated.

13. The device according to at least one of the preceding claims,
characterized by
that the gas supply line (14) between guides (69) extending from the pool floor (16, 18).

14. The device according to at least claim 1,
characterized by
that the gas supply line (14) or elements connected to it have a density when the gas supply is greater than that of the liquid.

15. The device according to at least claim 1,
characterized by
that the ventilation element (12) is shield-shaped in plan view.

16. The apparatus of claim 15,
characterized by
that the longitudinal edges (26, 28) of the base element (20) of correspondingly assigned grooves 826, 28) of the Fumigation body (22) can be introduced, the groove being chosen so deep that it is impossible for the edge of the fumigation body to slip out of the groove when there is a relative movement between the fumigation body and the base element, and that the fumigation body in its end regions (42, 44) is tight on the top of the base element rests.

17. The apparatus of claim 15,
characterized by
that the longitudinal edges (26, 28) of the base element (20) are provided with longitudinal grooves (35, 37) in which the free edges (39, 41) of the gassing body (22) are fixed.

18. The device according to at least one of the preceding claims,
characterized by
that the gassing body (22) is reinforced in its end regions (42, 44) or provided with a reinforcement (43) causing tension.

19. The device according to at least one of the preceding claims,
characterized by
that a clamping element interacting with the base element (20) runs along the end region (42, 44).

20. The device according to at least one of the preceding claims,
characterized by
that the gassing body (22) removed from the base element (20) has a smaller width in its end regions (42, 44) than in the central region.

21. The device according to at least claim 1,
characterized by
that the gas passage openings (13) of the gassing body (22) are arranged at defined intervals adapted to the O₂ requirement of the waste water.

22. The device according to at least claim 1,
characterized by
that the gassing body (22) consists of porous material, the material having a porosity that corresponds to a bubbling of gas into the waste water according to the O₂ requirement of the waste water.

23. The device according to preferably claim 1,
characterized by
that a swarm of gas swarm (73) runs over the fumigation body (22).

24. The device according to claim 23,
characterized by
that the gas swarm distributor (73) is spoiler-like or V-shaped.

25. The device according to claim 23,
characterized by
that the gas swarm distributor (73) forms a stop (75) limiting the expansion of the gassing body (22).

26. The device according to claim 23,
characterized by
that the gas swarm distributor (73) forms a static unit with at least the gas supply line (14).

27. The apparatus according to claim 23,
characterized by
that the gas swarm distributor (73) is connected to lines running along the side walls of the basin.

28. The device according to preferably at least claim 1,
characterized by
that the gas supply line (14) is connected to a main distributor line (66) arranged at least in regions within the waste water, within which the gas to be supplied to the gas supply line can be cooled.

29. The device according to at least claim 1,
characterized by
that edge sections (29, 31) of the gassing body (22) running along the gas supply line (14) lie tightly or largely tightly on the pool floor (16, 18).

30. The device according to at least claim 1,
characterized by
that more than one ventilation element (12) is arranged along the gas supply line (14).

31. The device according to at least claim 1,
characterized by
that several gas supply lines (14) run along the pool floor (16, 18), which cover the pool floor (16) largely flat.

32. Method for introducing gas into a liquid, such as waste water, with aeration elements arranged in the bottom region of the liquid, which are acted upon by gas,
characterized by
that the introduction of the gas is carried out by bubbling and that the floor area is largely fumigated, largely avoiding circulation of the waste water.

33. The method according to claim 32,
characterized by
that to discharge any settled sludge, ventilation elements arranged in rows are successively acted upon with gas in such a way that the sludge is moved in the direction of the pool outlet.

34. The method according to claim 32,
characterized by
that gas is supplied in individual rows or groups of rows of the ventilation elements under program control or controlled by means of excess oxygen probes.

35. The method according to claim 32,
characterized by
that the ventilation elements are arranged so extensively on the pool floor that a sludge deposit between them is largely avoided.