PL166861B1

PL166861B1 - Apparatus oxygenating and mixing liquids as well as inducing their directional flow

Info

Publication number: PL166861B1
Application number: PL92293120A
Authority: PL
Inventors: Czeslaw Bogucki
Original assignee: Czeslaw Bogucki
Priority date: 1992-01-07
Filing date: 1992-01-07
Publication date: 1995-06-30
Also published as: PL293120A1

Abstract

Urządzenie do natleniania, mieszania oraz wywoływania ukierunkowanego przepływu cieczy zbudowane z komory połączonej w dolnej części z przewodem ssącym i osłoniętej od góry tacą rozbryzgową oraz z wirnika osadzonego w komorze i napędzanego z zespołu napędowego, znamienne tym, że ma koryta odpływowe (10) usytuowane ss= wzdłuż boków komory (1) oraz zabieraki (8) OS wirnika (5), których osie wzdłużne są usytuowane pod kątem 0 + 90°, korzystnie 45° do stycznej do okręgu obiegu wokół osi (6) wirnika (5) oraz pod kątem 0 + 90°, korzystnie 8 45° do promienia okręgu obiegu wokół osi (6) wirnika (5), przy czym taca rozbryzgowa (3) kieruje ciecz do koryt odpływowych (10) „J| zaś wlot przewodu ssącego (2) jest pochylog3L. ny pod kątem 10 + 40°, korzystnie 25° do poziomu cieczy (16).Device for oxygenation, mixing and inducing a directed flow liquid composed of a combined chamber in the lower part with the suction pipe i covered from above by a splash tray, and rotor mounted in the chamber and driven from a power unit, characterized by that it has drainage channels (10) positioned ss = along the sides of the chamber (1) and drivers (8) OS of the rotor (5), the longitudinal axes of which are situated at an angle of 0 + 90 °, preferably 45 ° to tangent to the revolution circle about the rotor axis (6) (5) and at an angle of 0 + 90 °, preferably 8 45 ° to the radius of the revolution circle around the axis (6) the rotor (5), the splash pan (3) directs the liquid to the drainage troughs (10) "J | and the inlet of the suction tube (2) is sloped at G3L. at an angle of 10 + 40 °, preferably 25 ° to liquid level (16).

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do natleniania, mieszania oraz wywoływania ukierunkowanego przepływu cieczy, znajdujące zastosowanie w procesie wstępnego biologicznego oczyszczania cieczy, zwłaszcza ścieków.The subject of the invention is a device for oxygenating, mixing and generating a directed flow of liquids, applicable in the process of preliminary biological treatment of liquids, especially wastewater.

Znana jest z polskiego opisu patentowego nr 155 805 (zgłoszenie patentowe) biologiczna oczyszczalnia ścieków, zwłaszcza z zakładów przemysłu spożywczego albo komunalnych, złożona z pierścieniowej komory osadu czynnego, z umieszczonej w niej komory napowietrzania oraz z osadnika wtórnego zlokalizowanego na zewnątrz komory pierścieniowej i połączonego z nią poprzez swoje otwarte dno. Połączenie osadnika wtórnego z komorą pierścieniową osadu czynnego poprzez otwarte dno osadnika jest zrealizowane poprzez szeregowo z otwartym dnem usytuowaną zatokę komory pierścieniowej zlokalizowaną przy dnie tej komory i ukształtowaną korzystnie w postaci prostopadłościanu. Umieszczony w komorze pierścieniowej dolny koniec przewodu jest osadzony przy dnie tej komory pierścieniowej, obok zatoki. Górny koniec tego przewodu jest osadzony z kolei w dnie komory napowietrzania. W komorze napowietrzania umieszczone jest koło czerpakowe osadzone na wspólnym wałku napędowym z kołem łopatkowym zlokalizowanym w komorze pierścieniowej w pobliżu lustra cieczy. Nad tym zespołem czerpakowo-łopatkowym jest umieszczona osłona rozbryzgowa. Ścieki doprowadzone są do komory pierścieniowej, w której kołem łopatkowym są wprowadzane w obieg. Ponadto z dolnej części tej komory ścieki przechodzą przewodem do komory napowietrzania, skąd kołem czerpakowym są wyrzucane na osłonę wywołującą ich rozbryzg i zawracającą strumień do komory pierścieniowej.A biological wastewater treatment plant, especially from food or municipal industry plants, is known from Polish patent description No. 155 805 (patent application), consisting of an annular activated sludge chamber, an aeration chamber located in it and a secondary sedimentation tank located outside the annular chamber and connected to it through its open bottom. The connection of the secondary settling tank with the activated sludge annular chamber through the open bottom of the settling tank is realized through the annular bay bay located in series with the open bottom, located at the bottom of this chamber and preferably shaped like a cuboid. Placed in the annular chamber, the lower end of the conduit is seated at the bottom of this annular chamber, next to the sinus. The upper end of this conduit is in turn seated in the bottom of the aeration chamber. In the aeration chamber there is a bucket wheel mounted on a common drive shaft with a paddle wheel located in the annular chamber near the liquid surface. A splash guard is positioned above this scoop and scoop assembly. Wastewater is led to the annular chamber, where it is circulated through a paddle wheel. In addition, from the lower part of this chamber, the waste water passes through a conduit to the aeration chamber, from where it is thrown by a bucket wheel onto the shield causing its splash and returning the stream to the annular chamber.

Znana jest ponadto z polskiego opisu patentowego nr 150 706 biologiczna oczyszczalnia ścieków o małej p^^^pi^.stowości posiadająca zbiornik ze skośnie wyprofilowanym dnem. Wewnątrz zbiornika znajduje się komora napowietrzania w kształcie dzwonu zawierająca turbinę napowietrzającą napędzaną silnikiem osadzonym w komorze napędowej nad komorą napowietrzania.Z komorą napowietrzania połączony jest rurociąg dopływu cieczy i powietrza niezbędnego dla przebiegu procesów oczyszczania biologicznego. Wokół komory napowietrzania znajduje się połączona z nią komora sedymentacyjna. W jej górnej części znajduje się przelew oraz kanał odpływu ścieków oczyszczonych. Natomiast z polskiego opisu patentowego nr 158 098 znane jest urządzenie napowietrzające, zwłaszcza ścieki, stanowiące zespół wirujący złożony z wirnika i mieszadła osadzonych na wspólnym wale, korzystnie pionowym. Mieszadło osadzone jest na wale poniżej wirnika w odległości 0,01 + 0,15 średnicy wirnika między dolną krawędzią łopatki wirnika a górną krawędzią łopatki mieszadła. Mieszadło jest mieszadłem turbinowym z tłoczącymi w dół łopatkami pochylonymi pod kątem 20° + 80° do poziomu.Moreover, it is known from Polish patent description No. 150 706 a biological wastewater treatment plant with a low water volume, having a tank with an obliquely profiled bottom. Inside the tank there is a bell-shaped aeration chamber containing an aeration turbine driven by a motor mounted in the drive chamber above the aeration chamber. The aeration chamber is connected to the liquid and air supply pipeline necessary for biological treatment processes. There is a sedimentation chamber connected to the aeration chamber. In its upper part there is an overflow and a sewage outflow channel. On the other hand, from the Polish patent description No. 158 098, an aeration device, especially sewage, is known, consisting of a rotating assembly composed of an impeller and a stirrer mounted on a common shaft, preferably vertical. The agitator is mounted on the shaft below the rotor at a distance of 0.01 + 0.15 of the rotor diameter between the lower edge of the rotor blade and the upper edge of the agitator blade. The agitator is a turbine agitator with blades forcing downwards at an angle of 20 ° + 80 ° to the horizontal.

166 861166 861

Przykładem zastosowania wirnika o osi pionowej do napowietrzania ścieków w procesie osadu czynnego jest komora Boltona, opisana w książce Marka Romana pt. Kanalizacja Oczyszczanie ścieków tom 2, wydanej przez Arkady w Warszawie w roku 1986, na stronie 290 i następnych. Komory Boltona są budowane w postaci zbiorników przeważnie żelbetowych o kształcie kołowym lub prostokątnym w planie. W środku zbiornika jest umieszczona rura z wirnikiem znajdującym się bezpośrednio przy górnym końcu rury. Obracający się wirnik powoduje przepływ zawartości zbiornika przez rurę z dołu do góry i wyrzuca ścieki wraz z osadem czynnym cienkimi strugami od środka ku obwodowi komory. Powstaje przy tym silne falowanie cieczy w komorze. Napowietrzanie zachodzi tu dzięki kontaktowi z powietrzem wyrzucanych z wirnika strug cieczy i silnemu falowaniu powierzchni cieczy w komorze oraz dzięki mechanicznemu wtłaczaniu powietrza do cieczy przez uderzające o nią łopatki wirnika.An example of using a rotor with a vertical axis to aerate wastewater in the activated sludge process is the Bolton chamber, described in the book by Marek Roman entitled Sewage treatment sewage treatment vol. 2, published by Arkady in Warsaw in 1986, on page 290 and following. Bolton chambers are built in the form of tanks usually made of reinforced concrete with a circular or rectangular shape in plan. In the center of the tank is a tube with the rotor directly at the upper end of the tube. The rotating rotor causes the tank contents to flow through the pipe from the bottom upwards and throws the sewage together with the activated sludge in thin streams from the center towards the circumference of the chamber. A strong wave of the liquid in the chamber is thereby created. The aeration takes place here due to the contact with the air of the liquid jets ejected from the rotor and the strong undulation of the liquid surface in the chamber, and due to the mechanical forcing of air into the liquid by the rotor blades hitting it.

Urządzenie do natleniania, mieszania oraz wywoływania ukierunkowanego przepływu cieczy według wynalazku zbudowane z komory połączonej w dolnej części z przewodem ssącym osłoniętej od góry tacą rozbryzgową oraz z wirnika osadzonego w komorze i napędzanego z zespołu napędowego, charakteryzuje się tym, że ma koryta odpływowe usytuowane wzdłuż boków komory oraz zabieraki wirnika, których osie wzdłużne są usytuowane pod kątem 0 + 90°, korzystnie 45° do stycznej do okręgu obiegu wokół osi wirnika oraz pod kątem 0^90°, korzystnie 45° do promienia okręgu obiegu wokół osi wirnika, przy czym taca rozbryzgowa kieruje ciecz do koryt odpływowych zaś wlot przewodu ssącego jest pochylony pod kątem 10*40°, korzystnie 25° do poziomu cieczy.The device for oxygenating, mixing and inducing a directed flow of liquid according to the invention, composed of a chamber connected in the lower part with a suction conduit, shielded from the top by a splash tray, and of an impeller embedded in the chamber and driven by the drive unit, characterized by the fact that it has drainage channels situated along the sides rotor chambers and drivers, the longitudinal axes of which are situated at an angle of 0 + 90 °, preferably 45 ° to the tangent to the circulation circle around the rotor axis and at an angle of 0 ^ 90 °, preferably 45 ° to the radius of the circulation circle around the rotor axis, the tray The splash directs the liquid into the drainage troughs and the suction tube inlet is inclined at an angle of 10 * 40 °, preferably 25 ° to the liquid level.

Zaletą urządzenia według wynalazku jest jego prosta i uniwersalna konstrukcja. Jako urządzenie stacjonarne jest mocowane na wspornikach opartych o dno lub ściany boczne kanału pierścieniowego w oczyszczalni ścieków. Jako urządzenie przenośne jest osadzone na wspornikach na dnie dużych zbiorników wodnych lub pływa po powierzchni wody przy wykorzystaniu pływaków.The advantage of the device according to the invention is its simple and universal design. As a stationary device, it is mounted on supports resting against the bottom or side walls of the annular channel in the sewage treatment plant. As a portable device, it is mounted on supports at the bottom of large water reservoirs or it floats on the water surface using floats.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że w urządzeniu według wynalazku uzyskuje się lepszą wydajność w natlenianiu cieczy, wyrażającą się ilością wprowadzonego tlenu do cieczy w stosunku do zużytej energii, niż w stosowanych dotychczas urządzeniach. Ponadto stwierdzono także, że jeśli dolne zakończenie przewodu ssącego jest wygięte i znajduje się w pobliżu dna kanału lub zbiornika wodnego to występuje znaczny napływ cieczy lub ścieków z warstw na dnie kanału lub zbiornika wodnego do urządzenia w celu ich natlenienia i zmieszania.It has surprisingly been found that the device according to the invention achieves a better efficiency in oxygenating the liquid, expressed in the amount of oxygen introduced to the liquid in relation to the energy consumed, than in the devices used hitherto. Moreover, it has also been found that if the lower end of the suction conduit is bent and is located near the bottom of the canal or water reservoir, there is a significant flow of liquid or waste water from the layers at the bottom of the canal or water reservoir into the device for oxygenation and mixing.

Urządzenie wymusza ukierunkowany przepływ cieczy w zbiorniku wodnym. Pobieranie cieczy następuje przewodem ssącym, dalej następuje mieszanie cieczy i jej natlenianie oraz spływ korytami odpływowymi na zewnątrz urządzenia, korzystnie w kierunku przeciwnym do kierunku pobierania cieczy. Wymuszenie przepływu cieczy jest bardzo korzystne w procesie wstępnego biologicznego oczyszczania takich zbiorników wodnych jak stawy i jeziora.The device forces a directed flow of liquid in the water reservoir. The liquid is taken up through a suction conduit, then the liquid is mixed and oxygenated, and it flows through the drainage channels outside the device, preferably in the direction opposite to the liquid intake direction. Forcing the flow of liquid is very beneficial in the process of preliminary biological treatment of water bodies such as ponds and lakes.

Urządzenie według wynalazku jest przewidziane zasadniczo do pracy okresowej w procesie wstępnego biologicznego oczyszczania cieczy. Może być wykorzystane do pracy ciągłej jako zespół biologicznej oczyszczalni ścieków, w której wykorzystano osadnik wtórny znany na przykład z polskiego opisu patentowego nr 149 211 lub z polskiego opisu patentowego nr 155 805 .The device according to the invention is intended essentially for batch operation in a preliminary biological liquid purification process. It can be used for continuous operation as a set of a biological wastewater treatment plant, in which a secondary settling tank was used, known, for example, from Polish patent description No. 149 211 or Polish patent description No. 155 805.

Rozwiązanie według wynalazku jest uwidocznione w przykładzie wykonania na rysunku, którego fig. 1 i fig. 2 przedstawiają przekrój poprzeczny i wzdłużny w osi wirnika urządzenia zamocowanego w kanale pierścieniowym oczyszczalni ścieków, fig. 3 - wirnik w widoku w góry zaś, fig. 4 - zabierak wirnika w rozwinięciu.The solution according to the invention is shown in the embodiment in the drawing, Figures 1 and 2 of which show a cross-section and a longitudinal section along the axis of the rotor of the device mounted in the annular channel of the sewage treatment plant, Fig. 3 - the rotor in a top view, and Fig. 4 - rotor driver in unfolded form.

Urządzenie jest zbudowane z komory 1 połączonej w dolnej części z przewodem ssącym i osłoniętej od góry tacą rozbryzgową 3 z kierownicą 4. W komorze 1 jest osadzony wirnik 5. Wirnik 5 jest zbudowany z osi 6, tarczy 7 oraz z szeregu zabieraków 8 rozmieszczonych na obwodzie tarczy 7. Oś 6 wirnika 5 przechodzi przez tacę rozbryzgową 3 i jest napędzana z zespołu napędowego stanowiącego silnik elektryczny 9 i umieszczonego nad tacą rozbryzgową 3. Wzdłuż boków komory 1 są usytuowane koryta odpływowe 10.The device consists of a chamber 1 connected in the lower part with a suction pipe and covered at the top by a splash tray 3 with a steering wheel 4. The rotor 5 is mounted in chamber 1. The rotor 5 consists of an axis 6, a disc 7 and a series of drivers 8 arranged around the circumference. of the disc 7. The axis 6 of the rotor 5 passes through the splash tray 3 and is driven from a drive unit constituting an electric motor 9 and placed above the splash tray 3. Drain troughs 10 are arranged along the sides of the chamber 1.

Urządzenie jest osadzone na dnie 11 kanału 12 przy pomocy wsporników 13, 14, 15 tak, że poziom cieczy 16 znajduje się tuż poniżej koryt odpływowych 10. Spływ cieczy z koryt odpływowych 10 odbywa się w przeciwnym kierunku do jej zasysania do przewodu ssącego 2. Wlot przewodu ssącego 2 jest pochylony pod kątem 25° do poziomu cieczy 16.The device is mounted on the bottom 11 of the channel 12 by means of the supports 13, 14, 15, so that the level of the liquid 16 is just below the drainage channels 10. The flow of liquid from the drainage channels 10 takes place in the opposite direction to its suction into the suction pipe 2. Inlet the suction line 2 is inclined at an angle of 25 ° to the liquid level 16.

Tarcza 7 wirnika 5 ma kształt ośmiokąta foremnego. Równomiernie na obwodzie tarczy 7 są osadzone cztery jednakowe zabieraki 8. Każdy zabierak 8 ma kształt wyprofilowanej rynienki, której ścianki I i II oraz II i III są prostopadle do siebie zaś ścianki I i III są równoległe do siebie. Każdy zabierak 8 jest mocowany do tarczy 7 krawędzią A. Oś wzdłużna każdego z zabieraków 8 jest usytuowana pod kątem 45° do stycznej do okręgu obiegu wokół osi 6 wirnika 5 oraz pod kątem 45° do promienia okręgu obiegu wokół osi 6 wirnika 5.The disc 7 of the rotor 5 has the shape of a regular octagon. Four identical drivers 8 are mounted uniformly on the circumference of the disc 7. Each driver 8 has the shape of a profiled trough, the walls of which I and II as well as II and III are perpendicular to each other and the walls I and III are parallel to each other. Each driver 8 is attached to the disc 7 by an edge A. The longitudinal axis of each of the drivers 8 is situated at an angle of 45 ° to the tangent to the circle of circulation around the axis 6 of the rotor 5 and at an angle of 45 ° to the radius of the circle of circulation around the axis 6 of the rotor 5.

Działanie urządzenia jest następujące. Obracający się wirnik 5 swoimi zabierakami 8 pobiera ciecz z komory 1 i odrzuca siłą odśrodkową na tacę rozbryzgową 3. W ten sposób następuje wymieszanie i natlenienie cieczy. Ciecz z tarczy rozbryzgowej 3 spływa do koryt odpływowych 10. Kierunek odrzucanej przez zabieraki 8 wirnika 5 i odbitej od tacy rozbryzgowej 3 cieczy jest zaznaczony na fig. 1 strzałkami. Przelana z komory 1 do koryt odpływowych 10 ciecz wymusza napływ przez przewód ssący 2 do komory 1 następnych partii cieczy. Kierunek przepływu cieczy, wpływu do przewodu ssącego 2 i wpływu z koryt odpływowych 10 do kanału 12, jest zaznaczony na fig. 2 strzałkami.The operation of the device is as follows. The rotating rotor 5 takes the liquid from the chamber 1 with its drivers 8 and throws it by centrifugal force onto the splash tray 3. In this way the liquid is mixed and oxygenated. The liquid from the splash plate 3 flows into the drainage channels 10. The direction of the rotor 5 ejected by the drivers 8 and the liquid reflected from the splash tray 3 is indicated in Fig. 1 by arrows. The liquid poured from the chamber 1 into the drainage troughs 10 forces the flow of the next batch of liquid through the suction line 2 into the chamber 1. The direction of the liquid flow, entering the suction conduit 2 and flowing from the drainage channels 10 into the conduit 12, is indicated by arrows in Figure 2.

Fig. 4Fig. 4

166 861166 861

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies

Cena 1,00 zł.Price PLN 1.00.

Claims

Patent claim

A device for oxygenating, mixing and generating a directed flow of liquid, made of a chamber connected in the lower part with a suction pipe and protected from the top by a splash tray, and an impeller embedded in the chamber and driven by a drive unit, characterized in that it has drainage channels (10) located along the length sides of the chamber (1) and drivers (8) of the rotor (5), the longitudinal axes of which are situated at an angle of 0 + 90 °, preferably 45 ° to the tangent to the circulation circle around the axis (6) of the rotor (5) and at an angle of 0 + 90 °, preferably 45 ° to the radius of the circulation circle around the axis (6) of the rotor (5), the splash tray (3) directs the liquid to the drainage channels (10) and the suction tube inlet (2) inclined at an angle of 10 + 40 °, preferably 25 ° to the level of the liquid (16).