WO1987001689A1 - Device for the oxygen enrichtment of liquids - Google Patents

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WO1987001689A1
WO1987001689A1 PCT/DE1986/000348 DE8600348W WO8701689A1 WO 1987001689 A1 WO1987001689 A1 WO 1987001689A1 DE 8600348 W DE8600348 W DE 8600348W WO 8701689 A1 WO8701689 A1 WO 8701689A1
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liquid
mixing chamber
oxygen
pipes
basin
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PCT/DE1986/000348
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Inventor
Rudolf Panthöfer
Original Assignee
Blum, Albert
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Publication date
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    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/12—Activated sludge processes
    • C02F3/1278—Provisions for mixing or aeration of the mixed liquor
    • C02F3/1284—Mixing devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F3/12—Activated sludge processes
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    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the invention relates to a device for the oxygen enrichment of liquids, in particular wastewater in aeration tanks of sewage treatment plants, consisting of one or more mixing chambers with connections for a liquid and oxygen supply, a liquid supply device with the liquid from the liquid pool into each mixing chamber is pumpable, an oxygen supply device with which oxygen or air can be introduced into each mixing chamber under pressure, and one or more discharge openings for the oxygen, oxygen or air-liquid mixture for each mixing chamber.
  • the mixing chamber is introduced, is mixed.
  • the water enriched with air bubbles is ejected by ejectors into the environment of the submersible.
  • the oxygen is introduced into the water that is to be absorbed in the mixing chamber and outside; of the diving air more often on the surface of the air bubbles formed and during the time in which the air bubbles remain in the water basin.
  • the oxygen input achieved with this is sufficient for many processes that require aeration of larger amounts of water. In other processes, such as Activated sludge process, a higher oxygen input in the waste water to be treated is desirable than can be achieved by the known aeration devices.
  • each mixing chamber has a housing which is closed in the upper region and one or more intermediate floors arranged therein with passages offset with respect to one another, the connections for a metered supply of liquid and oxygen above the top intermediate floor and the discharge opening or Openings are provided in or to the side of the bottom of the housing.
  • the construction of the mixing chamber according to the invention makes it possible to provide an optimally large liquid surface, on which the oxygen input takes place, in relation to the liquid volume. For this purpose, the liquid and gas supply must be dosed so that a liquid film a few millimeters thick spreads over the available surface.
  • such a gas pressure must be applied to the mixing chamber that the gas space in the interior of the mixing chamber extends above the discharge opening or openings provided in its lower region.
  • the liquid film can extend both over the top and the bottom of the intermediate floors and the side walls of the mixing chamber.
  • the staggered arrangement of the passages ensures that the liquid flows on its way from the entry into the mixing chamber to the discharge opening over the entire surface of the intermediate floors and possibly the side walls of the mixing chamber.
  • the flow rate can and must be kept low to produce a thin film. It has been found that the pressurized liquid emerging from the discharge opening or the discharge openings has an optimal degree of oxygen saturation. After their exit into the liquid basin, an oxygen exchange with the residual liquid is effected due to their partial pressure difference.
  • the mixing chamber is cuboid, the intermediate floors corresponding in one horizontal dimension to the inside dimensions of the mixing chamber and in the other horizontal dimension except for a distance from the inside wall of the mixing chamber reach here and form the passages and the passages are arranged alternately on two opposite side walls of the mixing chamber.
  • the mixing chamber is expediently designed to be open on its underside, so that the discharge opening is formed through the entire underside of the mixing chamber.
  • connection for the liquid supply is preferably arranged centrally in the wall of the mixing chamber opposite the passage of the top intermediate floor.
  • the incoming liquid flows over the entire uppermost intermediate floor, over which it expands evenly due to the central arrangement of the liquid inlet.
  • connection for the oxygen supply is expediently arranged in the top end of the mixing chamber.
  • the gas inlet is thus optimally located above the first intermediate floor.
  • the mixing chamber in the liquid basin is preferably so attached that it is arranged completely below the liquid surface.
  • the deeper the mixing chamber is immersed in the liquid the greater the gas pressure in the chamber must be in order to prevent the liquid from penetrating through the discharge opening or openings.
  • a high pressure is desirable because it brings about a better oxygen exchange. In addition, this results in a high partial pressure difference between that from the mixing chamber
  • the liquid supply device can be a
  • 15 include a submersible pump with a pressure line connected to the mixing chamber.
  • a liquid supply device is used in particular for larger liquid basins
  • Liquid inlet openings can be installed in the liquid basin in such a way that an optimal circulation of the liquid due to the process and thus an optimal oxygen enrichment in the liquid basin are guaranteed.
  • 30 can be designed by interchangeable finished parts so that they can be used according to the best conditions.
  • One or more are expediently between the pump or pumps and the connection for the liquid supply in the mixing chamber
  • An optimal liquid circulation also from the lower liquid layers can be achieved by arranging the sections of the lines having the liquid inlet openings in the bottom area of the liquid pool.
  • a pipe frame is used for installing the device in a liquid pool and can be fastened to the edge thereof, into which the lines of the liquid supply device are integrated and to which the mixing chamber can be fastened and connected via a connecting part .
  • a pipe rack can be designed as a simple construction and at the same time serves as a carrier for the mixing chamber and as a liquid supply line. All other components of the device can also be attached to this tubular frame.
  • the Misehkam he can also be arranged on the tubular frame in the vertical direction that it can be moved to a suitable depth below the liquid surface in order to set a favorable gas pressure.
  • the connecting part can be designed as a flexible hose.
  • Atmospheric air can serve as the oxygen source.
  • one or more oxygen bottles are preferably used as the gas source. These can be installed on the support frame of the device, outside the liquid basin or even within a flat basin. A flexible hose can be provided for connection to the mixing chamber.
  • the tubular frame is designed so that it has a The hinge can be fastened to the edge of the liquid basin and has a lever part, by means of which the entire device can be pivoted out of the liquid basin, and counterparts with which it lies against the basin parts due to its own weight in the operating position.
  • This construction has considerable advantages for the assembly and maintenance of the device. Points of the tubular frame can be provided as counterparts which, in the operating position, rest on the pool edge, on the pool wall or on the pool floor.
  • two pipes running parallel to one another are provided with an essentially vertical section that extends approximately to the pelvic floor and an adjoining essentially horizontal section, one on the vertical section of each pipe Circulation pump and a non-return valve are interposed and a side pipe running perpendicular to it is formed at the level of the pool edge, the other end of which is bent outwards and a hinge axis.
  • a cross pipe connected to them is arranged with a central connecting nipple for the connecting part
  • the mixing chamber is attached below the side pipes to these and to the pipes, and the two pipes extend beyond the basin gene and form a handle accessible from the pool edge.
  • the length of the horizontal sections of the two pipelines and their spacing from one another can be chosen such that there is an optimal distribution of the liquid withdrawal in the bottom region of the liquid basin.
  • FIG. 1 is a perspective view of the installed in an aeration tank
  • Fi g. 2 shows a section through the mixing chamber along the line II-II in FIG. 1.
  • the device essentially comprises a mixing chamber 1 with connections 2 and 3 for a liquid or oxygen supply, a liquid supply device 4 with which the liquid is pumped from the basin into the 5 mixing chamber 1 an oxygen supply device 5, with which oxygen is introduced into the mixing chamber 1 under pressure, and an ejection opening 6 for the oxygen-liquid mixture on the underside of the mixing chamber 1.
  • the mixing chamber 1 consists of a cuboid housing 7, which is closed except for the connections 2 and 3 on its upper side and laterally, with a plurality of intermediate floors 8, the intermediate floors 8 having mutually offset J5 passages 10.
  • the connection 2 for the liquid supply is arranged in a side wall 11 above the uppermost intermediate floor and the connection 3 for the gas supply in the upper end face 12 of the housing 7. 0
  • the intermediate floors 8 correspond in a horizontal dimension to the inner dimensions of the housing 7 and extend alternately to two to form the passages 10 and the discharge opening 6 5 opposite inner walls of the housing 7.
  • the connection 2 is arranged in the side wall 11 of the housing 7 opposite the passage of the uppermost intermediate floor.
  • the housing also has sliding guides 9 on its vertical side edges for vertically displacing the mixing chamber 1.
  • Fig. 2 shows the mixing chamber 1 in the operating state.
  • the mixing chamber 1 is arranged in the liquid basin completely below the liquid surface.
  • a precisely metered amount of liquid or gas is introduced into the mixing chamber 1 through the connections 2 and 3.
  • the " gas pressure is set so that a continuous gas space extends to below the lowest intermediate floor and a few centimeters above the discharge opening 6.
  • the liquid supply is metered in such a way that a uniform liquid film 13 of approximately 10 mm thickness extends over the entire top and bottom
  • the underside of the intermediate floors 8 and the side walls of the mixing chamber extend and flow continuously from the uppermost intermediate floor to the discharge opening 6 of the mixing chamber 1.
  • the liquid flowing through the mixing chamber 1 forms a relatively large surface area in relation to its volume and an optimal transition of oxygen into the liquid up to oxygen saturation is brought about by the pressure conditions existing in the mixing chamber 1.
  • the partial pressure becomes due to the partial pressure - difference compared to d he released residual liquid to this oxygen. This results in an oxygen enrichment which is considerably improved and accelerated compared to the known aeration methods.
  • the mixing chamber 1 is fastened to a tubular frame 14 which serves both as a carrier and as a liquid supply device.
  • the pipe frame 14 essentially consists of two pipes 15 and 16, each with a horizontal section 17 and 18 and a vertical section 19 and 20.
  • each pipe 15 and 16 are at the height of Pool edge 21 formed a vertically extending side tube 22 or 23, the other end of which is bent outwards and forms a hinge axis for a hinge 24 or 25 attached to pool edge 21.
  • the side tubes 22 and 23 are each downward by a right angle
  • the mixing chamber 1 is arranged.
  • the mixing chamber 1 is slidably disposed on the slideways 9 along the vertical sections 19 and 20 of the pipes and the vertical sections of the pipes 26 and 27 bent at right angles.
  • the connecting part 31 is designed as a flexible hose.
  • a non-return valve 32 and 33 are interposed in the vertical sections 19 and 20 of the pipes 15 and 16, and a circulation pump 34 and 35 are interposed below the stops 28.
  • the vertical sections 19 and 20 of the two pipes extend in the operating state of the device to the bottom 36 of the activation tank.
  • the adjoining horizontal sections 17 and 18 extend over a certain length, which depends on the dimensions of the pool and is favorable for an effective liquid movement in the pool.
  • the vertical sections 19 and 20 protrude to the image fertilizing a lever part beyond the aeration tank. They are bent at the upper end towards the edge of the pool and connected to one another in the form of a U-shaped, horizontal bracket. This bracket forms a handle 39 which is easily accessible from the edge 21 of the pool. By actuating the handle 39, the entire device can be pivoted out of the aeration tank. To simplify this process, a suitable counterweight can be provided at the upper end of the tubular frame 14 (not shown in the drawing).
  • oxygen cylinders 40 serve as gas sources for the oxygen supply. These are via a permanently installed line. 41 with interposed two-way valve 42 and a flexible hose part 43 connected to the mixing chamber .1. If the device is e.g. pivoted out of the aeration tank for cleaning purposes, no disassembly of the oxygen supply line is required.

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Description

"Vorrichtung zur Sauerstoffanreicherung von Flüssigkeiten"
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Sauer- Stoffanreicherung von Flüssigkeiten, insbesondere von Abwasser in Belebungsbecken von Kläranlagen, bestehend aus einer oder mehreren Mischkammern mit Anschlüssen für eine Fl üssigkeits- und SauerstoffZu¬ führung, einer Flüssigkeitszuführungseinrichtung, mit der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbecken in jede Mischkammer pumpbar ist, einer Sauerstoffzufüh¬ rungseinrichtung, mit der Sauerstoff oder Luft in jede Mischkammer unter Druck einleitbar ist, und eine oder mehrere Ausstoßöffnungen für das Sauer- Stoff- bzw. Luft-Flüssigkeit-Gemisch für jede Misch¬ kammer.
In Belebungsbecken von Kläranlagen kommt es darauf an, durch Sauerstoffanreicherung des Abwassers möglichst gute Wachstumsbedingungen für Mikroorga-? nismen, die organische Verbindungen abbauen, herzu¬ stellen. Daher wird ein für die biologischen Prozesse günstiger Sauerstoffeintrag in der zu behandelnden Flüssigkeit angestrebt.
WSATZBLATΓ Bekannte Vorrichtungen zur Sauerstoffanreicherung von Flüssigkeiten der genannten Art sind sogenannte Tauchbel üfter. Diese besitzen im allgemeinen eine oder mehrere Mischkammern, in denen ein die jeweili¬ ge Mischkammer im wesentlichen ausfüllender Wasser- strahl mit Luft, die über ein Gebläse in die
Mischkammer eingeleitet wird, vermischt wird. Das mit Luftblasen angereicherte Wasser wird durch Ejektoren in die Umgebung des Tauchbel üfters ausge¬ stoßen.. Dabei geschieht der Sauerstoffeintrag in das zu: he-läftende Wasser in der Mischkammer und außer¬ halb; des Tauchbel üfters an der Oberfläche der gebildeten Luftblasen und während der Zeit, in der die Luftblasen im Wasserbecken verbleiben. Der damit erzielte Sauerstoffeintrag ist für viele Prozesse, die ein Belüften größerer Wassermengen erfordern, ausreichend. Bei anderen Prozessen, wie z.B. Belebtschlammverfahren, ist ein höherer Sauer- Stoffeintrag bei den zu behandelnden Abwässern wünschenswert, als dieser durch die bekannten Belüftungsvorrichtungen erreicht werden kann.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Sauerstoffanreicherung von Flüs¬ sigkeiten, insbesondere von Abwasser in Belebungs- becken von Kläranlagen zu schaffen, die einen für die. biologischen Prozesse günstigen Sauerstoffein¬ trag ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Mischkammer ein im oberen Bereich geschlossenes Gehäuse und einen oder mehrere darin angeordnete Zwischenböden mit gegeneinander versetzten Durch¬ lässen aufweist, die Anschlüsse für eine dosierte Fl üssigkeits- und Sauerstoffzuführung oberhalb des obersten Zwischenbodens und die Ausstoßöffnung oder -Öffnungen im oder seitlich vom Boden des Gehäuses vorgesehen sind. Durch die erfindungsgemäße Konstruktion der Misch¬ kammer kann eine optimal große Flüssigkeitsoberflä¬ che, an der der Sauerstoffeintrag stattfindet, im Verhältnis zum Flüssigkeitsvolumen bereitgestell werden. Dazu muß die Fl üssigkeits- und Gaszufuhr so dosiert werden, daß sich ein wenige Millimeter starker Flüssigkeitsfilm über die zur Verfügung stehende Oberfläche ausbreitet. Insbesondere ist die Mischkammer mit einem solchen Gasdruck zu beauf- schlagen, daß der Gasraum sich im Innern der Misch¬ kammer bis oberhalb der in ihrem unteren Bereich vorgesehenen Ausstoßöffnung bzw. -Öffnungen er¬ streckt. Bei geeignetem Druck kann der Flüssigkeits¬ film sich sowohl über die Oberseite als auch die Unterseite der Zwischenböden und die Seitenwände der Mischkammer erstrecken. Durch die gegeneinander versetzte Anordnung der Durchlässe wird erreicht, daß die Flüssigkeit auf ihrem Wege vom Eintritt in die Mischkammer bis zur Ausstoßöffnung über die gesamte Fläche der Zwischenböden und ggfs. der Seitenwände der Mischkammer fließt. Die Flußge¬ schwindigkeit kann dabei und muß dabei zur Herstel¬ lung eines dünnen Films gering gehalten werden. Es hat sich herausgestellt, daß die aus der Ausstoßöff- nung bzw. den Ausstoßδffnungen austretende unter Druck stehende Flüssigkeit einen optimalen Sauer¬ stoffsättigungsgrad aufweist. Nach ihrem Austritt in das Flüssigkeitsbecken wird aufgrund ihrer Parti aldruckdifferenz ein Sauerstoffaustausch mit der Restflüssigkeit bewirkt. Diese wird infolge der durch den Flüssigkeitskreislauf erzeugten Strömung und Turbulenzen in dem angestrebten Grade mit Sauerstoff angereichert. Über eine Sauerstoffmeßson¬ de kann die Fl üssigkeits- und Gaszufuhr automatisch dosiert und damit der Prozeß optimal gesteuert werden. Außerdem kann ein Schwimmer zur richtigen Einstellung der Flüssigkeitshöhe in der Mischkammer vorgesehen sein. - .I - In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Misch¬ kammer quaderförmig ausgebildet, wobei die Zwischen¬ böden in einer horizontalen Dimension den Innenab¬ messungen der Mischkammer entsprechen und in der anderen horizontalen Dimension bis auf einen Ab¬ stand an -die Innenwand der Mischkammer heran¬ reichen und dort die Durchlässe bilden und wobei die Durchlässe abwechselnd an zwei gegenüberliegenden Seitenwänden der Mischkammer angeordnet sind. Diese : Ausgestaltung der Mischkammer zeichnet sich durch ihre konstruktive Einfachheit aus. Sie kann mit einem Minimum an Aufwand hergestellt werden und bietet dennoch den gesamten technischen Vorteil der Erfindung .
Bei dieser Ausführungsform ist zweckmäßig die Mischkammer an ihrer Unterseite offen gestaltet, so daß die Ausstoßöffnung durch die gesamte Unterseite der Mischkammer gebildet wird.
Weiterhin wird vorzugsweise der Anschluß für die Flüssigkeitszuführung in der dem Durchlaß des ober¬ sten Zwischenbodens gegenüberliegenden Wand der Mischkammer mittig angeordnet. Bei dieser Ausbil¬ dung fließt die eintretenden Flüssigkeit über den gesamten obersten Zwischenboden, über den sie sich aufgrund der mittigen Anordnung des Flüssigkeitsein¬ lasses gleichmäßig ausdehnt.
Der Anschluß für die SauerstoffZuführung wird zweck-» mäßigerweise in der oberen Stirnseite der Mischkam¬ mer angeordnet. Der Gaseintritt ist dadurch optimal über dem ersten Zwischenboden angebracht.
Um zur angestrebten Sauerstoffanreicherung einen möglichst hohen Gasdruck zu erreichen, wird be¬ vorzugt die Mischkammer im Flüssigkeitsbecken so angebracht, daß sie völlig unterhalb der Flüs¬ sigkeitsoberfläche angeordnet ist. Je tiefer die Mischkammer in die Flüssigkeit eingetaucht ist, desto größer muß der Gasdruck in der Kammer sein, um ein Eindringen der Flüssigkeit durch die Ausstoßöff¬ nung oder -Öffnungen zu verhindern. Ein hoher Druck ist wünschenswert, da er einen besseren Sauerstoff¬ austausch bewirkt. Außerdem wird dadurch eine hohe Parti aldruckdifferenz zwischen der aus der Mischkam¬
10. mer ausgestoßenen Flüssigkeit und der Restflüssig¬ keit erreicht, so daß auch die Sauerstoffanreiche- rung der Restflüssigkeit verbessert wird.
Die Fl üssigkeitszuführungseinrichtung kann eine
15 Tauchpumpe mit einer an die Mischkammer angeschlos¬ senen Druckleitung umfassen.
Andererseits wird insbesondere für größere Flüssig¬ keitsbecken eine Fl üssigkeitszuführungseinrichtung
20 bevorzugt, die eine oder mehrere Leitungen umfaßt, die an von der Mischkammer entfernt liegenden Stel¬ len Flüssigkeitseintrittsöffnungen aufweisen und zwischen die eine oder mehrere Umwälzpumpen geschal¬ tet sind. Die Leitungen mit den darin vorgesehenen
25 _.
Flüssigkeitseintrittsöffnungen können im Flüssig¬ keitsbecken so installiert sein, daß eine optimale Zirkulation der Flüssigkeit aufgrund des Prozesses und damit eine optimale Sauerstoffanreicherung im Flüssigkeitsbecken gewährleistet sind. Die Leitungen
30 können durch auswechselbare Fertigteile so gestaltet sein, daß sie nach den jeweils besten Bedingungen einsetzbar sind. Zwischen der oder den Pumpen und dem Anschluß für die Flüssigkeitszuführung in der Mischkammer sind zweckmäßigerweise eine oder mehrere
35 Rückschlagklappen vorgesehen. Eine optimale Flüssigkeitszirkulation auch aus den unteren Flüssigkeitsschichten kann dadurch erreicht werden, daß die die Flüssigkeitseintrittsöffnungen aufweisenden Abschnitte der Leitungen im Bodenbe¬ reich des Flüssigkeitsbeckens angeorndet sind.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein zur Installation der Vorrichtung in einem Flüssig¬ keitsbecken dienendes und an dessen Rand befestigba¬ res Rohrgestell vorgesehen, in das die Leitungen der Fl üssi gkeitszuführungsei nri chtung integriert sind und an dem die Mischkammer befestigbar und über ein Anschlußteil anschließbar ist. Ein solches Rohrge¬ stell kann als einfache Konstruktion ausgebildet sein und dient gleichzeitig als Träger der Mischkammer und als Fl üssi gkeitszuführungsl eitung. Auch alle anderen Bestandteile der Vorrichtung kön¬ nen an diesem Rohrgestell angebracht sein. Die Misehkam er kann ferner am Rohrgestell in vertikaler Richtung verschiebbar angeordnet sein, daß sie zur Einstellung eines günstigen Gasdrucks in ihrem Innern in eine geeignete Tiefe unterhalb der Flüssigkeitsoberfl che versetzbar ist. Das An¬ schlußteil kann dabei als flexibler Schlauch ausge¬ bildet sein.
Als Sauerstoffquelle kann atmosphärische Luft die¬ nen. Um einen optimalen Sauerstoffeintrag zu erhal¬ ten, werden jedoch bevorzugt eine oder mehrere Sau¬ erstoffflaschen als Gasquelle verwendet. Diese kön- nen auf dem Trägergestell der Vorrichtung, außer¬ halb des Flüssigkeitsbeckens oder auch innerhalb eines flachen Beckens installiert werden. Zum An¬ schluß an die Mischkammer kann ein flexibler Schlauch vorgesehen sein.
Weiterhin ist in einer bevorzugten Ausführungsform das Rohrgestell so ausgebildet, daß es über ein Scharnier am Rand des Flüssigkeitsbeckens befestig¬ bar ist und ein Hebelteil, durch dessen Betätigung die gesamte Vorrichtung aus dem Flüssigkeitsbecken herausschwenkbar ist, und Gegenlagen aufweist, mit denen es in der Betriebsstellung durch sein Eigenge¬ wicht an Beckenpartien anliegt. Diese Konstruktion hat beträchtliche Vorteile für die Montage und War¬ tung der Vorrichtung. Als Gegenlagen können Stellen des Rohrgestells vorgesehen sein, die in der Be- triebsstellung am Beckenrand, an der Beckenwand oder am Beckenboden anliegen.
Bei einer besonders einfachen Ausgestaltung des Rohrgestells sind zwei parallel zueinander Verlau¬ fende Rohrleitungen mit einem im wesentlichen verti¬ kalen, etwa bis zum Beckenboden reichenden Ab¬ schnitt und einem daran anschließenden im wesent¬ lichen horizontalen Abschnitt vorgesehen, wobei am vertikalen Abschnitt jeder Rohrleitung eine Umwälz- pumpe und darüber ein Rückschlagventil zwischenge¬ schaltet sind und in Höhe des Beckenrandes ein senk¬ recht dazu verlaufendes Seitenrohr angeformt ist, dessen anderes Ende nach außen umgebogen ist und eine Scharnierachse . bildet, in Höhe der Seitenrohre zwischen den beiden Rohrleitungen ein mit diesen in Verbindung stehendes Querrohr mit einem mittigen Anschlußnippel für das Anschlußteil angeordnet ist, die Mischkammer unterhalb der Seitenrohre an diesen und an den Rohrleitungen befestigt ist und wobei die beiden Rohrleitungen über das Becken hinausra¬ gen und einen vom Beckenrand her erreichbaren Griff bilden. Die Länge der horizontalen Abschnitte der beiden Rohrleitungen und deren Abstand zueinander können so gewählt werden, daß sich eine optimale Verteilung der Flüssigkeitsentnahme im Bodenbereich des Flüssigkeitsbeckens ergibt. Die über das Flüs- Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des in einem Belebungsbecken installierten Aus-
_ führungsbei spiel s mit teilweise aufge-
5 schn i ttener Mi schkammer und
Fi g . 2 einen Schnitt durch die Mischkammer l ängs der Li¬ nie II-II i n Fig. 1. 0
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, umfaßt die Vorrichtung im wesentlichen eine Mischkammer 1 mit Anschlüssen 2 und 3 für eine Fl üssigkeits- bzw. Sauer- stoffzuführung, eine Fl üssigkeitszuführungseinrich¬ tung 4, mit der Flüssigkeit aus dem Becken in die 5 Mischkammer 1 gepumpt wird, eine SauerstoffZufüh¬ rungseinrichtung 5, mit der Sauerstoff in die Misch¬ kammer 1 unter Druck eingeleitet w rd, und eine Aus¬ stoßöffnung 6 für das Sauerstoff-Flüssigkeit-Ge- misch an der Unterseite der Mischkammer 1. Wie ins¬ 0 besondere Fig. 2 verdeutlicht, besteht die Misch¬ kammer 1 aus einem quaderförmigen Gehäuse 7, das bis auf die Anschlüsse 2 und 3 an seiner Oberseite und seitlich geschlossen ist, mit mehreren Zwi schenbδden 8, wobei die Zwischenböden 8 gegenseitig versetzte J5 Durchlässe 10 aufweisen. Der Anschluß 2 für die Flüssigkeitszuführung ist in einer Seitenwand 11 oberhalb des obersten Zwischenbodens und der An¬ schluß 3 für die Gaszuführung in der oberen Stirnseite 12 des Gehäuses 7 angeordnet. 0
In dem betrachteten Ausführungsbeispiel entsprechen die Zwischenböden 8 in einer horizontalen Dimension den Innenabmessungen des Gehäuses 7 und reichen zur Bildung der Durchlässe 10 und der Ausstoßöffnung 6 5 bis auf einen Abstand abwechselnd an zwei gegenüberliegende Innenwände des Gehäuses 7 heran. Der Anschluß 2 ist in der dem Durchlaß des obersten Zwischenbodens entgegengesetzten Seitenwand 11 des Gehäuses 7 angeordnet. Das Gehäuse weist ferner, wie in Fig. 1 dargestellt, an seinen vertikalen Seiten- kanten Gleitführungen 9 zum vertikalen Verschieben der Mischkammer 1 auf.
Fig. 2 zeigt die Mischkammer 1 im Betriebszustand. Die Mischkammer 1 ist im Flüssigkeitsbecken völlig unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche angeordnet. Durch die Anschlüsse 2 und 3 wird eine genau dosierte Fl üssigkeits- bzw. Gasmenge in die Misch¬ kammer 1 eingeleitet. Dabei ist der" Gasdruck so eingestellt, daß sich ein durchgehender Gasraum bis unterhalb des untersten Zwischenbodens und wenige Zentimeter oberhalb der Ausstoßöffnung 6 erstreckt. Die Flüssigkeitszufuhr ist so dosiert, daß sich ein gleichmäßiger Flüssigkeitsfilm 13 von etwa 10 mm Stärke über die gesamte Ober- und Unterseite der Zwischenböden 8 und die Seitenwände der Mischkammer erstreckt und kontinuierlich vom obersten Zwischen¬ boden zur Ausstoßöffnung 6 der Mischkammer 1 ab¬ fließt. Dabei bildet die durch die Mischkammer 1 fließende Flüssigkeit eine relativ große Oberfläche im Verhältnis zu ihrem Volumen. Durch die große Oberfläche und durch die in der Mischkammer 1 beste¬ henden Druckverhältnisse wird ein optimaler Über¬ gang von Sauerstoff in die Flüssigkeit bis zur Sau¬ erstoffsättigung bewirkt. Nach Austreten der ko pri- mierten Flüssigkeit durch die Ausstoßöffnung 6 aus der Mischkammer 1 wird aufgrund der Parti aldruck- differenz gegenüber der Restflüssigkeit an diese Sauerstoff abgegeben. Damit erhält man eine gegen¬ über den bekannten Belüftungsverfahren erheblich verbesserte und beschleunigte Sauerstoffanreiche- rung. Wie in Fig. I weiterhin gezeigt wird, ist die Mischkammer l an einem Rohrgestell 14 befestigt, das sowohl als Träger als auch als Flüssigkeitszu- führungseinrichtung dient. Das Rohrgestell 14 be¬ steht im wesentlichen aus zwei Rohrleitungen 15 und 16 mit jeweils einem horizontalen Abschnitt 17 bzw. 18 und einem vertikalen Abschnitt 19 bzw. 20. An die vertikalen Abschnitte 19 bzw. 20 jeder Rohrleitung 15 bzw. 16 ist in Höhe des Beckenrandes 21 ein senkrecht verlaufendes Seitenrohr 22 bzw. 23 ange¬ formt, dessen anderes Ende nach außen umgebogen und eine Schanierachse für ein am Beckenrand 21 befe¬ stigtes Schanier 24 bzw. 25 bildet. Die Seitenrohre 22 und 23 sind nach unten jeweils über ein rechtwin¬
15 kelig gebogenes Rohr 26 bzw. 27 mit den vertikalen Abschnitten 19 bzw. 20 der beiden Rohrleitungen ver¬ bunden, so daß in dem Bereich zwischen den Seiten¬ rohren 22 und 23, den rechtwinkelig gebogenen Rohren 26 und 27 und den vertikalen Abschnitten 19 und 20
20 die Mischkammer 1 angeordnet ist. Die Mischkammer 1 ist über ihre Gleitführungen 9 an den längs der vertikalen Abschnitte 19 und 20 der Rohrleitungen und der vertikalen Abschnitte der rechtwinkelig gebogenen Rohre 26 und 27 verschiebbar angeordnet.
25 Sie wird dabei von einer Kette, die in einem am Beckenrand 21 befestigten Haken in ihrer Länge veränderbar eingehängt ist, gehalten. Die vertikale Verschiebung ist noch unten durch Anschläge 28 begrenzt, die an den Abschnitten 19 und 20 der
30 Rohrleitungen und den rechtwinklig gebogenen Rohren 26 und 27 angeformt sind. Die beiden an die Rohrleitungen 15 und 16 anschließenden Enden der Seitenrohre 22 und 23 sind über ein Querrohr 29 miteinander verbunden. Dieses Querrohr 29 weist
35 einen nach unten gerichteten mittigen Anschlußnippel 30 für ein Anschlußteil 31 auf. Über das mit den Rohrleitungen 15 und 16 in Verbindung stehende Querrohr 29 und das Anschlußteil 31 wird Flüssigkeit in die Mischkammer 1 eingeleitet. Das Anschlußteil 31 ist als flexibler Schlauch ausgebildet. Unter¬ halb des Querrohrs 29 sind in den vertikalen Abschnitten 19 und 20 der Rohrleitungen 15 und 16 jeweils eine Rückschlagklappe 32 bzw. 33 und unterhalb der Anschläge 28 eine Umwälzpumpe 34 bzw. 35 zwischengeschaltet. Die vertikalen Abschnitte 19 und 20 der beiden Rohrleitungen reichen im Betriebszustand der Vorrichtung bis zum Boden 36 des Belebungsbeckens. Die sich daran a-nschli eßenden horizontalen Abschnitte 17 und 18 erstrecken sich über eine bestimmte Länge, die sich nach den Beckenmaßen richtet und für eine effektive Flüssig¬ keitsbewegung im Becken günstig ist. Sie dienen gleichzeitig als Gegenlagen, mit denen das Rohrge¬ stell 14 durch sein Eigengewicht auf dem Boden des Belebungsbeckens aufliegt. Längs der horizontalen Abschnitte 17 und 18 sind in bestimmten Abständen in abwechselnder Folge senkrecht nach oben und nach außen gerichtete Rohrstücke 37 mit stirnseitigen Flüssigkeitseintrittsöffnungen 38 angebracht. Durch diese Konstruktion erhält man ein verzweigtes System von Flüssigkeitseintrittsöffnungen 38 im Bodenbe¬ reich des Belebungsbeckens, in die Flüssigkeit in vertikaler und horizontaler Richtung eingesaugt wird. Im Zusammenwirken mit der entfernt davon angeordneten Ausstoßzone ergibt sich eine günstige vertikale und horizontale Flüssigkeitsbewegung, die zu einer Durchmischung der verschiedenen Flüssig¬ keitsschichten in dem Belebungsbecken führt. Dadurch stellen sich optimale Wachstumsbedingungen für die den Klärprozeß bewirkenden Mikroorganismen ein.
Die vertikalen Abschnitte 19 und 20 ragen zur Bil- düng eines Hebelteils über das Belebungsbecken hin¬ aus. Sie sind an ihrem oberen Ende zum Beckenrand hin gebogen und in Gestalt eines U-förmigen, horizontalen Bügels miteinander verbunden. Dieser Bügel bildet einen vom Beckenrand 21 her leicht erreichbaren Griff 39. Durch Betätigung des Griffes 39 kann die gesamte Vorrichtung aus dem Belebungs¬ becken herausgeschwenkt werden. Zur Vereinfachung dieses Vorgangs kann ein geeignetes Gegengewicht am oberen Ende des Rohrgestells 14 vorgesehen sein (in der Zeichnung nicht dargestellt).
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, dienen als Gasquellen für die Sauerstoffzufuhr Sauerstoffflaschen 40. Diese sind über eine fest installierte Leitung. 41 mit zwischengeschaltetem Zweiwegventil 42 und ein flexi¬ bles Schlauchteil 43 an die Mi schkammer .1 ange¬ schlossen. Wird die Vorrichtung z.B. zu Reinigungs¬ zwecken aus dem Belebungsbecken herausgeschwenkt, so ist keine Demontage der Sauerstoffzuführungsleitung erforderl ich.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Vorrichtung zur Sauerstoffanreicherung von Flüssigkeiten, insbesondere von Abwasser in Belebungsbecken von Kläranlagen, bestehend aus einer oder mehreren Mischkammern mit An¬ schlüssen für eine Flüssigkeits- und Sauer¬ stoffzuführung, einer Fl üssigkeitszuführungs¬ einrichtung, mit der die Flüssigkeit aus dem Becken in jede Mischkammer pumpbar ist, einer
Sauerstoffzuführungseinrichtung, mit der Sau¬ erstoff oder Luft in jede Mischkammer unter Druck einleitbar ist, und eine oder mehrere Ausstoßöffnungen für das Sauerstoff- bzw. Luft- Flüssigkeit-Gemisch für jede Mischkam¬ mer, d ad u r c h g e k e n n z e i c h¬ n e t, daß jede Mischkammer (1) ein im oberen Bereich geschlossenes Gehäuse (7) und einen oder mehrere darin angeordnete Zwischenböden (8) mit gegeneinander versetzten Durchlässen (10) aufweist, die Anschlüsse (2 und 3) für eine dosierte Flüssigkeits- und Sauerstoffzu¬ führung oberhalb des obersten Zwischenbodens und die Ausstoßöffnung (6) oder -Öffnungen im unteren Bereich des Gehäuses (7) vorgesehen sind.
ERSATZBLATT
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Mischkam- er (1) quaderförmig ausgebildet ist, die Zwi¬ schenböden (8) in einer horizontalen Dimension den Innenabmessungen der Mischkammer (1) ent¬ sprechen und in der anderen horizontalen Dimension bis auf einen Abstand an die Innen¬ wand der Mischkammer (1) heranreichen und dort die Durchlässe (10) bilden und die Durchlässe (10) abwechselnd an zwei gegenüberliegenden Seitenwänden der Mischkammer (1) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Mischkam¬ mer (1) an ihrer Unterseite offen ist und die Ausstoßöffnung (6) durch die gesamte Untersei¬ te an der Mischkammer (1) gebildet wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Anschluß (2) für die Flüssigkeitszuführung in der dem Durchlaß des obersten Zwischenbodens gegen¬ überliegenden Seitenwand (11) der Mischkammer (1) mittig angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Anschluß (3) für die Sauer- Stoffzuführung in der oberen Stirnseite (12) der Mischkammer (1) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß die Mischkammer (1) im Flüssig- keitsbecken so anbringbar ist, daß sie völlig unter der Flüssigkeitsoberfl che angeordnet i st.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Flüssig- keitszuführungsei nri chtung eine Tauchpumpe mit einer an die Mischkammer (1) angeschlossenen Druckleitung umfaßt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Flüssig- keitszuführungseinri chtung (4) eine oder meh¬ rere Leitungen umfaßt, die an von der Misch- kammer (1) entfernt liegenden Stellen Flüssig¬ keitseintrittsöffnungen (38) aufweisen und zwischen die eine oder mehrere Umwälzpumpen (35) geschaltet sind.
g. Vorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die die Flüs¬ sigkeitseintrittsöffnungen (38) aufweisenden Abschnitte der Leitungen im Bodenbereich des Flüssigkeitsbeckens angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, g e k e n n¬ z e i c h n e t d u r c h ein zu ihrer Installation in einem Flüssigkeitsbecken die¬ nendes und an dessen Rand (21) befestigbares Rohrgestell (14), in das die Leitungen des
Fl üssigkeitszuführungseinrichtung (4) inte¬ griert sind und an dem die Mischkammer (1) befestigbar und über ein Anschlußteil (31) anschließbar ist. 1 ... Vorrichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Sauer- stoffquelle eine oder mehrere Sauerstofffla¬ schen (40) vorgesehen sind.
5
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, d a- d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Rohrgestell (14) über ein Scharnier (24) am Rand (21) des Flüssigkeitsbeckens befestig- l bar ist und ein Hebelteil, durch dessen Be¬ tätigung die gesamte Vorrichtung aus dem Flüs¬ sigkeitsbecken herausschwenkbar ist, und Ge¬ genlagen aufweist, mit denen es 'in der Be- triebsstellung durch sein Eigengewicht an
15 Beckenpartien anliegt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Rohrge¬ stell (14) zwei parallel zueinander verlaufen-
20 de Rohrleitungen (15 und 16) mit einem im we¬ sentlichen vertikalen, etwa bis zum Beckenbo¬ den (36) reichenden Abschnitt (19 bzw. 20) und einem daran anschließenden im wesent¬ lichen horizontalen Abschnitt (17 bzw. 18)
25 aufweist, wobei am vertikalen Abschnitt (19 bzw. 20) jeder Rohrleitung (15 bzw. 16) eine Umwälzpumpe (34 bzw. 35) und darüber eine Rückschlagklappe (32 bzw. 33) zwischengeschal¬ tet sind und in Höhe des Beckenrandes (21) 0 ein senkrecht dazu verlaufendes Seitenrohr
(22 bzw. 23) angeformt ist, dessen anderes Ende nach außen umgebogen ist und eine Schar¬ nierachse bildet, in Höhe der Seitenrohre (22 und 23) zwischen den beiden Rohrleitungen (15
35 und 16) ein mit diesen in Verbindung stehen¬ des Querrohr (29) mit einem mittigen An- schlußnippel (30) für das Anschlußteil (31) angeordnet ist, die Mischkammer (1) unterhalb der Seitenrohre (22 und 23) an diesen und an den Rohrleitungen (15 und 16) befestigt ist und wobei die beiden Rohrleitungen (15 und 16) über das Flüssigkei-tsbecken hinausragen und einen vom Beckenrand (21) her erreichba¬ ren Griff (39) bilden.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die horizon¬ talen Abschnitte (17 und 18) der beiden Rohr¬ leitungen (15 und 16) an zur Mischkammer (1) entfernt liegenden Stellen senkrecht nach oben und nach außen gerichtete Rohrstücke
(37) mit stirnseitigen Flüssigkeitseintritts¬ öffnungen (38) aufweisen.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE571565C (de) * 1930-06-21 1933-03-02 Max Pruess Dr Ing Vorrichtung zur Belueftung von Fluessigkeiten, insbesondere von Abwasser
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DE3433175A1 (de) * 1984-09-10 1986-03-20 INTERATOM GmbH, 5060 Bergisch Gladbach Anlage und reaktionsmodul zur aufbereitung von fluessigkeiten

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