WO2011036221A1 - Vorrichtung zum reinigen von abwasser - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a device for cleaning wastewater according to the preamble of claim 1.
  • Such a device is known from DE-OS-1 932 640.
  • a horizontal agitator is arranged in a circulation tank, the propeller is surrounded by a piece of pipe.
  • the diameter of the propeller corresponds approximately to the diameter of the pipe section, so that swirl losses are kept low ⁇ who and the flow generated by the propeller is directed.
  • DE-OS-2 147 080 describes a similar Horizon ⁇ talrrocktechnik, in which the propeller is in turn surrounded by a piece of pipe.
  • the generation of a circulating flow by means of conventional horizontal agitators requires a re ⁇ relatively high energy consumption.
  • the object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art.
  • a device is to be specified with which a circulating flow in a treatment basin for purifying wastewater can be generated with reduced energy expenditure.
  • the device should be as simple and inexpensive to produce.
  • the size and depth of the forming depression depend on the geometry of the flow channel as well as the rotational speed of Hori ⁇ zontalrrockwerks.
  • a suitable taper can of
  • Cross-sectional area in the region of the horizontal agitator ⁇ be adjusted.
  • the rejuvenation is relatively low and results arising from the volume of the trough to be avoided on the surface of the wastewater.
  • the predetermined distance up to which the curvature extends upstream and downstream of the horizontal agitator is expediently the same.
  • the distance results from the longitudinal extension of the trough.
  • the cross-sectional area in the flow channel remain constant in a conventional manner.
  • the two walls opposite each other expediently have a curvature in symmetrical design.
  • at least one of the two walls bounded by the flow channel is a flow guide wall provided within the treatment tank.
  • the flow channel can be defined by a treatment tank zende longitudinal wall and a provided within the treatment basin Strömungsleitwand be limited.
  • a ⁇ Strö ⁇ flow duct having at least one agitator arranged therein horizontal is provided on both sides of the flow guide.
  • each of the flow channels on the inventive design of the cross- sectional area .
  • the proposed buckles / the wall / walls and / or floor may be prepared for example, by suitably shaped embarkop ⁇ as combinations or inserts in / on the wall / walls and / or floor of the flow channel.
  • Such doublings or inserts can be made, for example, of fiber-reinforced plastic, stainless steel sheets or the like. be prepared. With the doublings or inserts, the first volume is provided.
  • the flow channel during manufacture can also be designed so that therein the inventively proposed cross-sectional rejuvenation ⁇ is provided from the outset.
  • its walls can be designed from the outset so that the tapering of the cross-sectional area according to the invention results.
  • Fig. 1 is a plan view of a first arrangement
  • FIG. 2 shows a partial plan view of a second arrangement.
  • a rectangular treatment basin B is made up of two mutually opposite ones. ing longitudinal walls 1 and two transverse walls 2 formed.
  • treatment tank B is a substantially parallel to the longitudinal walls 1 extending first Strömungsleitwand 3, as well as in the region of the ends of the first Strömungsleitwand 3 arranged second curved Strömungsleitassi 4.
  • first Strömungsleitwand 3 and each of the longitudinal walls 1 je ⁇ Weils one Flow channel S formed in each of which Hori ⁇ zontalrrockwerk 5 is added.
  • a flow direction SR generated by a propeller of the horizontal agitator 5 runs approximately parallel to the longitudinal extent of the flow channel S.
  • a cross-sectional area of the flow channel S indicated by the reference Q decreases continuously from a distance A in the direction of the horizontal agitator 5.
  • a minimum cross-sectional area Q is in the area of the horizontal agitator 5. More specifically, the propeller of the horizontal ⁇ agitator 5 in the area of the minimum cross-sectional area Q is arranged.
  • the Verminde ⁇ tion of the cross-sectional area Q is formed by a directed towards the flow channel S buckle 6, which extends in each of the longitudinal walls 1 and the first flow guide. 3
  • the bulges 6 are formed here symmetrically with respect to a median plane of the flow channel S.
  • the curvatures 6 can be produced, for example, by means of suitably designed doublings, which are applied to the
  • Inserts may also be provided which are inserted into recesses provided in the region of the longitudinal walls 1 and / or the flow guide wall 13.
  • Such false edges or inserts for example, of glass ⁇ fiber reinforced plastic, stainless steel sheets or the like. be prepared.
  • the function of the first arrangement is as follows:
  • two horizontal agitators 5 are provided in a flow channel S formed between the first flow guide wall 3 and the first longitudinal ⁇ wall.
  • Reference numeral 7 designates a further flow guide wall which divides the flow channel S into two further flow channels S1, S2. In this case, the further flow guide 7 is substantially parallel to

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von Abwasser, wobei im Behandlungsbecken (B) zumindest ein Strömungskanal (S, S1, S2) mit zumindest einem darin angeordneten Horizontalrührwerk (5) vorgesehen ist, und wobei eine senkrecht zu einer Strömungsrichtung (SR) verlaufende Querschnittsfläche (Q) des Strömungskanals (S, S1, S2) sich stromauf- und stromabwärts des Horizontalrührwerks (5) stetig vergrößert.

Description

Vorrichtung zum Reinigen von Abwasser
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von Ab- wasser nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-OS-1 932 640 bekannt. Dabei ist in einem Umlaufbecken ein Horizontalrührwerk angeordnet, dessen Propeller von einem Rohrstück umgeben ist. Der Durchmesser des Propellers entspricht etwa dem Durchmesser des Rohrstücks, so dass Wirbelverluste niedrig gehalten wer¬ den und die durch den Propeller erzeugte Strömung gerichtet wird. Die DE-OS-2 147 080 beschreibt ein ähnliches Horizon¬ talrührwerk, bei dem der Propeller wiederum von einem Rohr- stück umgeben ist. - Die Erzeugung einer umlaufenden Strömung mittels herkömmlicher Horizontalrührwerke erfordert einen re¬ lativ hohen Energieaufwand.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere eine Vorrichtung angegeben werden, mit der bei verringertem Energieaufwand eine umlaufende Strömung in einem Behandlungsbecken zum Reinigen von Abwasser erzeugbar ist. Dabei soll die Vorrichtung möglichst einfach und kostengünstig herstellbar sein.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 8. Nach Maßgabe der Erfindung wird vorgeschlagen, dass sich die Querschnittsfläche stromauf- und stromabwärts des Horizontal¬ rührwerks bis zu einem vorgegebenen Abstand vom Horizontal¬ rührwerk stetig vergrößert, dass die Vergrößerung der Quer- schnittsfläche durch eine in den Strömungskanal gerichtete Wölbung gebildet ist, welche an zumindest einer Wand und/oder am Boden des Strömungskanals vorgesehen ist, und dass das Ho¬ rizontalrührwerk sich im Bereich eines durch die zumindest eine Wölbung gebildeten Minimums der Querschnittsfläche des Strömungskanals angeordnet ist. - In Abkehr vom Stand der Technik weist die Querschnittsfläche des Strömungskanals ein Minimum auf. In diesem Bereich ist das Horizontalrührwerk angeordnet. Damit kann in überraschend einfacher und kosten- günstiger Weise der Energieaufwand zum Betreiben des Horizontalrührwerks verringert werden.
Es wird angenommen, dass die Verminderung des Energieaufwands bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wie folgt zu erklären ist: Beim Betrieb eines Horizontalrührwerks in einem herkömm¬ lichen Strömungskanal mit in Strömungsrichtung konstanter Querschnittsfläche bildet sich durch einen vom Horizontal¬ rührwerk erzeugten Sog an der Oberfläche des Abwassers oberhalb des Horizontalrührwerks eine Mulde aus. Die Erzeugung und Aufrechterhaltung dieser Mulde in der Oberfläche des Abwassers verursacht Energieaufwand. Indem nunmehr die Quer¬ schnittsfläche im Bereich des Horizontalrührwerks verkleinert wird, kann die Ausbildung dieser Mulde vermieden werden. Infolgedessen kann die Energie zur Erzeugung und Aufrechterhal- tung der Mulde eingespart werden. Die Größe und Tiefe der sich ausbildenden Mulde hängen von der Geometrie des Strömungskanals sowie von der Rotationsgeschwindigkeit des Hori¬ zontalrührwerks ab. Bei einer gegebenen Geometrie des Strö¬ mungskanals sowie einer gegebenen Rotationsgeschwindigkeit des Horizontalrührwerks kann eine geeignete Verjüngung der
Querschnittsfläche im Bereich des Horizontalrührwerks einge¬ stellt werden. Die Verjüngung ist relativ gering und ergibt sich aus dem Volumen der zu vermeidenden Mulde an der Oberfläche des Abwassers.
Der vorgegebene Abstand, bis zu dem sich die Wölbung strom- auf- und stromabwärts des Horizontalrührwerks erstreckt, ist zweckmäßigerweise gleich. Der Abstand ergibt sich aus der Längserstreckung der Mulde. Abgesehen von der über den Abstand hinweg sich ändernden Querschnittsfläche, kann im Übri¬ gen die Querschnittsfläche im Strömungskanal in herkömmlicher Weise konstant bleiben.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist bei vorgegebenen Betriebsparametern des Horizontalrührwerks ein erstes Volumen der von der zumindest einen Wand und/oder vom Boden vorspringenden Wölbung/en so gewählt, dass ein zweites Volumen einer durch einen Sog des Horizontalrührwerks sich an einer Oberfläche des Abwassers ausbildenden Mulde kompensiert wird. Durch die Anpassung des durch die Wölbung/en verursachten ersten Volumens kann ein durch die Mulde gebildetes zwei- tes Volumen vollständig kompensiert und damit eine maximale Energieeinsparung erreicht werden. Unter "Betriebsparametern des Horizontalrührwerks" werden insbesondere die Ausbildung eines Propellers sowie dessen Rotationsgeschwindigkeit ver¬ standen .
Die beiden einander gegenüberliegenden Wände weisen zweckmäßigerweise in symmetrischer Ausbildung jeweils eine Wölbung auf . Nach einer weiteren Ausgestaltung ist zumindest eine der beiden den Strömungskanal begrenzten Wände eine innerhalb des Behandlungsbeckens vorgesehene Strömungsleitwand. D. h. der Strömungskanal kann durch eine das Behandlungsbecken begren- zende Längswand sowie eine innerhalb des Behandlungsbeckens vorgesehene Strömungsleitwand begrenzt sein. Vorteilhafter¬ weise ist beidseits der Strömungsleitwand jeweils ein Strö¬ mungskanal mit zumindest einem darin angeordneten Horizontal- rührwerk vorgesehen. In diesem Fall weist jeder der Strömungskanäle die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Quer¬ schnittsfläche auf.
Die vorgeschlagenen Wölbungen des/der Wand/Wände und/oder des Bodens können beispielsweise durch geeignet geformte Aufdop¬ pelungen oder Einsätze in/an der Wand/den Wänden und/oder dem Boden des Strömungskanals hergestellt werden. Solche Aufdop- pelungen oder Einsätze können beispielsweise aus faserverstärktem Kunststoff, Edelstahlblechen oder dgl . hergestellt sein. Mit den Aufdoppelungen oder Einsätzen wird das erste Volumen bereitgestellt. - Selbstverständlich kann der Strömungskanal bei der Herstellung auch so ausgestaltet werden, dass darin die erfindungsgemäß vorgeschlagene Querschnitts¬ verjüngung von vornherein vorgesehen ist. Beispielsweise kön- nen bei einem aus Beton hergestellten Strömungskanal dessen Wände von vornherein so gestaltet werden, dass sich die erfindungsgemäße Verjüngung der Querschnittsfläche ergibt.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste Anordnung und
Fig. 2 eine teilweise Draufsicht auf eine zweite Anord- nung.
Bei der in Fig. 1 gezeigten ersten Anordnung ist ein rechteckiges Behandlungsbecken B aus zwei einander gegenüberlie- genden Längswänden 1 sowie zwei Querwänden 2 gebildet. Im Behandlungsbecken B befindet sich eine im Wesentlichen parallel zu den Längswänden 1 verlaufende erste Strömungsleitwand 3, sowie im Bereich der Enden der ersten Strömungsleitwand 3 an- geordnete zweite gebogene Strömungsleitwände 4. Zwischen der ersten Strömungsleitwand 3 und jeder der Längswände 1 ist je¬ weils ein Strömungskanal S gebildet in dem jeweils ein Hori¬ zontalrührwerk 5 aufgenommen ist. Eine durch einen Propeller des Horizontalrührwerks 5 erzeugte Strömungsrichtung SR ver- läuft etwa parallel zur Längserstreckung des Strömungskanals S. Eine mit dem Bezugszeichen Q angedeutete Querschnittsflä¬ che des Strömungskanals S nimmt jeweils ab einem Abstand A in Richtung des Horizontalrührwerks 5 stetig ab. Ein Minimum der Querschnittsfläche Q befindet sich im Bereich des Horizontal- rührwerks 5. Insbesondere ist der Propeller des Horizontal¬ rührwerks 5 im Bereich des Minimums der Querschnittsfläche Q angeordnet. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist die Verminde¬ rung der Querschnittsfläche Q durch eine zum Strömungskanal S gerichtete Wölbung 6 gebildet, welche sich jeweils von den Längswänden 1 und der ersten Strömungsleitwand 3 erstreckt. Die Wölbungen 6 sind hier bezüglich einer Mittelebene des Strömungskanals S symmetrisch ausgebildet.
Die Wölbungen 6 können beispielsweise durch geeignet ausge- bildete Aufdoppelungen hergestellt werden, welche an den
Längswänden 1 und der ersten Strömungsleitwand 3 angebracht werden. Es können auch Einsätze vorgesehen sein, welche in dafür im Bereich der Längswände 1 und/oder der Strömungsleitwand 13 vorgesehene Ausnehmungen eingesetzt werden. Derartige Aufdoppelungen oder Einsätze können beispielsweise aus glas¬ faserverstärktem Kunststoff, Edelstahlblechen oder dgl . hergestellt sein. Die Funktion der ersten Anordnung ist Folgende:
Durch die Wirkung der Horizontalrührwerke 5 wird im Behand¬ lungsbecken B aufgenommenes Abwasser umlaufend in Strömungs- richtung SR bewegt. Um ein möglichst strömungswiderstands- freies Umbiegen der Strömung am Austritt der Strömungskanäle S zu ermöglichen, sind in diesem Bereich zweite Strömungsleitwände 4 vorgesehen. Durch die erfindungsgemäß vorgeschla¬ genen Wölbungen 6 wird die Querschnittsfläche Q des Strö- mungskanals S im Bereich des Horizontalrührwerks 5 verrin¬ gert. Infolgedessen kann das Horizontalrührwerk 5 mit vermindertem Energieeinsatz betrieben werden.
Bei der in Fig. 2 gezeigten zweiten Anordnung sind in einem zwischen der ersten Strömungsleitwand 3 und der ersten Längs¬ wand 1 gebildeten Strömungskanal S zwei Horizontalrührwerke 5 vorgesehen. Mit dem Bezugszeichen 7 ist eine weitere Strömungsleitwand bezeichnet, welche den Strömungskanal S in zwei weitere Strömungskanäle Sl, S2 unterteilt. Dabei ist auch die weitere Strömungsleitwand 7 im Wesentlichen parallel zur
Strömungsrichtung SR ausgerichtet. An der Längswand 1 und der ersten Strömungsleitwand 3 sind wiederum Wölbungen 6 vorgese¬ hen, deren Maximum sich im Bereich der Horizontalrührwerke 5 befindet. Die weitere Strömungsleitwand 7 weist eine zu den Wölbungen 6 im Wesentlichen spiegelbildlich ausgebildete Kontur auf, so dass sich jede Querschnittsfläche Q im Bereich der weiteren Strömungskanäle Sl, S2 jeweils bis zu den Hori¬ zontalrührwerk 5 stetig verjüngt. Obwohl in den Ausführungsbeispielen die Verkleinerung der Querschnittsfläche Q in Richtung des Horizontalrührwerks 5 jeweils durch Wölbungen 6 an der Längswand 1, der ersten Strömungsleitwand 3 und/oder der weiteren Strömungsleitwand 7 gezeigt ist, kann eine solche Verkleinerung der Querschnitts¬ fläche Q auch durch andere Maßnahmen erreicht werden. Bei¬ spielsweise ist es auch möglich, an einem Boden des Behand¬ lungsbeckens B eine sattelartige Wölbung 6 vorzusehen, deren maximale Höhe im Bereich des Horizontalrührwerks 5 sich be¬ findet .
Bezugs zeichenliste
1 Längswand
2 Querwand
3 erste Strömungsleitwand
4 zweite Strömungsleitwand
5 Horizontalrührwerk
6 Wölbung
7 weitere Strömungsleitwand
A Abstand
B Behandlungsbecken
Q Querschnittsfläche
S Strömungskanal
SR Strömungsrichtung
Sl, S2 weiterer Strömungskanal

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Reinigen von Abwasser, mit einem Behandlungsbecken, wobei im Behandlungsbecken (B) zumindest ein um- laufender Strömungskanal (S, Sl, S2) mit einem Boden und zwei einander gegenüberliegenden Wänden vorgesehen ist, wobei im Strömungskanal (S, Sl, S2) zumindest ein Horizontalrührwerk (5) angeordnet ist, und wobei eine senkrecht zu einer Strö¬ mungsrichtung (SR) verlaufende Querschnittsfläche (Q) des Strömungskanals (S, Sl, S2) sich stromauf- und stromabwärts des Horizontalrührwerks (5) vergrößert, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Querschnittsfläche (Q) stromauf- und stromab¬ wärts des Horizontalrührwerks (5) bis zu einem vorgegebenen Abstand vom Horizontalrührwerk (5) stetig vergrößert, dass die Vergrößerung der Querschnittsfläche (Q) durch eine in den Strömungskanal (S, Sl, S2) gerichtete Wölbung (6) ge¬ bildet ist, welche an zumindest einer Wand und/oder dem Boden des Strömungskanals (S, Sl, S2) vorgesehen ist, und dass das Horizontalrührwerk (5) sich im Bereich eines durch die zumindest eine Wölbung (6) gebildeten Minimums der Quer¬ schnittsfläche (Q) des Strömungskanals (S, Sl, S2) angeordnet ist .
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei bei vorgegebenen Be- triebsparametern des Horizontalrührwerks (5) ein erstes Volu¬ men der von der zumindest einen Wand und/oder dem Boden vorspringenden Wölbung/en (6) so gewählt ist, dass ein zweites Volumen einer durch einen Sog des Horizontalrührwerks (5) sich an einer Oberfläche des Abwassers ausgebildeten Mulde kompensiert wird.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo- bei die Querschnittsfläche (Q) des Strömungskanals (S, Sl,
S2) stromauf- und stromabwärts der Wölbung/en (6) etwa gleich ist .
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo- bei beide einander gegenüberliegenden Wände in symmetrischer
Ausbildung jeweils eine Wölbung (6) aufweisen.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine der Wände eine innerhalb des Behandlungs- beckens (B) vorgesehene Strömungsleitwand (3, 7) ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beiderseits der Strömungsleitwand (3, 7) jeweils ein Strömungskanal (S, Sl, S2) mit einem darin angeordneten Hori- zontalrührwerk (5) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Wölbung (6) in einstückiger Ausbildung mit der Wand oder dem Boden hergestellt ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Wölbung (6) durch eine an der Wand oder dem Boden angebrachte Aufdoppelung gebildet ist.
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