DE1194337B

DE1194337B - Einrichtung zur grossblasigen Belueftung von Abwaessern und anderen Fluessigkeiten

Info

Publication number: DE1194337B
Application number: DEP13931A
Authority: DE
Original assignee: Passavant Werke AG and Co KG
Current assignee: Aqseptence Group GmbH
Priority date: 1955-04-06
Filing date: 1955-04-06
Publication date: 1965-06-03

Description

Einrichtung zur großblasigen Belüftung von Abwässern und anderen Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur großblasigen Belüftung von Abwässern und anderen Flüssigkeiten in einem Belüftungsbecken mittels in die Flüssigkeit tauchender Belüftungsrohre, die am unteren Ende mit einer eine spaltförmige Austrittsöffnung aufweisenden Druckluftdüse versehen sind.
Es sind Einrichtungen zur Behandlung von Flüssigkeiten mit Gas und umgekehrt, insbesondere zur Herstellung von Schwefelsäure bekannt, bei denen in die Flüssigkeit eintauchende Rohre senkrecht gegen die Flüssigkeitsoberfläche gerichtete Schlitzdüsen aufweisen. Durch letztere wird Luft oder ein anderes Gas unter hohem Druck in die Flüssigkeit gepreßt, damit beim Durchtritt durch die Flüssigkeitsoberfläche das Gas Flüssigkeitsteilchen mitreißt und so die Flüssigkeit in dem Gasraum über der Flüssigkeitsoberfläche verregnet Beim Durchtritt des Gases durch die Flüssigkeit geht schon ein kleiner Teil des Gases in Lösung, die Hauptmenge des Gases wird erst von der verregneten Flüssigkeit aufgenommen.
Außerdem sind zur Erzeugung des Verregnungseffektes hohe Gasdrücke notwendig, was wiederum einen großen Energiebedarf zur Folge hat.
Beim Belüften von Flüssigkeiten, insbesondere von Abwässern, ist ein schneller Austausch der Grenzschicht des Wassers gegenüber der Luft von Vorteil.
Die Sauerstoffanreicherung steigt mit der Relativgeschwindigkeit zwischen Wasser und Luft an der Berührungsstelle der beiden Medien. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Relativgeschwindigkeit und damit die Sauerstoffanreicherung des Abwassers wesentlich gesteigert wird, wenn man für möglichst turbulente Fließvorgänge an der Außenfläche großer Luftblasen sorgt. Das wird dadurch erreicht, daß die Austrittsöffnung der Druckluftdüse in bezug auf die Wasserspiegelfläche im Belüftungsbecken schräg angeordnet ist, wobei entweder die Längsachse der Belüftungsrohre und/oder die Austrittsöffnung in bezug auf die Längsachse der Belüftungsdüse schräg gestellt sind.
Die aus dem Düsenspalt austretenden langgestreckten Luftblasen zwischen sich sogleich nach dem Verlassen der Düse zusammen, wobei sie einen starken Bewegungsimpuls erhalten, der im Sinne eines beschleunigten Grenzschichtwechsels zwischen Luftblasen und umgebender Flüssigkeit wirkt. Durch die schräge Anordnung der Austrittsöffnung in bezug auf die Wasserspiegelfläche werden die langgestreckten Luftblasen in schnelle Drehung versetzt, wobei der mit ihnen in Berührung kommende Wasserfilm ständig schnell erneuert und dadurch sehr viel Sauerstoff an das Wasser abgegeben wird.
Um diese Wirkung noch zu erhöhen, kann man über den spaltförmigen Austrittsöffnungen schräge Abrollflächen für die sich von den Austrittsöffnungen abgelösten Luftblasen anordnen.
Damit die Belüftungseinrichtung den jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßt werden kann, ist die Breite des Austrittsspaltes der Belüftungsdüse verstellbar. Dies kann z.B. durch einen mittels einer Gewindespindel verstellbaren Keilkörper geschehen.
Kommt nun eine Luftblase an die Oberfläche, so zerplatzt sie, wobei wieder ein Bewegungsimpuls mit nachfolgender Erneuerung des Wasserfilmes erfolgt.
Man kann diese Wirkung noch steigern, wenn man in der Aufstiegsbahn der Luftblasen über den Belüftungsdüsen, vorzugsweise knapp unter dem Flüssigkeitsspiegel, Prallflächen anordnet, gegen die die Luftblasen prallen und dabei zerschlagen werden.
Die von der erfindungsgemäßen Einrichtung erzeugten Luftblasen sind stark genug, um auch eine gute Umwälzung der gesamten im Belüftungsbecken befindlichen Flüssigkeit zu bewirken. Zur Vergrößerung der Umwälzgeschwindigkeit können die Prallflächen gewölbt gestaltet sein, so daß sie als von anderen Belüftungsbecken her an sich bekannte Umlenkbleche wirken.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele für eine erfindungsgemäße Belüftungsdüse dargestellt und daran die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.
Abt. 1 und 2 zeigen einzelne in die Flüssigkeit tauchende Belüftungsrohre mit schrägen Schlitzdüsen; A b b. 3 zeigt eine zweiteilige Belüftungsdüse; Ab b. 4 zeigt eine Belüftungsdüse mit verstellbarer Spaltbreite; Abt. 5 zeigt in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch ein Belüftungsbecken mit der Einrichtung nach der Erfindung.
Bei der Ausführung nach Abt. 1 ist ein Belüftungsrohr a an seinem schräg abgeschnittenen Ende b breit gedrückt, so daß sich eine schmalspaltige Austrittsöffnung c ergibt. Es ist angedeutet, wie aus diesem Spalt eine langgestreckte Luftblasen austritt und sich nach ihrer Ablösung in eine große runde Luftblase e umwandelt, die am schräggestellten Belüftungsrohr a nach oben abrollt.
In der A b b. 2 ist ebenfalls eine Luftblase d beim Austritt aus dem Düsenschlitz gezeigt. Über der Düse befindet sich als Oberfläche f ein schräg angeordnetes Abrollblech, an dem die abgelöste Luftblase e in einem durch Pfeile angezeigten Drehsinn abrollt.
Bei der Ausführung nach der A b b. 3 besteht die Belüftungsdüse aus zwei gießtechnisch herstellbaren Teilen g und h, die durch Zwischenstreifen i in einem solchen Abstand voneinander gehalten werden, daß sich am Austritt der Belüftungsdüse ein schmaler Spalt bildet. Die Teile und h sind miteinander verschraubt oder vernietet und können, in Blickrichtung gedacht, eine verhältnismäßig große Länge besitzen, die Druckluftzuführungk jedoch wird meist nur an einer der Düsen angeordnet sein.
Bei der Ausführung der Belüftungsdüse 1 nach A b b. 4 ist angedeutet, daß man durch einen verstellbaren Keilm die Breite des Austrittsspaltes n verändern kann. Zu diesem Zwecke hat der Keil m eine Gewindespindel o mit Feststellmuttern. Durch die nach oben zunehmende Dicke des Düsenstreifens wird das Abrollen und Drehen austretender Luftblasen entlang den beiden Flanken der Düse erreicht.
In Abt.5 sind die Belüftungsdüsena mit Austrittsspalt c an der einen Seite eines Belüftungsbeckens angeordnet. Im Bereich des Flüssigkeitsspiegels ist ein Umlenkblech q angeordnet, das so gewölbt ist, daß die aufsteigenden Luftblasen e' in Richtung des Wasserspiegels umgelenkt werden. Die Umwälzbewegung ist durch Pfeile s angedeutet.
Die erfindungsgemäße Einrichtung hat gegenüber den. bekannten Belüftungseinrichtungen, auch gegenüber denen, die von der durch die Umwälzung und Oberflächenbelüftung erzielbaren Sauerstoffanreicherung Gebrauch machen, den Vorteil einer wesentlich erhöhten Sauerstoffanreicherung der Flüssigkeit.
Durch Versuche wurde festgestellt, daß diese Steigerung etwa 30°/o beträgt. Es wurden dabei Düsen von 6,3 mm Spaltlänge und 0,5 mm Spaltbreite verwendet.
Es ist offensichtlich, daß die spaltförmige Düse den Vorteil einer großen Kontaktfläche zwischen der austretenden Luft und dem Wasser mit den Vorteilen der großblasigen Belüftung hinsichtlich der Umwälzgeschwindigkeit vereinigt.
Geht man von einer bestimmten, von der Flüssigkeitsmenge aufgenommenen Sauerstoffmenge aus, so hat die Erfindung den Vorteil eines geringeren Leistungs- und Betriebskostenaufwandes, weil der Wirkungsgrad der Belüftung durch die langgestreckte Form der Luftblasen und ihre Größe und durch den stark beschleunigten Austausch in der Grenzschicht zwischen Luft und Flüssigkeit wesentlich besser, die benötigte Druckluftmenge also kleiner wird. Durch die Erfindung wird außerdem eine Ersparnis in den Anlagenkosten erreicht, weil man bei den langgestreckten Belüftungsdüsen mit weniger Zuführungsrohren für die Druckluft auskommt als bei den meisten bekannten Belüftungsverfahren, bei denen eine sehr große Zahl nebeneinander in die Flüssigkeit getauchter Düsenrohre nötig war.

Claims

Patentansprüche: 1. Einrichtung zur großblasigen Belüftung von Abwässern und anderen Flüssigkeiten in einem Belüftungsbecken mittels in die Flüssigkeit tauchender Belüftungsrohre, die am unteren Ende mit einer eine spaltförmige Austrittsöffnung von vorzugsweise 1 bis 3 mm aufweisenden Druckluftdüse versehen sind, dadurch gekennzei ch -net, daß die Austrittsöffnung(c) in bezug auf die Wasserspiegelfläche im Belüftungsbecken schräg angeordnet ist, wobei entweder die Längsachse der Belüftungsrohre oder/und die Austrittsöffnung (c) in bezug auf die Längsachse der Belüftungsdüse schräg gestellt sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über den spaltförmigen Austrittsöffnungen (c) schräge Abrollflächen (f) für die sich von den Austrittsöffnungen abgelösten Luftblasen (e) angeordnet sind.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Austrittsspaltes (n) der Belüftungsdüse verstellbar ist.
4. Einrichtung nach Anspruch3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Austrittsspaltes (n) der Belüftungsdüse mittels eines verstellbaren Keilkörpers (m) veränderlich einstellbar ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß über den Belüftungsdüsen, vorzugsweise knapp unter dem Flüssigkeitsspiegel, Prallflächen (q) angeordnet sind.
6. Einrichtung nach AnspruchS, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallflächen (q) für die Erzeugung einer Umwälzströmung gewölbt gestaltet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 576 092.