DE2216304A1 - Verfahren zur eintragung und umwaelzung von sauerstoff in eine zu klaerende fluessigkeit und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur eintragung und umwaelzung von sauerstoff in eine zu klaerende fluessigkeit und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

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Description

Patentanwalt "
Cipl.-bi
i-0023 Mund: η - Puüach
.7*SO57(U 931782
München-Pullach, 4. April 1972
Joseph Richard Kaelin, Buochs (Schweiz)
Verfahren zur Eintragung und Umwälzung von Sauerstoff in eine zu klärende Flüssigkeit und Einrichtung zur
Durchführung des Verfahrens.
Das vorliegend Patent betrifft ein Verfahren zur Eintragung und Umwälzung von Sauerstoff in eine in einem Belebungsbecken einer Kläranlage sich befindenden Flüssigkeit sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Es ist bereits bekannt, die in einem Belebungsbecken einer Kläranlage sich befindende Flüssigkeit mit Hilfe
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221630A
eines Belüftungskreisels zu belüften. Bei der Verwendung von besonders tiefen Belebungsbecken wird bei Anwendung dieses Verfahrens der eingetragene Sauerstoff sehr unregelmässlg im Belebungsbecken verteilt, wobei insbesondere die im unteren Teil des Belebungsbeckens sich befindende Flüssigkeit nur ungenügend mit Sauerstoff versehen wird.
Ferner wird bei diesen bekannten Anordnungen die Geschwindigkeit der zu belüftenden Flüssigkeit an der Beckensohle so gering, dass sich Schlammablagerungen ergeben, was nach relativ kurzer Betriebszeit umständliche Reinigungsarbeiten zur Folge hat.
Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens das diese vorangehend aufgeführten Nachteile nicht aufweist.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man mittels einem als Kreisel ausgebildeten Oberflächenbelüfter eine Drallbewegung in der zu belüftenden Flüssigkeit sowie eine im oberen Bereich der Seitenwandungen des Beckens nach unten gerichtete Flüssigkeitsströmung erzeugt, und mittels mindestens einer weiteren Flüssigkeitsfördervorriohtung eine nach oben gegen die Ansaugöffnung des Kreisels gerichtete, die durch den Kreisel erzeugte Strömung unterstützende Zueatzströmung bewirkt, derart, dass eine einen Drall aufweisende,
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— ^5 ""
im Bereich der Beckenseitenwandung nach unten verlaufende Flüssigkeitsströmung erzeugt wird.. -,, .", , ,.;
Zur optimalen Umwälzung der zu belüftenden Flüssigkeit ist es vorteilhaft, wenn man mittels der weiteren Flüssigkeitsfördervorrichtung die umwälzende Flüssigkeit im Bereich der Beckensohle ansaugt.
Es ist zweckmässig, wenn man von einem Nachklärbecken herrührenden Belebtschlamm in den Mischungsbereich der unteren Flüssigkeitsfördervorrichtung einleitet. ·
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sie einen im Belebungsbecken angeordneten Oberflächenbelüfter zur Eintragung von Sauerstoff in die zu belüftende Flüssigkeit und mindestens eine weitere Flüssigkeitsfördervorrichtung, deren Austrittsöffnung gegen die Ansaugöffnung des Kreisels zu gerichtet ist, aufweist.
Es ist zweckmässig, wenn der als Kreisel ausgebildete Oberflächenbelüfter und die unterhalb demselben angeordnete weitere Flüssigkeitsfördervorrichtung über eine vertikal verlaufende Antriebswelle miteinander verbunden sind. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die vertikal verlaufendende Welle an ihrem unteren Ende mit einer dritten, vorzugsweise
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mengenveränderlichen Flüssigkeitsfördervorrichtung zur Beförderung von aus einem Nachklärbecken herrührenden Belebtschlamm in den Mischungsbereich der zweiten Flüssigkeitsfördervorrichtung verbunden ist.
Zur Vermeidung einer langen Antriebswelle kann es auch zweckmässig sein, dass Antriebsmittel vorgesehen sind, die die unterhalb dem Oberflächenbelüfter angeordnete weitere Flüssigkeitsfördervorrichtung unabhängig vom Oberflächenbelüfter antreiben. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Antriebsmittel mit einer dritten, vorzugsweise mengenveränderlichen Flüssigkeitsfördervorrichtung zur Beförderung von aus einem Nachklärbecken herrührenden Belebtschlamm in den Mischungsbereich der zweiten Flüssigkeitsfördervorrichtung verbunden sind·
Es ist ferner vorteilhaft, wenn die unterhalb dem Oberflächenbelüfter angeordnete zweite Flüssigkeitsfördervorrichtung mit verstellbaren Schaufeln zur Veränderung der Fördermenge versehen ist.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemässen
Einrichtung;
Fig. 2 einen Schnitt durch eine zweite beispielsweise
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Ausführungsform einer erfindungsgemässen Einrichtung - -und
Fig· 3 einen Schnitt durch eine dritte beispielsweise Ausführungsforra einer erfindungsgemässen Einrichtung.
In Figur 1 ist ein Schnitt durch ein Belebungsbecken 1 einer Kläranlage dargestellt, in dem ein als Kreisel ausgebildeter Oberflächenbelüfter 2 zur Erzeugung einer Drallbewegung in der zu belüftenden Flüssigkeit sowie einer im oberen Bereich der Seitenwandungen 5 des Beckens nach unten gerichteten Flüssigkeitsströmung angeordnet ist.
Zur Erzeugung einer nach oben gegen die Ansaugöffnung 4 des Kreisels 2 zu gerichteten, die durch den letzteren bewirkte Strömung unterstützenden Zusatzströmung ist unterhalb dem Kreisel 2 eine zweite Flüssigkeitsfördervorrichtung 5 angeordnet, deren Ansaugöffnung sich unterhalb der Mitte der Beckenhöhe befindet, um auch im unteren Teil des Beckens 1 eine genügend hohe Strömungsgeschwindigkeit zu erzielen, um zu verhindern, dass Schlammablagerungen auftreten.
Auf diese Weise wird eine einen Drall, aufweisende, im Dereich der Beckenseitenwandungen 3 nach unten gegen die Beckensohle 6 zu verlaufende Flüssigkeitsströmung erzielt.
Dn tiLv. AuuLrlLUiäiTnuuf, iUni /.wilton KLÜHuitfkeitofürdervorrichtung 5 nicht unmittelbar an die Ansaugöffnung 4
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BAD ORfOfNAL
-G-
des Kreisels 2 anschliesst, erfolgt eine zusätzliche Mischung der aus der Fördervorrichtung 5 austretenden und nach oben strömenden Flüssigkeit mit den dieser Strömung benachbarten Flüssigkeitsteilchen.
Der Belüftungskreisel 2 und die unterhalb demselben angeordnete zweite Flüssigkeitsfördervorrichtung 5 sind über eine vertikal verlaufende Antriebswelle 7 miteinander verbunden und derart ausgebildet, dass das mit dem Belüftungskreisel 2 verbundene Antriebsaggregat 8 zusammen mit der vertikal nach unten verlaufenden Welle 7 und den daran befestigten Schaufeln 9 der zweiten Flüssigkeitsfördervorrichtung 5 als eine Einheit nach oben demontiert werden können.
Zur vom Belüftungskreisel 2 unabhängigen Veränderung der Fördermenge der zweiten Flüssigkeitsfördervorrichtung 5 ist die letztere mit verstellbaren Schaufeln 9 versehen, die durch die Hohlwelle 7 hindurch verstellt werden können. Da die Austrittsöffnung der zweiten Flüssigkeitsfördervorrichtung 5 nicht unmittelbar an die Ansaugöffnung 4 des Belüftungskreisels 2 anschliesst, wird der Wirkungsgrad des letzteren bei einer Veränderung der Fördermenge der zweiten Flü^sigkeitsfördervorriohtung 5 nicht beeinflusst.
Die Flüssigkeitsfördervorrichtung 5 besteht aus an der Welle 7 verstellbar angeordneten Schaufeln 9» die von einem
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zylinderförmigen Ringteil 10 umgeben sind, so dass die Flüssigkeit in axialer Richtung von unten nach oben längs der Welle 7 befördert wird. Die Zuleitung 11 dient zur Zufuhr von reinem Sauerstoff oder einem Sauerstoffgeraisch, wie zum Beispiel Luft, in den Mischbereich der Flüssigkeitsfördervorrichtung 5·
Die vertikal verlaufende Welle 7 ist an ihrem unteren Ende mit einer in eine Zuleitung 12 hineinragenden, verstellbare Schaufeln aufweisenden Förderschraube 13 verbunden, welche zur Beförderung von aus einem Nachklärbecken herrührendem Belebtschlamm in den Mischungsbereich der zweiten Flüssigkeitsfördervorrichtung 5 dient. Da die Schaufeln der Förderschraube 1J> zum Beispiel über einen Servomotor verstellbar sind, kann die ■ gewünschte Menge des Rücklaufschlammes genau eingestellt werden. In die Zuleitung 12 mündet ferner noch;eine weitere Leitung 14 zur Zufuhr von reinem.Sauerstoff oder einem Sauerstoffgemisch, so dass der:sauerstoffarme Belebtschlamm noch vor dem Austritt aus der Zuleitung 12 mit Sauerstoff angereichert wird.
Der zentralsymmetrisch angeordnete Belüftungskreisel 2 verursacht eine geringe Drehung der im Belebungsbecken sich befindenden Flüssigkeit mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 25cm/sec. und bewirkt zusammen mit der Zirkulationsströmung eine drallförmige Bewegung der zu
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belüftende Flüssigkeit nach unten, wodui'ch der durch den Belüftungskreisel 2 und die Flüsüigkeitsfördervorrichtung 5 eingetragene Sauerstoff gründlich und gleichmässig mit der zu belüftenden Flüssigkeit vermischt und auf einem schraubenlinienförmigen Weg durch diese bewegt wird, so dass eine optimale Ausnutzung des eingetragenen Sauerstoffes erfolgt. Da bei dieser Anordnung eine relativ hohe Strömungsgeschwindigkeit am Boden des Belebungsbeckens 1 erzielt wird, kann keine unerwünschte Schlammablagerung auftreten.
Da auf diese Weise die einzelnen Luft- bzw. Sauerstoffblasen langer als bisher in der Flüssigkeit verweilen, da sie nicht fast senkrecht nur ein kurzes Teilstück der gesamten Beekenhöhe nach unten und dann wieder nach oben bewegt werden, erfolgt eine grössere und g3eichmässigere Eintragung von Sauerstoff in die Flüssigkeit als bisher.
Wenn reiner Sauerstoff verwendet wird, kann das Belebungsbecken 1 oben abgeschlossen sein, so dass eventuell aus der Flüssigkeitsoberfläche in den Raum 15 austretender Sauerstoff mittels dem Kreisel 2 wieder in die Flüssigkeit eingetragen wird.
Um den Unterhalt der Einrichtung möglichst einfach zu gestalten, ist das mit dem Belüftungskreisel 2 ver-
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bundene Antriebsaggregat 8 zusammen mit der vertikal nach unten verlaufenden Welle 7 und den daran befestigten Schaufeln 9 und 15 als eine Einheit nach oben demontierbar ausgebildet, so dass diese Einheit ohne Entleerung des Belebungsbeckens 1 herausgenommen oder ausgewechselt werden kann.
I>ie in Figur 2 dargestellte Einrichtung unterscheidet sich von der in Figur 1 gezeigten Einrichtung im Prinzip nur dadurch, dass die Flüssigkeitsfördervorrichtungen 5 und 15 unabhängig vom Belüftungskreisel 2 über einen Tauchmotor 16 angetrieben werden. Dadurch wird die relativ lange Antriebswelle 7 der in Figur 1 dargestellten Einrichtung überflüssig«
Um sicher zu sein, dass eine genügend starke Zirkulation der Flüssigkeit bis in den Bereich der Beckensohle 6 stattfindet, erstreckt sich der Ringteil 10 bis unmittelbar oberhalb der letzteren.
Die in Figur 3 dargestellte Einrichtung unterscheidet sich von der in Figur 1 gezeigten Einrichtung dadurch, dass die Flüssigkeitsfördervorriclitung 5 zur Vermeidung einer sehr langen Antriebswelle 7 unmittelbar unterhalb dem Kreisel 2 angeordnet ist. Auch hier sind die Schaufeln 9 von einem Ringteil 10 umgeben, der bewirkt, dass die Strömung in der Flüssigkeit den gewünschten Verlauf aufweist. Ohne den Ringtail 10 wurden die Schaufeln- 9 einen
JO JJ 8 i 0/OS1JO
gross en !Ceil der geförderten Flüssigkeit in radialer statt in axialer Richtung befördern, was eine ungeordnete Strömung im Behälter 1 zur Folge hätte.
»ι ι lJ /|) ', Ji)

Claims (1)

  1. - ii- 221630A
    PATENTANSPRÜCHE
    1*J Verfahren zur Eintragung und Umwälzung von Sauerstoff in eine in einem Belebungsbecken einer Kläranlage sieh befindenden Flüssigkeit, dadurch" gekennzeichneta dass man mittels einem als Kreisel ausgebildeten Oberflächenbelüfter eine Drallbewegung in der zu belüftenden Flüssigkeit sowie eine im oberen Bereich der Seitenwandungen des Beckens nach unten gerichtete Flüssigkeitsströmung erzeugt, und mittels mindestens ■ einer weiteren Flüssiekeitsfördervorrichtung eine nach oben gegen die Ansaugöffnung dee Kreisels ge·= richtete, die durch den lireisel erzeugte Strömung unterstützende Zusatzstrb'mung bewirkt, derart« dass eine einen Drall aufweisende, im Bereich der Becken«» seitenwandung nach unten verlaufende Üüssigkeits·· strömung erzeugt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man mittels der weiteren Flüssigkeitsfördervorrichtung die umzuwälzende Flüssigkeit im Bereich der Beckensohle ansaugt.
    5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 29 dadurch gekennzeichnet, dass man von einem Nachklärbecken herrührenden Belebtschlamm in den Mischungsbereich der unteren Flüößigkeitsfördervorrichtung- einleitet.
    3 ü 9 b 1 (J / ü I) 9 0
    ^. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man reinen Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch in den Mischungsbereich der unteren Flüssigkeitsfördervorrichtung einleitet.
    5· Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man den aus einem Nachklärbecken herrührenden Belebtschlamm vor der Mischung mit der zu belüftenden Flüssigkeit mit Sauerstoff anreichert.
    6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen im Belebungsbecken (l) angeordneten Oberflächenbelüfter (2) zur Eintragung von Sauerstoff in die 'zu belüftende Flüssigkeit und mindestens eine weitere Flüssigkeitsfördervorrichtung (5)t deren Austrittaöffnung gegen die AnoaugöffnungU) des Kreisels (2) zu gerichtet 1st, aufweist.
    7· Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der als Kreisel ausgebildete Oberflächenbelüfter (2) und die unterhalb demselben angeordnete weitere Flüssigkeitsfördervorrichtung (5) über eine vertikal verlaufende Antriebswelle (7) miteinander verbunden sind.
    30 9 B 10/05-9
    8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Antriebsmittel (l6) vorgesehen sind, die die unterhalb dem Oberflächenbelüfter (2) angeordnete weitere Flüssigkeitsfördervorrichtung (5) unabhängig vom Oberflächenbelüfter (2) antreiben.
    9· Einrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die unterhalb dem Oberflächenbelüfter (2) angeordnete zweite Flüssigkeitsfördervorrichtung (J)) mit verstellbaren Schaufeln (9) zur Veränderung der Fördermenge versehen ist.
    10. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikal verlaufende Welle (7) an ihrem unteren Ende mit einer dritten, vorzugsweise mengenveränderlichen Flüssigkeitsfördervorrichtung (15) zur Beförderung von aus einem Nachklärbecken her- ; rührenden Belebtschlamm in den Mischungsbereich der zweiten Flüssigkeitsfördervorrichtung (5) verbunden lab.
    11. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel (l6) mit einer dritten» vorzugsweise mengenveränderlichen FlUssigkeltsf federvorrichtung (13) zur Beförderung von aus einem Nachklärbecken herrührenden Belebtschlamm in den Mitiöhungabereich dor zweiten FlUsaigkoi-tQfürdervor.rlohbung (υ) Vnt'burninn nirtil*
    3098IÜ/0500 .
    12· Einrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Zuleitung (11) zur Zufuhr von reinem Sauerstoff oder eines Sauerstoff— gemisches in den Mischungsbereich der zweiten Flüssigkeitsfördervorrichtung (5) mündet·
    13· Einrichtung nach einem oder mehreren der voran- j> gehenden Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Flüssigkeitsfördervorrichtung (5) einen vertikal sich, erstreckenden rohrförmigen Mantelteil (10) zur Führung der durchlaufenden Flüssigkeit aufweist.
    14. Einrichtung nach Anspruch IJ, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugöffnung der zweiten Flüssigkeitsfördervorrichtung (5) sich unterhalb der Mitte der Beckenhöhe, vorzugsweise im Bereich der Beoken,-sohle (6), befindet.
    15· Einrichtung nach einem odor mehreren der vorangehenden Ansprüche 6 bis 14, dadurch gokenn-
    zeichnet, das» das Belobungsbecken (1) an seiner Oberseite voruchlosBön und mindestens eine Zuluifcung zur Zufuhr von reinem Sauaruboff oder oinea Sauerstoffgemiuohöö in den oberhalb dar PlUauigkoLfcaoberfläoho sich befindenden, Raiua (15) v-argeaofcan 3 0 1J B I ι) / U b ) Ü
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