DE3918307A1 - Flaechenbegaser - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flächenbegaser zum feinbla­ sigen Begasen einer in einem Becken vorhandenen Flüssigkeit, insbesondere Abwasser, mit einem im wesentlichen plattenförmigen Basiselement, mit einem flächigen, elastischen und Gasdurchtrittsöffnungen aufweisenden Begasungskörper und mit einer Gaszuführungsleitung, die in den Raum zwischen dem Basis­ element und dem Begasungskörper mündet, wobei der Begasungskörper einen Abstand von dem Basiselement aufweist oder sich dichtend an dieses anlegt, je nach dem Druck des Gases in dem Raum zwischen dem Begasungskörper und dem Basisele­ ment. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Einperlen von Gas in eine Flüssigkeit.

Ein entsprechender Flächenbegaser ist grundsätzlich der DE-PS 33 16 140 zu entnehmen. Dabei kann die Verbindung zwischen dem Begasungskörper und dem Basiselement dadurch erfolgen, daß der Rand des Basiselementes von einer Nut des Begasungskörpers in einem Umfang aufgenommen wird, daß ein Herausgleiten nicht erfolgt. Auch besteht die Möglichkeit, das Basiselement in bezug auf den Begasungskörper konvex auszubilden. Auch hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß auch nach einer hohen Anzahl von Betriebsstunden sichergestellt ist, daß der Begasungskörper dann dicht auf dem Basiselement aufliegt, wenn der Gasdruck geringer als der Flüssigkeitsdruck ist.

Durch die dringlich gewordene Forderung nach genereller Stick­ stoff-Elimination wird der Energie-Aufwand zur aeroben Abwas­ ser-Reinigung stark ansteigen. Deshalb muß - über die bisher übliche Flächenbelüftung hinaus die weitgehende Näherung an das vollflächendeckende "zarte" Hineinperlen der Luft im gesam­ ten Beckensohlenbereich angestrebt werden. Die lange Kontaktzeit der langsam und ohne Koaleszenz aufsteigenden Luftblasen ist Voraussetzung, um dem "idealen" Sauerstoff-Eintragswert mög­ lichst nahe zu kommen und um damit die erforderliche Luftmenge zu reduzieren.

Zum Erreichen dieses Ziels bietet der eingangs beschriebene Flächenbegaser nach der DE-PS 33 16 140 in seiner Grundlösung eine gute Ausgangsposition, da dieser verstopfungssicher und selbstschließend ist. Es bedarf keiner anfälligen Mechanismen wie Rückschlagventile. Vielmehr wird die Wölbung des Basiselementes genutzt, die der Rückstell-Bewegung des Begasungskörpers unabhängig davon, ob nach jahrelangem Wechselbetrieb noch eine Vorspannung wirkt, bei Druckabfall entgegenkommt. Der auch als Membran zu bezeichnende Begasungskörper legt sich deshalb nach unterbrochener Luftzufuhr wieder glatt auf das gewölbte Basisele­ ment an. Dieses bleibt stets trocken, d.h. es finden keine zu Verstopfungen führenden Bakterien-Einwanderungen statt.

Bei derzeit üblichen Flächenbelüftungen ganz allgemein werden die Basiselemente auf den fest auf dem Beckenboden installierten Gaszuführungsleitungen fixiert. Um einen gleichmäßigen Gasein­ trag sicherzustellen, muß gewährleistet sein, daß eine parallele Ausrichtung zur Flüssigkeitsoberfläche erfolgt. Andernfalls wür­ den sich Druckunterschiede ergeben, die zu unterschiedlichen Begasungen führen würden, so daß z.B. die aerobe Abwasser- Reinigung nicht im gewünschten, und insbesondere nicht im energetisch günstigen Umfang erfolgt. Entsprechende bisher gebräuchliche Installationen sind nicht nur nachteilig hinsichtlich der Montage, sondern auch eines Nachregulierens hinsichtlich der Niveauhöhe der einzelnen Basiselemente. Hierzu müssen z.B. bei Belüftungsbecken zur Abwasser-Reinigung viele hundert Lei­ tungsbefestigungen und tausend oder mehr Basiselemente pro Becken in äußerst zeitaufwendiger Weise sehr sorgfältig von zuverlässigen Personen installiert werden. Diese Arbeit ist beson­ ders deshalb sehr lästig, besonders zeitraubend und teuer, weil sie in hockender Stellung in einem Abstand von nur wenigen Zentimetern über dem als Montagefläche dienenden Beckenboden und bei allen bisher bekannten Vorrichtungen beidhändig ausge­ führt werden muß. Zudem muß nachträglich das Niveau der Luft-Austrittsfläche exakt entsprechend dem späteren, etwa 5 m höheren Abwasser-Niveau nachjustiert werden. Hierzu werden meist die Abwasserbecken mit Wasser bis mehrere Zentimeter über das Niveau der Luftaustrittsfläche als Vergleichsniveau gefüllt, so daß bei der Nachjustierung noch zu der Montageerschwernis die Notwendigkeit zur Arbeit im und teilweise unter Wasser hinzu­ kommt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es unter anderem, einen Flächenbegaser der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine problemlose Montage und Höhenverstellbarkeit möglich ist. Insbesondere soll ein gleichmäßiges vollflächiges Einperlen von Gas verwirklicht werden, und zwar weitgehend ohne bzw. ohne eine mehr als unwesentliche Umwälzung des Flüssigkeitsinhaltes, da durch Umwälzungen der Flüssigkeit unnötige Energieverluste auftreten würden. Auch soll die Möglichkeit geschaffen werden, den Abstand zwischen dem Basiselement und dem Beckenboden so gering wie möglich zu halten, so daß Schlammablagerungen unter­ halb der Begasungs-Einrichtung unterbleiben. Schließlich soll insbesondere bei in Draufsicht rechteckförmigen dicht bei dicht angeordneten Basiselementen ein einfaches Befestigen der Begasungskörper ohne hinderliche und nutzhöhevermindernde Montage-Bewegungen gewährleistet sein.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Gaszuführungsleitung in dem Becken durch das Basiselement fixiert ist, also nicht das Basiselement durch die Gaszuführungsleitung.

Abweichend vom Stand der Technik dienen die Basiselemente selbst als Befestigung für die Gaszuführungsleitungen. Hierdurch wird ein einfaches Montieren und Höhenverstellen der Basisele­ mente erreicht.

Um die Fixierung zu ermöglichen, muß das Basiselement ein Gewicht aufweisen, durch das auch bei Gaszuführung gewährlei­ stet ist, daß eine Unverrückbarkeit vorliegt. Alternativ besteht die Möglichkeit, das Basiselement mit Elementen, die das erforder­ liche Gewicht zur Verfügung stellen, lösbar zu verbinden, die selbst dazu bestimmt sind, um das Basiselement im gewünschten Abstand zum Beckenboden auszurichten. Dabei kann dieses Ele­ ment als weitgehend selbsthemmender flacher Keil ausgebildet sein, das mit einer der Oberseite des Keilelementes angepaßten von dem Basiselement ausgehenden Fläche wechselwirkt. Durch Verschieben des Basiselementes zum Keilelement bzw. umgekehrt kann folglich der Abstand zwischen Beckenboden und Basiselement verändert werden. Um sodann eine Fixierung vorzunehmen, kann eine Art Stiftverbindung zwischen dem Basiselement oder einem von diesem ausgehenden Abschnitt und dem Keilelement erfolgen. Dabei kann eine gerastete Verstellbarkeit durch Lochzuordnungen vorgenommen werden, die einer Noniuseinstellung entspricht.

Vorzugsweise wirkt das Basiselement oder ein von diesem ausge­ hender Abschnitt mit zwei zu beiden Seiten der Gaszuführungslei­ tung verlaufenden Keilelementen zusammen, die ihrerseits zumin­ dest bereichsweise die Gaszuführungsleitung umgeben. Dabei kann zwischen den Keilelementen und der Gaszuführungsleitung zusätz­ lich eine schwingungsdämpfende Schicht wie z.B. Schaumstoff angeordnet sein, um Vibrationen der Gaszuführungsleitung aufzu­ nehmen.

Nach einem weiteren hervorzuhebenden Vorschlag der Erfindung ist vorgesehen, daß die Gaszuführungsleitungen in an und für sich bekannter Weise von parallel zueinander verlaufenden Haupt­ gasleitungen ausgehen, wobei jedoch nebeneinanderliegende Gas­ zuführungsleitungen von unterschiedlichen Hauptgasleitungen mit Gas versorgbar sind. Die Gaszuführungsleitungen mit den Flächenbegasern sind folglich kammartig verzahnt, wobei aufein­ anderfolgende Stränge von unterschiedlichen Hauptgasleitungen versorgt werden.

Alternativ besteht die Möglichkeit, daß von einer Hauptgasleitung nicht zu einer Seite, sondern auch zu beiden Seiten entlang des Beckenbodens Gaszuführungsleitungen ausgehen, die derart zueinander beabstandet sein können, daß zwischen diesen von einer parallel verlaufenden Hauptgasleitung ausgehende weitere Gaszuführungsleitungen mit dem Begaser- bzw. Einperl-Elementen verlaufen. Auch so ergibt sich eine gewünschte Verzahnung.

Abweichend vom Stand der Technik ist des weiteren vorgesehen, daß die einzelnen Begaserelemente nicht von einer einzigen Geblä­ sestation versorgt werden, sondern in autarke Bereiche unterteilt werden, die von getrennten Gebläsen mit Gas beschickt werden. Durch eine entsprechende Ausrüstung ist eine schnelle Anpassung des Lufteintrages an den O₂-Bedarf möglich. Hierzu ist es selbst­ verständlich erforderlich, daß im Beckenbereich mehrere O₂-Meßstellen vorgesehen sind. Eine erfindungsgemäße ausgebil­ dete Begasungseinrichtung bzw. ein diese umfassendes Begasungssystem ist folglich trotz z.B. einer Beckenlänge von nicht selten über hundert Meter Länge an sich ändernde Gege­ benheiten schnell anpaßbar. Die Anpassung pendelt nicht wie bei den von einer zentralen Station beschickten Beckenanlage träge nach, was den Zuvielaufwand an Energie sehr deutlich reduziert.

In eigenerfinderischer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Basiselement in Draufsicht im wesentlichen eine rechteckförmige Geometrie aufweist, wobei die Oberseite symmetrisch zur Längs­ achse konvex ausgebildet ist. Es ergibt sich folglich eine schildförmige Struktur, wobei die Längsränder des Basiselementes in entsprechend zugeordneten Nuten des Begasungskörpers ein­ bringbar ist. Dabei ist der an der Unterseite des Basiselementes verlaufende Abschnitt der Nut des Begasungskörpers so groß gewählt, daß bei einer Relativbewegung zwischen Begasungskörper und Basiselement ein Herausrutschen des Randes des Basiselementes aus der Nut unmöglich ist.

In Stirnbereichen des Begasungskörpers ist dieser dichtend auf der Oberseite des Basiselementes aufliegend. Dies kann dadurch erfolgen, daß die Stirnbereiche des Begasungskörpers material­ verstärkt ausgebildet sind, wodurch dann, wenn der Begasungskörper auf dem Basiselement angeordnet ist, eine Spannung in den Randbereichen hervorgerufen wird, die ein dichtes Anliegen gewährleisten. Alternativ besteht die Möglichkeit, die Stirnbereiche mit einer Spannung hervorrufenden Elementen zu bewehren. Spiralfedern oder ähnliches sind denkbar. Als Alternative können die Stirnbereiche von Spannelementen umgeben sein, die ihrerseits mit den Basiselementen wechselwirken. Feder­ elemente oder ähnliches sind möglich.

Hervorzuheben ist des weiteren die Möglichkeit, daß der Begasungskörper in den Stirnbereichen im nicht montierten Zu­ stand eine geringere Breite als im Mittenbereich aufweist. Wird der Begasungskörper sodann auf das Basiselement aufgezogen, d.h., die Längsränder des Basiselementes in die Längsnuten des Begasungskörpers eingebracht, so erfolgt ein so starkes Spannen der Stirnbereiche des Begasungskörpers, daß sichergestellt ist, daß auch beim Dehnen des Begasungskörpers bei Gasbeaufschla­ gung zwischen Begasungskörper und Basiselement stets sicherge­ stellt ist, daß die Stirnbereiche dicht auf dem Basiselement auflie­ gen.

Andere Befestigungsmöglichkeiten sind selbstverständlich auch realisierbar. So können von den Stirnbereichen selbst Spannele­ mente ausgehen, die an dem Basiselement festlegbar sind.

Ein weiterer Vorschlag sieht vor, daß die Gasdurchtrittsöffnungen des Begasungskörpers durch Schlitzung oder Nadelung erzeugt sind. Hierdurch ist ein überaus feinperliges Erzeugen des abzu­ gebenden Gases möglich, wobei durch die Ausrichtung der Schlitze - wahlweise parallel oder senkrecht zur Längsachse des Basiselementes - eine weitere Regulierung erfolgen kann. Auch kann die Schlitzlänge im Mittenbereich des Begasungskörpers geringer als im Randbereich sein, um so der unterschiedlichen Ausdehnung des Begasungskörpers Rechnung zu tragen.

Ferner kann vorgesehen sein, daß der Begasungskörper im Be­ reich der Gasdurchtrittsöffnungen eine geringere Materialstärke als in den übrigen Bereichen aufweist. Hierdurch kann der Begasungskörper relativ eigensteif ausgebildet sein, ohne daß das Aufweiten der Gaszutrittsöffnungen selbst beeinträchtigt wird.

Nach einem eigenständigen Lösungsvorschlag ist das Basiselement mit der Gaszuführungsleitung über eine Steckverbindung verbun­ den. Hierzu weist das Basiselement einen von der Unterseite ausgehenden Hohlzapfen auf, der in eine entsprechende Ausnehmung der Gaszuführungsleitung einbringbar ist. Hierzu kann z.B. bei Metallausführung die Gaszuführungsleitung bei der Herstellung eingedrückte Bereiche aufweisen, in denen das einge­ drückte Material quasi ausgefranst in das Leitungsinnere hinein­ ragt. Sodann wird in die Öffnung ein Dichtungselement wie Gum­ mihohlstopfen eingedrückt, in den seinerseits der von dem Basis­ element ausgehende Zapfen eingesteckt wird. Es ergibt sich folglich eine Art Steck-Quetsch-Verbindung, wobei zum Erzeugen der erforderlichen Dichtheit sich die Bohrung in dem Gummizapfen von außen nach innen verjüngt, so daß beim Einbringen des von dem Basiselement ausgehenden Zapfen eine radial nach außen gerichtete Kraft hervorgerufen wird, die bewirkt, daß das ausge­ franste Gaszuführungsleitungsmaterial mit dem Gummihohlzapfen sichernd wechselwirkt.

Bei einer Ausführung der Leitungen in den derzeit üblichen Kunststoffmaterialien ist die Wirkung der "Ausfransung" in ähn­ licher Weise erreichbar, nämlich durch entsprechende Formgebung des infolge der Rohrwandungsstärke ziemlich langen Lochzylinders und/oder durch dessen Verlängerung mittels einer kraftschlüssig verbundenen Ringverstärkung.

Andere Verbindungen sind gleichfalls möglich. So kann die Gas­ anschlußleitung abschnittsweise in den Basiskörper mit beliebigem Querschnitt eingeformt sein. Durch elastisches Hintereinanderkup­ peln der eingeformten Leitungsabschnitte wird die Gaszuführung zusammengesetzt. Folglich kann die Verbindung am Ende oder außerhalb der Basiselemente mit längenveränderlichen auf eine Maximallänge fixierbaren Verbindungselementen erfolgen, wodurch ebenfalls eine Montagevereinfachung erreicht wird.

Weitere Verbindungsmöglichkeiten sind gleichfalls möglich. So kann von dem Basiselement ein T-förmiges Anschlußstück ausge­ hen, das mit Abschnitten der Gaszuführungsleitungen verbindbar ist. Folglich kann die Verbindung außerhalb der Basiselemente erfolgen, wodurch eine Montagevereinfachung erfolgt.

Um den Gaseintrag in die Flüssigkeit auch bei zeitweilig aus wirtschaftlichen Gründen überhöhter Gasmenge gleichmäßig zu gestalten, kann oberhalb des Begasungskörpers ein Blasen­ schwarmverteiler, der z.B. eine spitze V-Form mit oder ohne Durchbrechungen aufweist, angeordnet sein. Er wirkt ähnlich wie ein Spoiler und zwingt die Blasen zu einem längeren Verweilen in der Flüssigkeit.

Durch die erfindungsgemäße Lehre wird folglich der Vorteil erzielt, daß die Basiselemente in einfachster Weise installiert werden können, wobei die Gaszuführungsleitungen selbst quasi frei beweglich verlaufen können. Es kann eine individuelle Anpas­ sung eines jeden Basiselementes an die gewünschte Höhe erfolgen. Das Verbinden zwischen dem Basiselement und der Gaszufüh­ rungsleitung erfolgt dabei vorzugsweise über Steck- bzw. Steck/Quetschverbindungen, die überaus montagefreundlich sind. Da die Höhenverstellung der Basiselemente nicht über die Gaszu­ führungsleitungen, sondern durch erste selbst erfolgt, kann der Abstand zwischen den Basiselementen und dem Beckenboden sehr gering gewählt werden. Hierdurch bedingt werden Schlammablage­ rungen am Beckenboden weitgehend vermieden.

Ferner ist der Vorteil gegeben, daß insbesondere durch dieses möglichst tiefe Luftzugabeniveau möglichst die gesamte Füllhöhe für den Sauerstoffaustausch genutzt werden kann. Eine er­ wünschte hohe nutzbare Füllhöhe, die tagtäglich Betriebskosten spart, braucht bei Anwendung der erfindungsgemäßen Lösungen nicht durch eine oft mit außerordentlich teurer Grundwasserhal­ tung für eine tiefe Beckensohle erkauft zu werden. Schließlich soll durch die Schildform der Basiselemente eine quasi flächendeckende Begasung erfolgen, die bewirkt, daß die Flüssig­ keit keiner Wälzbewegung unterworfen wird. Auch erfolgt ein "Bündeln" der aufsteigenden Blasen im Bereich der Basiselemente nicht, da für die Blasen - im Gegensatz zu in bekannter Weise horizontal angeordneten rohr- bzw. kerzenförmigen Begasungselementen - eine Führungsfläche fehlt.

Das durch die Pressung erhitzte Gas wird in der Flüssigkeit abgekühlt und scheidet Kondenswasser aus, das sich am Ende der Gaszuführungsleitungen in einem nach unten zeigenden Trichter sammelt. Das Trichterrohr führt nach oben bis wenige Zentimeter über den Wasserspiegel. Das Gas stößt am Ende der Leitung auf die große Fläche des Trichters und drückt das Kondenswasser durch die kleine Trichteröffnung und durch die anschließende ebenso klein dimensionierte Leitung nach aus.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung erge­ ben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entneh­ menden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt eines Belüftungsbeckens im Bodenbereich,

Fig. 2 eine Draufsicht des Beckens nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung entlang der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 eine Prinzipdarstellung eines Belüfters mit Gaszuführungsleitung im Schnitt,

Fig. 5 eine Ausgestaltung eines Belüfters im Ausschnitt,

Fig. 6 eine Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Belüfters,

Fig. 7 Schnittdarstellungen eines Belüfters im Stirnbereich,

Fig. 8 im Ausschnitt ein Belüfter in Draufsicht,

Fig. 9 eine Ausführungsform einer Fixierung des Belüfters,

Fig. 10 eine Ansicht Y entlang des Pfeiles in Fig. 9,

Fig. 11 eine bevorzugte Ausführungsform eines höheneinstellbaren Belüfters mit Gaszuführungsleitung im Schnitt,

Fig. 12 im Ausschnitt ein Belüfter mit T-Stück,

Fig. 13 eine Ausführungsform einer Gasbeaufschlagungsmöglichkeit von in Reihen angeord­ neten Belüftern,

Fig. 14 eine weitere Ausführungsform eines Belüfters mit Gasverteiler und

Fig. 15 eine Ausführungsform einer Gaszuführung.

In einem in den Fig. 1 bis 3 im Ausschnitt dargestellten Belüf­ tungsbecken (10) sind im Bodenbereich Belüfter (12) angeordnet, die über eine Gaszuführungsleitung (14) mit Gas versorgbar sind. Die Gaszuführungsleitung (14) geht von einer Hauptgasleitung (16) aus, die ihrerseits über eine Leitung (18) mit Gas versorg­ bar ist, das von einem nicht dargestellten Gebläse stammt.

Die einzelnen Belüfter (12) weisen in Draufsicht eine Rechteck­ form auf, wobei, wie die Schnittdarstellung der Fig. 3 zeigt, die Oberseite des Belüfters (12) konvex gekrümmt ist.

Jeder Belüfter (12) besteht aus einem erwähntermaßen schildför­ migen Basiselement (20) und einem über dieses sich erstreckenden mit nicht dargestellten Gasdurchtrittsöffnungen versehenen Begasungskörper (22), der auf geeignete Weise mit dem Basisele­ ment (20) verbunden ist. In der Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß zwischen Basiselement und dem Begasungskörper eine Gasverteilung z.B. dadurch erfolgt, daß Kanäle zu verschiedenen Punkten auf der Oberfläche des Basiselementes führen.

Die Längsränder (24) und (26) des Begasungskörpers (22) kön­ nen Längsnuten (28) und (30) aufweisen, in die die Längsränder (32) und (34) des Basiselementes (20) eindringen. Dabei ist der an der Unterseite des Basiselementes verlaufende Abschnitt (36) bzw. (38) der Nut (28) bzw. (30) so geformt, daß bei einer Relativbewegung zwischen Begasungskörper (22) und Basiselement (20) ein Herausrutschen des Randes (32) bzw. (34) des Basisele­ mentes (20) aus der Nut (28) bzw. (30) unmöglich ist. Diese Relativbewegung wird dadurch hervorgerufen, daß über die Gaszuführungsleitung (14) Gas in dem Raum zwischen dem Basis­ element (20) und dem Begasungskörper (22) eingeleitet wird. Dies soll durch die Pfeildarstellung in Fig. 4 verdeutlicht werden.

Als alternative Befestigungsmöglichkeit zwischen dem Begasungskörper (22) und dem Basiselement (20) ist nach Fig. 5 vorgesehen, daß der Längsrand (34) des Basiselementes (20) eine Längsnut (40) aufweist, in die ein Randabschnitt (42) des Begasungskörpers (22) eingreift.

Um sicherzustellen, daß der Begasungskörper (22) in seinen Stirnbereichen (44) und (46) dicht auf der zu diesem konvex ausgebildeten Basiselementenfläche aufliegt, können unterschied­ lichste Maßnahmen getroffen werden. So soll durch den linken Teil der Fig. 7 dargestellt werden, daß der Stirnbereich (44) des Begasungskörpers (22) eine Materialverstärkung aufweist, die eine Spannung derart hervorruft, daß auch bei Gasbeaufschlagung des zwischen Begasungskörper (22) und Basiselement (20) vorhan­ denen Raums ein Abheben des Begasungskörpers (22) im Stirnbe­ reich (44) nicht erfolgen kann.

Alternativ besteht gemäß der rechten Darstellung in Fig. 7 die Möglichkeit, daß der Stirnbereich (44) von einem Spannelement (48) umfaßt ist, daß seinerseits an dem Basiselement (20) festge­ legt ist. Dieses Spannelement (48) kann dabei gleichfalls aus elastischem Material bestehen. Ein blatt- oder spiralförmig oder sonstwie gestaltetes Federelement oder ähnliches ist gleichfalls möglich.

Ferner kann auch der Stirnbereich (44), (46) des Begasungskörpers (22) mit einem eine Spannung hervorrufenden Material z.B. einer Spiralfeder bewehrt sein, durch die ein Druck des Begasungskörpers (22) in Richtung auf das Basiselement (20) hervorgerufen wird.

Denkbar ist auch, daß von den Stirnbereichen (44), (46) seitlich umschließende Befestigungselemente ausgehen, die an der Unter­ seite des Basiselementes (20) lösbar festlegbar sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform, durch die sichergestellt ist, daß der Begasungskörper (22) in seinen Stirnbereichen (44) und (46) dicht auf dem Basiselement (20) aufliegt, ist der Fig. 8 zu entnehmen. So weist der Basiskörper (22) im entspannten Zustand in seinen Stirnbereichen (44), (46) eine geringere Breite und nötigenfalls eine höhere Materialstärke als im Mittenbereich auf. Wird nun der Begasungskörper (22) auf das Basiselement (20) aufgezogen, in dem dessen Längsränder in die Längsnuten des Begasungskörpers (22) eingebracht werden, so erfolgt eine Dehnung der Stirnbereiche (44) und (46) in einem Umfang, daß stets eine Spannung hervorrufen wird, die ein sicheres Abdichten zwischen Begasungskörper (22) und Basiselement (20) in den Stirnbereichen (44) und (46) gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird die Gaszuführungsleitung (14) an dem Belüfter (12) fixiert. Dies bedeutet, daß der Belüfter (12) selbst oder mit diesen zu verbindende Elemente ein Gewicht aufweisen müssen, das größer als der Auftrieb ist. Gleichzeitig soll sicher­ gestellt sein, daß eine Höhenverstellbarkeit der Belüfter zum Beckenboden (50) problemlos erfolgen kann. Um letzteres zu ermöglichen, ist gemäß der Ausführungsformen nach den Fig. 9 bis 11 ein keilförmiges Element (52) bzw. (54) vorgesehen, das auf dem Beckenboden (50) aufgesetzt ist. Die Oberseite (56) des Keilelementes (52) verläuft schräg, schneidet also die Horizontale in einem bestimmten Winkel. Auf diese Fläche (56) stützt sich eine Fläche (58) eines von dem Belüfter (12) ausgehenden Elementes (60) ab. Wird nun das Keilelement (52) zu dem Element (60) verschoben, so gleiten die Flächen (56) und (58) dergestalt aufeinander, daß der Abstand zwischen dem Belüfter (12) und dem Beckenboden (50) vergrößert oder verkleinert wird. Dabei können die Flächen (56) und (58) gegebenenfalls strukturiert wie z.B. mit Noppen versehen sein, um ein unkontrolliertes Verrut­ schen auszuschließen. Auch kann in nicht dargestellterweise eine Verstiftung zwischen dem Keilelement (52) und dem von dem Belüfter (12) ausgehenden Element (60) oder einem von diesem abragenden Abschnitt erfolgen, um so die gewünschte Lagefixie­ rung zu gewährleisten. Diese Verstiftung kann über eine Lochan­ ordnung erfolgen, die einer Noniusaufteilung entspricht. Bei einer entsprechenden Maßnahme, z.B. Stifte als Kerbstifte, ist es nicht zwingend erforderlich, daß das Gewicht des Basiselementes (20) größer als der Auftrieb des Belüfters und der Gaszuführungslei­ tung (14) ist. Vielmehr muß nur dann das Keilelement (52) bzw. (54) das erforderliche Gewicht zur Verfügung stellen.

Wie die Fig. 11 zeigt, wirken vorzugsweise zwei Keilelemente (52) und (54) mit entsprechenden von dem Basiselement (20) ausge­ henden Elementen (60) und (62) zusammen. Diese umgeben dann bereichsweise das Rohr (14), wobei zwischen den Keilelementen (52) und (54) und dem Rohr (40) eine schwingungsabsorbierende Schicht (64) z.B. aus Schaumstoff vorgesehen ist, um Vibrations­ übertragungen zwischen Basiselement und Gaszuführungsleitung (14) zu absorbieren.

Erfindungsgemäß ist des weiteren vorgesehen, daß die Verbin­ dung zwischen dem Belüfter (12), also dem Basiselement (20), und der Gaszuführungsleitung (14) über eine Art Steck-Quetsch­ verbindung erfolgt. Hierzu geht von dem Basiselement (20) ein Hohlzapfen (66) aus, der in einen etwas weicheren Hohlstopfen (68) einbringbar ist, der seinerseits wiederum eine Öffnung (70) in der Gaszuführungsleitung (14) ausfüllt. Dabei ist die Öffnung (70) durch Eindrücken des Rohrmaterials erzeugt, so daß die nach innen ragenden Abschnitte quasi ausgefranst sind. Die Dichtigkeit wird nun dadurch hervorgerufen, daß der Hohlstopfen (68) die Öffnung verschließt und mit den nach innen ragenden Rohrausfransungen dann in einem gewissen Umfang wechselwirkt, wenn der Hohlzapfen (60) eingebracht ist. Dabei ist vorzugsweise die Durchbrechung in dem Hohlstopfen (68) nach innen verjün­ gend ausgebildet, wohingegen die Außenform des Hohlzapfens (66) Zylinderform aufweisen kann. Beim Montieren der Belüfter (12) ist es dann nur noch erforderlich, daß die Hohlzapfen (66) in die Hohlstopfen (68) eingedrückt werden, wobei gegebenenfalls eine gerastete Verbindung erfolgen kann. Der Hohlstopfen (68) kann dabei wie eine sich wieder einschnürende Dichtung ausgebildet sein, die die Rohröffnung verschließt, wenn der Hohlzapfen (66) aus dem Hohlstopfen (68) entfernt ist. Die Höhenverstellbarkeit selbst erfolgt über die Keilelemente (52) und (54) und den zuge­ ordneten, von dem Basiselement (20) ausgehenden Abschnitten (60) und (62). Andere Möglichkeiten sind selbstverständlich auch möglich. Ausschlaggebend ist jedoch, daß die Lage des Basisele­ mentes (20) nicht durch die der Gaszuführungsleitung (14) be­ stimmt ist. Vielmehr wird diese durch das Basiselement (20) selbst fixiert.

Der Fig. 12 ist eine alternative Verbindungsart zu entnehmen. So geht von dem Basiselement (20) des Belüfters ein T- Anschlußstück (72) aus, das über Anschlußverbindungsstücke (74) und (76) mit Abschnitten der Gaszuführungsleitung verbun­ den werden kann. Auch hierdurch ist eine Montagevereinfachung gegeben.

Um eine einfache und insbesondere schnelle Regulierung des Sauerstoffeintrages in die zu reinigende Flüssigkeit zu ermögli­ chen, sind die Belüfter in Bereiche aufgeteilt, die unabhängig voneinander mit Gas versorgbar ist. Eine diesen Vorschlag reali­ sierende Ausführungsform ist der Fig. 13 zu entnehmen. So werden parallel zueinander verlaufende Hauptgasleitungen (74) und (76) unabhängig voneinander mit Gas versorgt, das z.B. von Unterwassereinzelgebläsen stammt.

Von den Hauptgasleitungen (74) und (76) gehen nun Gaszufüh­ rungsleitungen mit aufgereihten Belüftern dergestalt aus, daß eine Art Verzahnung, also ein kammartiges Inandergreifen erfolgt. So gehen die Gaszuführungsleitungen (78) und (80) von der Hauptgasleitung (74) aus, wohingegen die dazwischen liegende Gaszuführungsleitung (82) mit der Hauptgasleitung (76) verbun­ den ist. Die alternierende Verbindung setzt sich selbstverständ­ lich fort. Auch besteht die Möglichkeit, daß bei Vorhandensein von mehr als zwei Hauptgasleitungen (74) und (76) zu beiden Seiten von diesen Gaszuführungsleitungen ausgehen, wobei selbstverständlich dann auch eine Verzahnung mit Gaszufüh­ rungsleitungen und Begasern der angrenzenden Hauptgasleitungen erfolgen kann.

Dadurch ist ein Einperlen von Luft im gewünschten Umfang mög­ lich, wobei ergänzend dadurch eine Variierung erfolgen kann, daß die Drehzahl der Gebläse variiert wird.

Durch die erfindungsgemäße schildförmige Ausbildung der Basis­ elemente (20) ergibt sich eine flächige Abdeckung des Beckenbo­ dens (50), so daß infolgedessen auch die unerwünschte Umwäl­ zung der zu begasenden Flüssigkeit unterbleibt. Die Begasung erfolgt quasi in einer stehenden Flüssigkeit. Der Abstand zwi­ schen dem Beckenboden (50) und den Belüftern (12) kann durch die zuvor ausführlich geschilderten konstruktiven Maßnahmen überaus gering gewählt werden, so daß Schlammablagerungen im Umfeld der Basiselemente (20) mit Keilelementen (52) und (54) ausgeschlossen sind. Das Aufsteigen der Gasblasen erfolgt auch gleichmäßig, da diese keine Möglichkeiten finden, entlang der Begaseroberfläche geführt zu werden, wie es z.B. bei horizontal angeordneten rohr- oder kerzenförmigen Begasern der Fall ist.

In Fig. 14 ist oberhalb des Belüfters (12) ein Blasenschwarmver­ teiler (84) mit V-förmiger Geometrie dargestellt, der dann zum Einsatz gelangen kann, wenn eine höhere Verweilzeit der Gasbla­ sen in der Flüssigkeit gewünscht wird.

Ein weiterer Vorschlag sieht vor, daß die Zuführung des Gases nicht über oberhalb des Beckenbodens verlaufende Leitungen erfolgt. So ist nach Fig. 15 ein aus Hohlkammern (88), (90) bestehendes Gaszuführungssystem nach Art einer altrömischen Warmluftheizung vorgesehen, das mittels verlorener Schalungsteile leicht und preiswert innerhalb des Beckenbodens (86) herstellbar ist. Die durch die Hohlkammern erzeugte Erhöhung der Stärke der Beckenbodenplatte bringt statische Verbesserungen, die einen eventuellen geringen Mehrpreis durch die Hohlkammernherstellung aufwiegt. Die Belüfter (12) werden über etwa zylindrische Durch­ brüche (92), (94) angeschlossen; letztere haben durch ihre Betonrauhigkeit etwa die Wirkung wie die "ausgefranste" Öffnung (70). Das Rohrsystem entfällt. In diesem Fall ist es nicht erfor­ derlich, daß schildförmige Basiselemente (20) verwendet werden. Denn deren Anwendungszweck besteht in dem gravierenden Vor­ teil, daß die Gaszufuhrleitung zumindest bereichsweise innerhalb der konkaven Unterseite des Basiselementes verläuft. Dadurch ergibt sich nämlich die bereits nachdrücklich hervorgehobene Abstandsverringerung zwischen Beckenboden und Oberseite der Basiselemente. Dieser gering verbleibende Abstand kann zusätz­ lich mit den Keilelementen ausgefüllt werden, um sicherzustellen, daß unterhalb der Basiselemente kein Raum für Schlammablage­ rungen existiert.

Bei Verwendung der Hohlkammern als Gaszuführungssystem kön­ nen somit sehr flache Belüfterformen gewählt werden. Die Höhen­ verstellbarkeit erfolgt wegen des Wegfalles der Rohrleitungen am einfachsten mittels rundgewindeähnlich geformter Hohlzapfen (66). Diese werden in einer solchen Länge benutzt, die nötig ist, um die selbsthemmende Steigung der Keilelemente (52), (54), (60), (62) auf den Hohlzapfen (66) zu übertragen. Über diese rundgewindeähnlichen Schrägen wird der Hohlzapfen (66) in den etwas weicheren Hohlstopfen (68) höhenveränderlich einge­ schraubt. Dies kann durch Weiter- oder durch Zurückdrehen für die Höheneinstellung genutzt werden. Wenn infolge baulicher Ungenauigkeiten oder aus anderen Gründen keine sehr genaue Höheneinstellung sinnvoll ist, kann das "Gewinde" auch durch eine billiger herstellbare schlauchtüllenähnliche Form ersetzt werden.

Bei den vorstehend erwähnten Umständen bietet sich an, statt der in Draufsicht rechteckigen schildartigen Belüfterform nunmehr eine zentralsymmetrische Form, vorzugsweise die Kreisform zu wählen. Die quasi vollflächende Abdeckung der gesamten Boden­ fläche wird durch Anordnung zentralsymmetrischer Belüfter in den Abständen entsprechend eines gleichschenkligen Dreiecks und durch eine eventuell vertiefte Anordnung in Betonbodenausnehmungen begünstigt. Die Ausnehmungen sollten so tief sein, daß die Oberkante der fertig einjustierten Belüfter (12) unterhalb des Niveaus der eigentlichen Beckensohle liegen, auch wenn diese nur noch aus schmalen Zwischenstücken zwischen den Ausnehmungen besteht. Denn während der Montage wären Bohlen-Laufwege über die Belüfter hinweg arbeitserleichternd und damit arbeitskostensparend.

Claims (30)

1. Flächenbegaser zum feinblasigen Begasen einer in einem Becken vorhandenen Flüssigkeit, insbesondere Abwasser, mit einem im wesentlichen plattenförmigen Basiselement, mit einem flächigen, elastischen und Gasdurchtrittsöffnungen aufwei­ senden Begasungskörper und mit einer Gaszuführungslei­ tung, die in den Raum zwischen dem Basiselement und dem Begasungskörper mündet, wobei der Begasungskörper einen Abstand von dem Basiselement aufweist oder sich dichtend an dieses anlegt, je nach dem Druck des Gases in dem Raum zwischen dem Begasungskörper und dem Basiselement, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszuführungsleitung (14) in dem Becken durch das Basiselement fixiert ist.

2. Flächenbegaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Basiselement (20) zu dessen Höhenverstellbarkeit mit einem auf dem Beckenboden (50) liegenden Keilelement (52, 54) zusammenwirkt.

3. Flächenbegaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Basiselement (20) zugewandte Fläche (56) des Keilelementes (52) zur Horizontalen geneigt ist und daß von dem Basiselement eine der zugewandten Fläche des Keilele­ mentes angepaßte Fläche (58) ausgeht.

4. Flächenbegaser nach zumindest Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Keilelement (52, 54) zumindest bereichsweise die Gaszuführungsleitung (14) umgibt.

5. Flächenbegaser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszuführungsleitung (14) im Bereich eines Basisele­ mentes (20) zwischen zwei Keilelementen (52, 54) verläuft, wobei gegebenenfalls zwischen diesen eine Schwingungsab­ sorbtionsschicht (44) wie Schaumstoff angeordnet ist.

6. Flächenbegaser nach zumindest Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausrichtung des Basiselementes (20) in bezug auf das Keilelement (52, 54) eine vorzugsweise noniusartige Verstiftung vorgesehen ist.

7. Flächenbegaser nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszuführungsleitungen (78, 80, 82) von parallel zueinander verlaufenden Hauptgasleitungen (74, 76) ausge­ hen, wobei nebeneinanderliegende Gaszuführungsleitungen (78, 82/82, 80) von unterschiedlichen Hauptgasleitungen mit Gas versorgbar sind.

8. Flächenbegaser nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zu beiden Seiten der Hauptgasleitung entlang des Beckenbodens (50) Gaszuführungsleitungen erstrecken.

9. Flächenbegaser nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptgasleitungen (18, 74, 76) bzw. Gaszuführungs­ leitungen (14, 78, 80, 82) in autark mit Gas versorgbare Einzelbereiche aufgeteilt sind.

10. Flächenbegaser nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasversorgung über Einzelgebläse erfolgt.

11. Flächenbegaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Basiselement (20) schildförmig ausgebildet ist.

12. Flächenbegaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Basiselement (20) in Draufsicht eine Rechteckform aufweist, wobei die Oberseite konvex ausgebildet ist.

13. Flächenbegaser nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsränder (32, 34) des Basiselementes (20) von in entsprechend zugeordneten Nuten (28, 30) des Begasungs­ körpers (22) einbringbar sind, wobei der an der Unterseite des Basiselementes verlaufende Abschnitt (36, 38) der Nut des Begasungskörpers so groß gewählt ist, daß bei einer Relativbewegung zwischen Begasungskörper und Basiselement ein Herausrutschen des Randes des Basiselementes aus der Nut unmöglich ist, und daß der Begasungskörper in seinen Stirnbereichen (44, 46) dicht auf der Oberseite des Basisele­ mentes aufliegt.

14. Flächenbegaser nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsränder des Basiselementes (20) mit Längsnuten versehen sind, in die die freien Ränder des Begasungskör­ pers (22) festgelegt sind.

15. Flächenbegaser nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Begasungskörper (22) in seinen Stirnbereichen (44, 46) materialverstärkt oder mit einer eine Spannung hervor­ rufenden Bewehrung versehen ist.

16. Flächenbegaser nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß entlang des Stirnbereichs (44, 46) ein mit dem Basisele­ ment (20) wechselwirkendes Klemmelement verläuft.

17. Flächenbegaser nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Basiselement (20) entfernte Begasungs­ körper (22) in seinen Stirnbereichen (44) eine geringere Breite als im Mittenbereich aufweist.

18. Flächenbegaser nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdurchtrittsöffnungen des Begasungskörpers (22) durch Schlitzung oder Nadelung erzeugt sind.

19. Flächenbegaser nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Begasungskörper (22) im Bereich der Gasdurch­ trittsöffnungen eine geringere Materialstärke als in den übrigen Bereichen aufweist.

20. Flächenbegaser vorzugsweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Basiselement (20) mit der Gaszuführungsleitung (14) über eine Steck-Quetsch-Verbindung (66, 68, 70) verbunden ist.

21. Flächenbegaser nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Basiselement (20) ein T-förmiges Anschlußstück (72) zum Verbinden mit Abschnitten der Gaszuführungsleitung aufweist.

22. Flächenbegaser nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Begasungskörper (22) ein Gasschwarmverteiler (84) verläuft.

23. Flächenbegaser nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasschwarmverteiler (84) V-förmig ausgebildet ist.

24. Flächenbegaser nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Basiselement (20) eine konkav ausgebildete Unter­ seite aufweist, die zumindest bereichsweise die Gaszufüh­ rungsleitung umgibt.

25. Flächenbegaser nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen dem Basiselement (20) und dem Beckenboden (50) weitgehend von den Keilelementen (52, 54, 60, 62) ausgefüllt ist.

26. Verfahren zum Einperlen von Gas in eine Flüssigkeit wie Abwasser mit einer Vielzahl von im Bodenbereich der Flüs­ sigkeit angeordneten Flächenbegasern, die mit Gas beauf­ schlagt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenbereich im wesentlichen vollflächig begast wird und daß verschiedene Flächenbegaser von getrennten Geblä­ sen mit Gas versorgt werden.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenbereich in eine Vielzahl von von den ge­ trennten Gebläsen versorgten Flächenbegasern aufgeteilten Bereichen untergliedert wird.

28. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 26 und 27, dadurch gekennzeichnet, daß nebeneinanderliegende Flächenbegaser von getrennten Gebläsen mit Gas versorgt werden.

29. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas den Flächenbegasern über im Beckenboden angeordnete Hohlkammern zuführt wird.

30. Verfahren nach vorzugsweise einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Einperlen des Gases im wesentlichen unter Vermei­ dung eines Umwälzens der Flüssigkeit erfolgt.