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DE2006313A1 - Device for gassing liquids below the surface - Google Patents

Device for gassing liquids below the surface

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Publication number
DE2006313A1
DE2006313A1 DE19702006313 DE2006313A DE2006313A1 DE 2006313 A1 DE2006313 A1 DE 2006313A1 DE 19702006313 DE19702006313 DE 19702006313 DE 2006313 A DE2006313 A DE 2006313A DE 2006313 A1 DE2006313 A1 DE 2006313A1
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DE
Germany
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liquid
disk
disc
gas
ribs
Prior art date
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Pending
Application number
DE19702006313
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German (de)
Inventor
Klaus Peter. 4132 Kamp Lint fort; Süße Wilhelm. Dr Ing. 4150 Krefeld David
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fried Krupp AG
Original Assignee
Fried Krupp AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Fried Krupp AG filed Critical Fried Krupp AG
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Priority to BE762233A priority patent/BE762233A/en
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Priority to GB2154071A priority patent/GB1294624A/en
Pending legal-status Critical Current

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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
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    • C02F3/20—Activated sludge processes using diffusers
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Begasen von Flüssigkeiten unterhalb der Oberfläche, bei der ein um eine vertikale Achse rotierender Rotationskörper Flüssigkeit radial beschleunigt und durch eine an dem Rotationskörper angeordnete Zuleitung Gas ansaugt und mit der Flüssigkeit vermischt.The invention relates to a device for gassing liquids below the surface, in which a rotary body rotating about a vertical axis accelerates liquid radially and sucks in gas through a feed line arranged on the rotary body and mixes it with the liquid.

Von besonderer Bedeutung sind derartige Vorrichtungen zur Begasung bei der Abwasser-Aufbereitung, bei der beispielsweise der Eintrag von Sauerstoff in Wasser eines der wichtigsten Probleme darstellt. Als weitere wichtige Anwendungsgebiete kommen die Teich- und Flusswasserbelüftung sowie das Gebiet der Flotation in Frage.Such devices for gassing are of particular importance in wastewater treatment, in which, for example, the entry of oxygen into water is one of the most important problems. Pond and river water aeration as well as the area of flotation are other important areas of application.

Die bisher bekannten Vorrichtungen zur Begasung von Flüssigkeiten unterhalb der Oberfläche mit Hilfe rotierender Körper und der im Zentrum hervorgerufenen Saugwirkung besitzen einen äußerst komplizierten konstruktiven Aufbau. So erfolgt die radiale Flüssigkeitsbeschleunigung meist durch einen einem offenen oder geschlossenen Pumpenrad ähnlich gestalteten rotierenden Rührkörper. Ferner sind für das anzusaugende Gas besondere Ansaugleitungen an der Beschleunigungsstrecke der Flüssigkeit anzubringen.The previously known devices for gassing liquids below the surface with the aid of rotating bodies and the suction effect created in the center have an extremely complicated structural design. For example, the radial acceleration of the liquid is usually carried out by a rotating agitator designed similar to an open or closed pump impeller. Furthermore, special suction lines for the gas to be sucked in must be attached to the acceleration section of the liquid.

Zudem sind auch Vorrichtungen bekannt, bei denen einem unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche angeordneten Rührer über Zuleitungen komprimierte Gase zugeführt werden. Diese werden dann durch den sich drehenden Rührer in feine Blasen zerschlagen. Hierbei ist die Ausbildung des Rührers wiederum sehr kompliziert und der erforderliche Energiebedarf relativ hoch.In addition, devices are also known in which compressed gases are supplied via feed lines to a stirrer arranged below the surface of the liquid. These are then broken into fine bubbles by the rotating stirrer. Here again, the design of the stirrer is very complicated and the required energy consumption is relatively high.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, die Begasung unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche mit Hilfe eines aus einfachsten Bauelementen bestehenden Rotationskörpers und unter Ausnutzung der durch die Flüssigkeitsbeschleunigung erzielbaren Saugwirkung durchzuführen.The invention is now based on the object of carrying out the gassing below the surface of the liquid with the aid of a rotary body consisting of the simplest components and utilizing the suction effect that can be achieved by the acceleration of the liquid.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Rotationskörper als flache Scheibe mit an der Unterseite offen in die Flüssigkeit ragenden radialen Rippen ausgebildet und zur Gasansaugung mit einer in der Drehachse zentralen Bohrung versehen ist, die sich in einer an der Oberseite der Scheibe befestigten, gleichzeitig dem Antrieb der Scheibe dienenden und mit dem einzuführenden Gas in Verbindung stehenden Hohlwelle fortsetzt.The object of the invention is achieved in that the rotary body is designed as a flat disk with radial ribs protruding openly into the liquid on the underside and is provided with a central bore in the axis of rotation for gas suction, which is fixed in one on the upper side of the disk, at the same time the drive of the disc and connected to the gas to be introduced hollow shaft continues.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, die Rippen an der den Rotationskörper bildenden Scheibe in radialer Richtung gekrümmt anzuordnen. Durch den gekrümmten Verlauf der Rippen wird der Energieverbrauch günstig beeinflusst.An advantageous embodiment of the invention consists in arranging the ribs on the disk forming the body of revolution so as to be curved in the radial direction. The curved shape of the ribs has a positive effect on energy consumption.

Nach einem weiteren Schritt der Erfindung weist die zentrale Bohrung durch die Hohlwelle und dieAccording to a further step of the invention, the central bore through the hollow shaft and the

Scheibe zur Unterseite der Scheibe hin eine konische Erweiterung auf.Disc to the underside of the disc has a conical widening.

Die an der Scheibe angeordneten Rippen können bis in die zentrale Bohrung hinein verlaufen.The ribs arranged on the disk can extend into the central bore.

Durch die von der rotierenden Scheibe ausgeübten Pumpwirkung wird in der Flüssigkeit ein Umwälzeffekt erzielt. Dadurch können absetzbare Stoffe in der Schwebe gehalten werden, ohne dass jedoch beispielsweise einmal gebildete Flocken wieder zerschlagen werden. Zur Verbesserung der das Ansaugen des Gases bewirkenden Flüssigkeitsströmung an der Scheibenunterseite kann erfindungsgemäß in Richtung der Drehachse unterhalb der Scheibe zur Umlenkung der Strömung ein Kegel angeordnet sein.The pumping action exerted by the rotating disk creates a circulating effect in the liquid. In this way, substances that can settle can be kept in suspension without, for example, flakes that have once formed being broken up again. In order to improve the liquid flow causing the suction of the gas on the underside of the disk, according to the invention, a cone can be arranged in the direction of the axis of rotation below the disk to deflect the flow.

Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform kann unterhalb der Scheibe in Richtung der Drehachse eine Zuleitung für einzuführende Flüssigkeit vorgesehen sein.In a further expedient embodiment, a feed line for the liquid to be introduced can be provided below the disk in the direction of the axis of rotation.

Die konstruktiv einfache Bauart der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht eine Begasung in praktisch jeder beliebigen Flüssigkeitstiefe. Da die Flüssigkeit bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch nicht durch von gegenüberliegenden Flächen gebildete Spalten strömt, entfällt auch bei stark feststoffhaltigen Flüssigkeiten die Gefahr einer Verstopfung. Insbesondere ist die gesamte Vorrichtung nur in geringem Maße verschleiß- und zerstöranfällig. Im übrigen lässt sich die zur Rotation bestimmte Scheibe ggf. durch wenige Schrauben schnell und leicht auswechseln. Ferner wird durch die glatte, keine Einbauwiderstände aufweisende, Bohrung ein Zusetzen der Zuführungsleitung bei verschmutzten Gasen vermieden.The structurally simple design of the device according to the invention enables gassing in practically any liquid depth. Since the liquid in the device according to the invention does not flow through gaps formed by opposing surfaces, there is no risk of clogging even with liquids with a high solids content. In particular, the entire device is only slightly susceptible to wear and tear and destruction. In addition, the disk intended for rotation can, if necessary, be replaced quickly and easily with a few screws. Furthermore, the smooth bore, which does not have any built-in resistances, prevents the supply line from clogging in the case of contaminated gases.

Durch die Rotation der Scheibe wird das in die Flüssigkeit angesaugte Gas am Rande der mit Rippen versehenen Scheibe in feine Blasen zerschlagen.As the disk rotates, the gas sucked into the liquid is broken into fine bubbles at the edge of the ribbed disk.

Als Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Schnitt dargestellt.As an exemplary embodiment, a device according to the invention is shown in section in the drawing.

In einem Becken 1 ist an einer Hohlwelle 2 eine Scheibe 3 unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche angeordnet. Im Zentrum der Scheibe 3 befindet sich in Richtung der Drehachse eine dem Durchmesser der Hohlwellenbohrung entsprechende durchgehende Bohrung. Auf der Unterseite der Scheibe 3 sind in radialer Richtung Rippen 4 angebracht. Die Scheibe 3 wird über die Hohlwelle 2 durch eine Antriebsmaschine 5 in Rotation versetzt. Durch die an der Scheibe befindlichen Rippen 4 wird die Flüssigkeit radial beschleunigt und erzeugt damit im Zentrum der rotierenden Scheibe 3 einen Unterdruck. Durch die an dieser Stelle vorgesehene Bohrung kann das durch die Hohlwelle 2 angesaugte Gas unterhalb der Scheibe 3 austreten und die Flüssigkeit durchsetzen. Wird durch die Flüssigkeitsströmung im Zentrum der Scheibe 3 ein zu geringer Sog erzeugt, kann das Gas der Hohlwelle 2 auch mit Überdruck zugeführt werden.In a basin 1, a disk 3 is arranged on a hollow shaft 2 below the surface of the liquid. In the center of the disk 3, in the direction of the axis of rotation, there is a through hole corresponding to the diameter of the hollow shaft hole. On the underside of the disk 3, ribs 4 are attached in the radial direction. The disk 3 is set in rotation via the hollow shaft 2 by a drive machine 5. The liquid is accelerated radially by the ribs 4 on the disk and thus generates a negative pressure in the center of the rotating disk 3. Through the bore provided at this point, the gas sucked in through the hollow shaft 2 can exit below the disk 3 and penetrate the liquid. If too little suction is generated in the center of the disk 3 by the flow of liquid, the gas can also be fed to the hollow shaft 2 with excess pressure.

Da zur Erzielung der erforderlichen Pumpenwirkung der rotierenden Scheibe 3 dieser an der mit Rippen 4 versehenen Unterseite Flüssigkeit zugeführt werden muß, kann erforderlichenfalls zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse unterhalb der Scheibe 3 ein Kegel 6 vorgesehen werden. An dieser Stelle kann aber auch Flüssigkeit zugeführt werden.Since, in order to achieve the required pumping action, the rotating disk 3 has to be supplied with liquid on the underside provided with ribs 4, a cone 6 can be provided below the disk 3 to improve the flow conditions if necessary. However, liquid can also be added at this point.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Begasen von Flüssigkeiten unterhalb der Oberfläche, bei der ein um eine vertikale Achse rotierender Rotationskörper Flüssigkeit radial beschleunigt und durch eine an dem Rotationskörper angeordnete Zuleitung Gas ansaugt und mit der Flüssigkeit vermischt, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskörper als flache Scheibe (3) mit an der Unterseite offen in die Flüssigkeit ragenden radialen Rippen (4) ausgebildet und zur Gasansaugung mit einer in Drehachse zentralen Bohrung versehen ist, die sich in einer an der Oberseite der Scheibe (3) befestigten gleichzeitig dem Antrieb der Scheibe (3) dienenden und mit dem einzuführenden Gas in Verbindung stehenden Hohlwelle (2) fortsetzt.1. Device for gassing liquids below the surface, in which a rotating body rotating about a vertical axis accelerates liquid radially and sucks gas through a supply line arranged on the rotating body and mixes it with the liquid, characterized in that the rotating body is a flat disk (3 ) is formed with radial ribs (4) protruding openly into the liquid on the underside and is provided with a central bore in the axis of rotation for gas suction, which is also used to drive the disk (3) in one attached to the top of the disk (3) and continues the hollow shaft (2) connected to the gas to be introduced. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (4) an der Scheibe (3) in radialer Richtung gekrümmt sind.2. Device according to claim 1, characterized in that the ribs (4) on the disc (3) are curved in the radial direction. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Bohrung durch die Hohlwelle (2) und die Scheibe (3) sich zur Unterseite der Scheibe (3) konisch erweitert.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the central bore through the hollow shaft (2) and the disc (3) widens conically towards the underside of the disc (3). 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Rippen (4) in die zentrale Bohrung hineinragen.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the radial ribs (4) protrude into the central bore. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Richtung der5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the direction of Drehachse unterhalb der Scheibe (3) ein Kegel (6) angeordnet ist.A cone (6) is arranged below the disc (3). 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Richtung der Drehachse unterhalb der Scheibe (3) eine Zuleitung für einzuführende Flüssigkeit vorgesehen ist.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a feed line for liquid to be introduced is provided in the direction of the axis of rotation below the disc (3).
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