DE2362487A1

DE2362487A1 - Vorrichtung zur belueftung von wasser

Info

Publication number: DE2362487A1
Application number: DE2362487A
Authority: DE
Inventors: Hans Lindquist
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1972-12-21
Filing date: 1973-12-15
Publication date: 1974-07-04
Also published as: FR2211403A1; DE2362487B2; NL7316900A; SE369708B; BE808935A; GB1452119A

Description

Deutsche ITT Industries. GThH. K. Lindquist - 1

Freiburg, Hans-Bunte-Str. 19 Dr.Rl/ra

8. Dezember 1973

DEUTSCHE ITT INDUSTRIES GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG

FREIBÜRG I. BR.

-Vorrichtung zur Belüftung von Wasser

Die Priorität der Anmeldung Nr. 16 768/72 vom 21. 12. 1972 in Schweden wird beansprucht.

Bei der Behandlung von Abwasser nach dem Aktivschlammverfahren wird das Wasser und der Aktivschlamm belüftet, teils um eine ausreichende Oxydation zu "erzielen und teils um eine Trennung zwischen dem schwerem Schlamm und dem Wasser zu vermeiden. Wenn die Ablagerung von Schlamm in dem Belüftungstank vermieden werden soll, muß die Geschwindigkeit des Grundwassers mindestens 0,3 m/s betragen. Dies kann durch eine turbulente Strömung erreicht werden oder durch Ausbildung des Tanks und der Belüfter in der Weise, daß man eine Strömung erhält, die am Boden entlang gerichtet ist. .

Ein Beispiel für eine derartige Vorrichtung ist der sogenannte Ringkanal. . '

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μ Ο mm.

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Bei einem derartigen Gerät zwingt man das Wasser, durch einen geschlossenen Kanal zu fließen, der eine ovale Form besitzt, oder durch einen Tank, der durch Wände so unterteilt ist, daß ein geschlossener Kanal gebildet wird. Für gewöhnlich wird das Wasser durch, rotierende Bürsten, durch Flügel oder Pumpen in Bewegung gebracht. Diese Einrichtungen, die das Wasser belüften und antreiben, sind vielfach die Ursache, daß kleine Tropfen von Abwasser in die Umgebung geschleudert werden, was hygienische Probleme verursacht. Ein weiteres mit diesem Verfahren verbundenes Problem besteht in der Abkühlung des Wassers, was eine einschränkende Wirkung auf das biologische Verfahren hat. Es ist deshalb allgemein das Bestreben, andere Lufteinblasverfahren anzuwenden.

Bei den Ringkanälen sind bis heute zum Einblasen der Luft mittels Diffusoren unter der Wasseroberfläche Flügel oder Pumpen erforderlich, die das Wasser in den Kanal treiben. Die Einrichtung ist ziemlich teuer und die.Verbreitung des Ringkanals wird dadurch eingeschränkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sowohl die Oxydation wie auch die Bewegung des Wassers in dem Kanal ohne technischen Aufwand durch einfaches Lufteinblasen zu bewirken. Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Die Erfindung beruht also darauf, daß die Luft zwischen zwei hydrodynamisch zusammenwirkenden Flächen eingeblasen wird, von denen die eine an der Wasseroberfläche angeordnet ist und die andere am Grund des Kanals. Das Prinzip wird in der Figur gezeigt, in der die obere Fläche 1 als Beschleuniger und die andere Fläche 2 als Diffusor wirkt. Das Wasser wird auf diese Weise beim Beschleunigen hinunter gegen den Grund des Kanals gezwungen. Durch den Zerstäuber 3 wird am Grund Luft in das rasch strömende

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Wasser eingeblasen. Dadurch wird die Geschwindigkeit des Wassers weiter gesteigert,- hauptsächlich durch einen senkrechten Impuls, der dem Wasser durch die aufsteigenden Blasen mitgeteilt-wird, aber insbesondere wegen des Raumes, den die Blasen in dem Wasser einnehmen. So wird die Geschwindigkeit bis auf das Dreifache der Durchschnittsgeschwindigkeit im Kanal gesteigert und der Diffusor hat die Aufgabe, die Luftblasen ohne Verlust aus dem Wasser austreten zu lassen, dl h. ohne Bildung von Wirbeln, und ferner den Unterschied in der Bewegungsenergie zwischen der höchsten Geschwindigkeit und der Durchschnittsgeschwindigkeit in potentielle Energie zu verwandeln, was zur Beseitigung der Reibung und der Bindungskräfte in dem Kanal notwendig ist.

Zum Verständnis dieses"hydrodynamischen Prozesses ist es wichtig, daß man sich klarmacht, daß in einem Ringkanal das Wasserniveau hinter einer Antriebsvorrichtung etwas höher ist als davor. Diese Niveauunterschiede entsprechen der Summe der Energieverluste nach einer Umdrehung.

Damit die Antriebsvorrichtung funktioniert, ist es wichtig, daß die Kanaltiefe, der Beschleuniger_r der Diffusor und die Luftmenge pro Kanalquerschnitt in ihrem Verhältnis zueinander genau abgestimmt sind. Der Beschleuniger und der Diffusor arbeiten derartig zusammen, daß einer von ihnen die Bedingung dafür ist, daß ein Kontaktfluß zum anderen hin stattfindet und so die zwei Funktionen ermöglicht. In einer Pilotaanlage wurde dies deutlich gezeigt. Eine Durchschnittsgeschwindigkeit von 0,3 m/s wurde in der Anlage eingestellt und danach der Beschleuniger entfernt. Die Strömung kam daraufhin nahezu gänzlich zum·Erliegen. Der Versuch wurde wiederholt, dabei wurde der Diffusor entfernt. Auch da kam die Strömung nahezu gänzlich zum Stehen. Versuche mit schräg angeordneten Flächen oder Flügeln ergaben eine Maximalgeschwindig-

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keit von O,l m/s. Es war nicht möglich, diese Geschwindigkeit durch verstärktes Lufteinblasen zu steigern, was andererseits bei dem ursprünglichen Versuch möglich war, wo die Geschwindigkeit innerhalb vernünftiger Grenzen der eingeblasenen Luftmenge proportional ist.

Obgleich die erfindungsgemäße Einrichtung den Grundringkanälen angepaßt ist, ist sie auch sehr gut für tiefe Kanäle brauchbar. So steigt die Geschwindigkeit bei festgesetzter Luftmenge pro Kanalquerschnitt angenähert proportional der Tiefe des Kanals an, Dies beruht auf der Tatsache, daß das Lufteinblasen am Boden die Energie vergrößert, die der Tiefe entsprechend von der Luft aufgebracht wird. Wenn der Beschleuniger und der Diffusor entsprechende Proportionen besitzen, wird ohne Verluste für die Energie gesorgt. Dies ist sehr wichtig bei großen Ringkanälen, bei denen die Bürstenbelüfter Schwierigkeiten haben, im Bereich des Bodens eine entsprechend hohe Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten.

4 Patentansprüche
1 Blatt Zeichnung

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Claims

H. Lindquist - 1 PATENTANSPRÜCHE

Vorrichtung zur Belüftung und Bewegung von Wasser und Abwasserschlamm in einem Kanal, dadurch gekennzeichnet, daß das Einblasen von Luft nahe dem Boden des Kanals zwischen zwei zusammenwirkenden Flächen (1 und 2) geschieht, von denen die eine mit den zu den Flächen senkrechten Kanalwänden (4 und 5) einen Beschleuniger bildet, der die Strömungsgeschwindigkeit in dem Kanal vor dem Einblasen der Luft erhöht, während die andere Ebene (2) , zusammen mit den genannten Kanalwänden C4 und 5) und dem Flüssigkeitsniveau einen Diffusor bildet,- der den Geschwindigkeitsanstieg teilweise in potentielle Energie verwandelt.
2. Vorrichtung nach Anspruch l_r dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen Cl und 2) weitgehend horizontal liegen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2_r dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (1) sich nahe der Wasseroberfläche befindet und so ausgebildet ist, daß der Flüssigkeitsstrom bei Anstieg der Geschwindigkeit nach unten gezwungen wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fläche (2) auf oder knapp über dem Kanalboden angeordnet und so ausgebildet ist, daß sie den Flüssigkeitsstrom nach oben zwingt.

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