WO1995035156A1 - Einrichtung zum feinblasigen eintrag von gasen in flüssigkeit - Google Patents

Abstract

Einrichtung zum feinblasigen Eintrag von Gasen in Flüssigkeiten, insbesondere zum Eintrag von Luft in Abwasser, welche Einrichtung (1) Gasverteiler (2) aufweist, welche aus einer mit einer porösen Folie (19) überdeckten länglichen Kammer (20) bestehen, die unter dem Flüssigkeitsspiegel angeordnet ist und der über eine Speiseleitung (5) Gas zugeführt wird, welches durch die Folie hindurch feinblasig in die Flüssigkeit austritt. Die Gasverteiler (2) sind an je für eine Gruppe von Gasverteilern (2) vorgesehene Speiserohre (5) angeschlossen. Die Gasverteiler (2) haben eine Basiswand (18) aus steif-stabilem Material, vorzugsweise Metall, welche eine Seite der von der porösen Folie (19) überdeckten Kammer (20) bildet. Weiter ist bevorzugt, daß die Gasverteiler (2), in Richtung ihrer Längserstreckung gesehen, mindestens an einer Seite an Trägern (7, 7a) angebracht sind, welche am Boden eines Beckens oder Behälters angeordnet sind, in welchem sich die Flüssigkeit befindet.

Description

Einrichtung zum feinblasigen Eintrag von Gasen in Flüssigkeit

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum fein¬ blasigen Eintrag von Gasen in Flüssigkeiten, insbesondere zum Eintrag von Luft in Abwasser, welche Einrichtung Gasverteiler aufweist, welche aus einer mit einer porösen Folie überdeckten länglichen Kammer bestehen, die unter dem Flüssigkeitsspiegel angeordnet ist und der über ein Speiserohr Gas zugeführt wird, welches durch die Folie hindurch feinblasig in die Flüssigkeit austritt, welche Gasverteiler an je für eine Gruppe von Gasverteilern vorgesehene Speiserohre angeschlossen sind.

Einrichtungen zum Eintrag von Gasen in Flüssigkeiten dienen dazu, die Flüssigkeiten mit bestimmten Gasen zu versetzen, um in den Flüssigkeiten biologische und/oder chemische Vorgänge unter Beteiligung der eingetragenen Gase ablaufen zu lassen oder zu begünstigen. So kann der Eintrag von Gasen, wie z.B. Sauerstoff oder Luft, dazu dienen, diese Gase Mikroorganismen zuzuführen, welche sich in der begasten Flüssigkeit befinden. Der Eintrag von Gasen in eine Flüssigkeit kann aber auch bewirken, daß Substanzen, welche sich in der Flüssigkeit befinden, in die Gasphase übertreten und abströmen; dies tritt z.B. beim Ausblasen von Kohlensäure oder Ammoniak auf. Beim Eintrag von Gasen in Flüssigkeiten ergeben sich verschiedene Effekte, welche beim jeweils vorliegenden Einsatzfall als vorteilhaft oder als nachteilig beurteilt werden können. Es wird zum Beispiel die mit dem Eintrag von Gasen in eine Flüssigkeit einhergehende Bewegung der betreffenden Flüssigkeit, welche durch die Bewegung der Gasblasen in der Flüssigkeit herbeigeführt wird, in manchen Fällen als vorteilhaft angesehen, weil eine solche Bewegung der Flüssigkeit dem Entstehen von Ablagerungen im betreffenden Be¬ hälter oder Becken, in welchem in die Flüssigkeit Gase einge¬ tragen werden, entgegenwirkt. Oft wird auch angestrebt, daß ein möglichst großer Prozentsatz der in eine Flüssigkeit einge¬ tragenen Gase von der Flüssigkeit aufgenommen wird; dies wird durch eine möglichst geringe Größe der in die betreffende Flüs¬ sigkeit eingetragenen Gasblasen begünstigt. Ein feinblasiger Eintrag von Gasen in Flüssigkeiten kann erzielt werden, wenn man die einzutragenden Gase durch eine poröse Folie, welche unter dem Flüssigkeitsspiegel der Flüssigkeit angeordnet ist, in welche Gase eingetragen werden sollen, in die Flüssigkeit einleitet. Dies wird insbesondere für biologische Kläranlagen vorgesehen, um Luftsauerstoff in das Belebtschlammgemisch, welches sich in einem Behandlungsbecken befindet, einzubringen. Es sind dabei Einrichtungen bekannt, bei denen die Gasverteiler großflächig ausgebildet sind, und es ergibt sich bei einer solchen großflächigen Ausbildung der Gasverteiler ein erhöhter baulicher Aufwand durch das Vorsehen von Maßnahmen zum Abstützen der porösen Folie gegen den für den Gaseintrag in die Flüssig¬ keit erforderlichen Innendruck in den Kammern der Gasverteiler, und es tritt beim Vorliegen größerer Abstände zwischen einzelnen großflächig ausgebildeten Gasverteilern auch eine ungleichmäßige Verteilung des Gaseintrages in die Flüssigkeit auf, und es er¬ geben sich auch vom ungleichmäßigen Gaseintrag verursachte Strömungen in der Flüssigkeit. Durch solche Strömungen kann die Aufenthaltszeit der Gasbläschen in der Flüssigkeit vermindert werden, wobei dann dementsprechend ein geringerer Prozentsatz der in die Flüssigkeit eingetragenen Gase von der Flüssigkeit aufgenommen wird. Die erwähnten größeren Abstände zwischen den einzelnen Gasverteilern ergeben sich meist aus dem wirtschaft¬ lich begründeten Wunsch, mit einer möglichst geringen Gesamtfläche an Gasverteilern das Auslangen zu finden.

Bei einer bekannten Einrichtung eingangs genannter Art sind die Gasverteiler in Form eines aus elastischem Werkstoff, insbe¬ sondere Gummi, bestehenden flachen Luftschlauches ausgebildet, der an seiner oberen Wandung mit einer Vielzahl von Luftaus¬ trittsöffnungen versehen ist und der an seinem einen Ende an eine Luftzuführungsleitung angeschlossen ist und von dieser An¬ schlußstelle weg auskragt, wobei in den Schlauch auch stangen- förmige Tragglieder eingeschoben sind, welche gleichfalls von dieser Anschlußstelle an der Luftzuführungsleitung auskragend ausgehen. Diese Bauweise ist konstruktiv aufwendig und durch die Ausbildung der Gasverteiler und den auskragenden Aufbau dersel¬ ben auf eine verhältnismäßig geringe Längserstreckung der Gas¬ verteiler beschränkt, so daß auch hier, aus wirtschaftlichen Gründen und um das Becken nicht durch viele Luftzuführungslei¬ tungen schwer zugänglich zu machen, getrachtet werden muß, mit einer geringen Gesamtfläche an Gasverteilern das Auslangen zu finden und größere Abstände zwischen den Luftzuführungsleitungen in Kauf zu nehmen, was aber, wie vorstehend erwähnt, eine un¬ gleichmäßige Verteilung des Gaseintrages in die Flüssigkeit und damit einhergehende Nachteile zur Folge hat.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung eingangs erwähnter Art zu schaffen, bei der die Nachteile, welche wie vorstehend erwähnt bei bekannten Einrichtungen dieser Art vorliegen, behoben sind,, und welche bei einfachem Aufbau, der verhältnismäßig kostengünstig realisiert werden kann, die Aufnahme eines hohen Prozentsatzes der in die Flüssigkeit eingetragenen Gase durch die Flüssigkeiten erzielen läßt; die zu schaffende Einrichtung soll einfach montierbar sein und auch eine gute Zugänglichkeit zu den Gasverteilern zur Vornahme von Wartungsarbeiten ermöglichen. Die zu schaffende Einrichtung soll insbesondere zum Einsatz in biologischen Kläranlagen geeignet sein, wobei in diesem Fall Luft eingetragen wird, um dem Belebtschlammgemisch Sauerstoff zuzuführen.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Einrichtung eingangs erwähnter Art ist dadurch gekennzeichnet, daß die Gasverteiler eine Basiswand aus steif-stabilem Material, vorzugsweise Metall, aufweisen, welche eine Seite der von der porösen Folie über¬ deckten Kammer bildet. Durch diese Ausbildung kann der vor¬ stehend angeführten Zielsetzung gut entsprochen werden. Es kann auf einfache Weise eine gute Halterung bzw. Abstützung der Gasverteiler gebildet werden und damit kann auch eine verhält¬ nismäßig große Baulänge der Gasverteiler vorgesehen werden, die eine gleichmäßige Verteilung des Gaseintrages in die Flüssigkeit erzielen läßt. Es ist diese Ausbildung auch für die Herstellung der bei der erfindungsgemäßen Einrichtung vorgesehenen Gasver¬ teiler und auch hinsichtlich der Montage derselben in einem die zu begasende Flüssigkeit enthaltenden Behälter oder Becken vorteilhaft. Der Abstand der Gasverteiler kann je nach den für die Begasung der Flüssigkeit vorliegenden Erfordernissen gewählt werden, und es ergibt sich ein guter Wirkungsgrad hinsichtlich der Aufnahme der in die Flüssigkeit eingetragenen Gase durch die Flüssigkeit. Es kann durch die Anordnung der Gasverteiler ein zweidimensionaler Strömungszustand im Bereich der aufsteigenden Gasblasen und der begasten Flüssigkeit ausgebildet werden, der der Berechnung gut zugänglich ist, so daß die Dimensionierung der Begasungseinrichtung mit größerer Genauigkeit als bisher vorgenommen werden kann.

Es ist in Zusammenhang mit der vorgenannten Ausbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung weiter bevorzugt und besonders vorteilhaft, wenn die Gasverteiler, in Richtung ihrer Längser- streσkung gesehen, mindestens an einer Seite an Trägern ange¬ bracht sind, welche am Boden. eines Beckens oder Behälters, in welchem die Flüssigkeit begast werden soll, angeordnet sind. Es läßt sich so auf einfache Weise ein sehr stabiler Einbau der Einrichtung in ein Becken oder einen Behälter, in dem sich die zu begasende Flüssigkeit befindet, auch bei großen Baulängen der Gasverteiler erzielen. Hierbei ist es weiter günstig, wenn die Träger in Form von Stangen ausgebildet sind, welche quer zur Längserstreckung der Gasverteiler verlaufend angeordnet und je mit mehreren Gasverteilern verbunden sind. Zweckmäßig sieht man vor, daß die Gasverteiler eine Länge von 1 m bis 8 m haben. Hierbei ist es besonders günstig, wenn der gegenseitige Abstand benachbarter Gasverteiler einer Gruppe, von Mitte zu Mitte gemessen, entsprechend der Beziehung 1/a > 2,5 gewählt ist, wobei 1 die Länge der Gasverteiler und a deren gegenseitiger Abstand ist.

Eine hinsichtlich der Anordnung der Gasverteiler mit ihren Trägern am Boden des Beckens oder Behälters baulich einfache Ausführungsform ergibt sich, wenn man vorsieht, daß die Träger am Boden des Beckens oder Behälters befestigt sind. Es ist dabei weiter hinsichtlich der Montage der Einrichtung vorteilhaft, wenn man vorsieht, daß das Speiserohr ein Träger für die diesem Speiserohr zugeordneten Gasverteiler ist. Eine hinsichtlich der Durchführung von Unterhaltsarbeiten vorteilhafte Variante hierzu ist dadurch gekennzeichnet, daß die Gasverteiler zusammen mit den Trägern, welche in Form von Stangen ausgebildet sind, eine in das Becken oder den Behälter eingelegte, aushebbare Einheit bilden. Es ist dabei baulich vorteilhaft, wenn die in Form von Stangen ausgebildeten Träger zu einem Rahmen zusammengefügt sind. Die Ausbildung der Gasverteiler zusammen mit ihren Trägern als aushebbare Einheit ermöglicht es, diese Einheit auf einfache Weise vor der Ausführung verschiedener Reinigungs- und Unter¬ haltsarbeiten am Becken bzw. Behälter aus diesem herauszunehmen, so daß solche Arbeiten keine Behinderung durch Einbauten im Becken bzw. Behälter erfahren, und es ist weiter möglich, Servicearbeiten an den Gasverteilern, wie z.B. das Auswechseln von Membranen, an leicht zugänglichen Arbeitsplätzen im Trockenen vorzunehmen. Die als "Stangen" bezeichneten Bau¬ elemente haben die Aufgabe, eine Anzahl von Gasverteilern zu tragen und mechanisch miteinander zu verbinden; soferne dieser Aufgabe entsprochen wird, ist die Ausbildung dieser Stangen von geringerer Bedeutung; die Stangen können von verschiedenster Querschnittsform sein, wobei Vollstangen bzw. Vollprofile ebenso in Betracht kommen wie Rohre oder andere Hohlprofile, Winkel- profile, U-Profile oder dergl.. Im Bedarfsfall können auch Beschwerungskörper vorgesehen werden, um die genannten Einheiten gegen den Auftrieb am Boden zu halten.

Für die Montage der Einrichtung, insbesondere der Gasvertei¬ ler, und für das Ermöglichen eines Austausches der perforierten Folien dieser Gasverteiler ist es dabei weiter vorteilhaft, wenn man vorsieht, daß die Träger mit der Basiswand der Gasverteiler verbunden sind. Hierbei ist es weiter günstig, wenn man vor¬ sieht, daß vom Speiserohr ausgehende Rohrverbindungen vorgesehen sind, welche in die Basiswand der Gasverteiler einmünden.

Zur Gewährleistung eines auch beim Auftreten von Störungen oder Beschädigungen in einzelnen Gasverteilern der Einrichtung weitgehend ungestörten Betriebes ist es vorteilhaft, wenn man vorsieht, daß die Speiserohre einzeln über Zuleitungen, in welche Absperreinrichtungen eingefügt sind, an eine Gassammel¬ leitung angeschlossen sind. Es ist dabei baulich eine Ausfüh¬ rungsform vorteilhaft, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die Speiserohre unter dem Flüssigkeitsspiegel angeordnet sind und die Absperreinrichtungen und die Gassammelleitung über dem Flüssigkeitsspiegel angeordnet sind.

Es ist in der Regel vorteilhaft, die Gasverteiler möglichst tief unter dem Flüssigkeitsspiegel anzuordnen, da so die Aufent¬ haltszeit der Gasbläschen in der Flüssigkeit verlängert werden kann. Hierfür ist eine Ausführungsform günstig, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die Gasverteiler tiefer als die Speise¬ rohre angeordnet sind.

Es ist baulich besonders vorteilhaft, wenn die Speiserohre über Rohr- oder Schlauchverbindungen und Anschlußelemente, welche durch die poröse Folie in die Gasverteiler einmünden, mit den Gasverteilern verbunden sind.

Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen unter Bezug¬ nahme auf die schematisch gehaltene Zeichnung weiter erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig.l bis 6 verschiedene Ausführungsformen einer erfindungs¬ gemäßen Einrichtung, teilweise in Ausschnittsdarstellung, in Draufsicht,

Fig.7 in schematischer Darstellung den bei einer bekannten Einrichtung hier in Rede stehender Art in der Flüssigkeit auf¬ tretenden Strömungsverlauf in schematisierter Darstellung,

Fig.8 im Vergleich dazu den bei einer erfindungsgemäß ausge¬ bildeten Einrichtung sich in der Flüssigkeit ergebenden Strömungsverlauf, gleichfalls in schematisierter Darstellung,

Fig.9 die bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung vorgesehene Ausbildung des der Zufuhr des Gases zu den Gasverteilern dienenden Teiles der Ein¬ richtung in einer Schnittdarstellung,

Fig.10 bis 13 mehrere Ausbildungen des Bereiches der Speiserohre und deren Anschluß an die Gasverteiler, wie diese bei verschiedenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung vorgesehen sind, im Schnitt,

Fig.14 einige Ausführungsformen von Trägern für die Gasverteiler,

Fig.15 in Draufsicht eine Ausführungsform der erfindungsge¬ mäßen Einrichtung, bei der die Gasverteiler und die Träger eine aushebbare Einheit bilden,

Fig.16 eine weitere Ausführungsform der Einrichtung in Seitenansicht,

Fig.17 diese Ausführungsform in Draufsicht und

Fig.18 eine Ausführungsform mit am Beckenboden liegenden Gasverteilern in Seitenansicht.

Bei der in Fig.l dargestellten Ausführungsform einer Ein¬ richtung 1, welche zum Eintrag von Gasen in Flüssigkeiten dient, sind Gasverteiler 2 vorgesehen, die unter dem Flüssigkeits¬ spiegel einer in einem Behälter oder Becken 3 befindlichen Flüs¬ sigkeit 4 angeordnet sind. Es sind diese Gasverteiler 2 gruppen¬ weise an Speiserohre 5 angeschlossen und annähernd parallel zu¬ einander angeordnet. Die Speiserohre 5 verlaufen annähernd quer zu den Gasverteilern 2. Es ist dabei in Fig.l im Interesse einer deutlichen Darstellung nur ein Teil eines solchen Beckens 3 mit einer an ein Speiserohr 5 angeschlossenen Gruppe von Gasver¬ teilern 2 dargestellt. Die langgestreckt ausgebildeten Gas¬ verteiler 2, deren Aufbau noch nachstehend näher beschrieben wird, bestehen aus einer mit einer porösen Folie überdeckten Kammer, in welche das in die Flüssigkeit 4 einzutragende Gas über die Speiserohre 5 eingeleitet wird. Den Speiserohren 5 wird das Gas über Zuleitungen 6 von einer Gassammelleitung 16 zuge¬ führt. Aus den Gasverteilern 2 tritt das Gas durch die erwähnte poröse Folie hindurch feinblasig in die Flüssigkeit 4 aus.

Die einer Gruppe angehörenden Gasverteiler 2 sind bei der in Fig.l dargestellten Ausführungsform vom zugeordneten Speiserohr 5 nach einer Seite hin abstehend angeordnet. Die Gasverteiler 2 sind an Trägern 7 angebracht, welche am Boden des Behälters oder Beckens 3, in welchem die Flüssigkeit 4 begast wird, angeordnet sind.

Solche Träger 7 können je einem einzigen Gasverteiler zuge¬ ordnet und z.B. mit Bolzen oder dergl. versehen sein, welche am Boden des betreffenden Behälters oder Beckens 3 fixiert sind. Es ist aber auch möglich Träger 7a vorzusehen, welche, wie dies in Fig.l strichliert dargestellt ist, je mit mehreren Gasverteilern 2 verbunden sind und ihrerseits am Boden des betreffenden Be¬ hälters oder Beckens 3 fixiert sind. Solche Träger 7a können z.B. in Form von Profilstangen (z.B. Winkelprofil) ausgebildet sein.

In der Praxis können die Gasverteiler 2 z.B. mit einer Breite von etwa 10 bis 20 cm ausgebildet werden und vorzugsweise mit einer Länge von mindestens etwa 1 m, typischerweise von 3 bis 4 m und (besonders im Hinblick auf den vorzunehmenden Transport) mit einer Maximallänge von etwa 8 m, wobei hinsicht¬ lich der Breite ein Maximalwert von etwa 40 bis 50 cm in Frage kommt.

Als Beispiel kann bei der in Fig.l dargestellten Ausfüh¬ rungsform eine Länge der Gasverteiler 2 von etwa 3 m und ein gegenseitiger Abstand dieser Gasverteiler von etwa 75 cm angenommen werden.

Liegen größere Becken vor, in denen Flüssigkeiten begast werden sollen, ist es vielfach günstig, die Gasverteiler 2 von Speiserohren 5, in Längsrichtung dieser Speiserohre gesehen, abwechselnd.nach beiden Seiten abstehend anzuordnen, wie dies in Fig.2 dargestellt ist. Statt dessen kann man auch, wie dies bei der in Fig.3 dargestellten Ausführungsform der Fall ist, mehrere Gruppen von Gasverteilern 2 nebeneinander in einem die zu be¬ gasende Flüssigkeit enthaltenden Behälter oder Becken 3 anordnen. Man kann auch im Rahmen einer Einrichtung beide Arten der Anordnung der Gasverteiler 2 in bezug auf die den einzelnen Gruppen solcher Gasverteiler zugeordneten Speiserohre 5 vor¬ sehen, d.h. sowohl Gruppen von Gasverteilern 2, welche vom zuge¬ ordneten Speiserohr 5 nach einer Seite abstehend angeordnet sind, als auch Gruppen von Gasverteilern 2, welche vom Speise¬ rohr 5 abwechselnd nach beiden Seiten abstehend angeordnet sind, wie dies bei der in Fig.4 dargestellten Ausführungsform einer Einrichtung zum Eintrag von Gasen in Flüssigkeiten vorgesehen ist.

Wie aus den Fig.10 bis 13 ersehen werden kann, sind die Gas¬ verteiler 2 mit einer Basiswand 18 aus steif-stabilem Material, vorzugsweise Metallblech, aufgebaut, welche eine Seite der von einer porösen Folie 19 überdeckten Kammer 20 bildet. Die Folie 19 ist dabei, wie bei diesen Ausführungsformen dargestellt, vorzugsweise mit einer den Rand der Basiswand 18 umfassenden Klemmeinrichtung 21 an der Basiswand festgehalten.

Hinsichtlich der räumlichen Anordnung der bei den einzelnen Gruppen von Gasverteilern 2 vorgesehenen Speiserohre 5 besteht weitgehende Freiheit, wodurch es möglich ist, speziellen Gege¬ benheiten des jeweiligen Installationsfalles problemlos zu ent¬ sprechen. So kann man z.B. bei Behältern oder Becken mit recht¬ eckigem Grundriß die Speiserohre 5 parallel zu den Längsseiten des Beckengrundrisses führen, wie dies in den Fig.l bis 3 dar¬ gestellt ist, oder parallel zu den Schmalseiten, wie aus Fig.4 ersehen werden kann. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann auch bei Behältern oder Becken mit kreisförmiger, ovaler, elliptischer oder ähnlicher, im gewöhnlichen Sprachgebrauch oft als "rund" bezeichneter, Grundrißform vorgesehen werden; ebenso kann diese Einrichtung bei anders als rechteckig oder quadra¬ tisch ausgebildetem polygonalem Grundriß oder bei ringförmiger Grundrißform der Behälter oder Becken eingesetzt werden. Man wird dabei im Bedarfsfall die zu einer Gruppe gehörenden Gasver¬ teiler verschieden lang ausführen, um den durch die Form des Behälters oder Beckens gegebenen Verhältnissen zu entsprechen.

Bei den in den Fig.l bis 4 dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind die Gasverteiler 2 im gesamten in den einzelnen Figuren dargestellten Bereich mit gleichen gegenseitigen Abständen angeordnet, so daß in diesem Bereich ein gleichmäßig verteilter Eintrag von Gasen in die in den betreffenden Einrichtungen 1 bzw. in deren Behältern oder Becken 3 befindlichen Flüssigkeiten erfolgt. Es ist aber ander¬ erseits auch möglich, im Behälter oder Becken 3 einer Einrich¬ tung 1 die Abstände zwischen den Gasverteilern 2 zonenweise ver¬ schieden zu wählen, wie dies bei der in Fig.5 dargestellten Aus¬ führungsform der Fall ist, wenn im Behälter oder Becken 3 einer solchen Einrichtung 1 bereichsweise, auf die Flächeneinheit des Behälters oder Beckens 3 bezogen, unterschiedliche Mengen an Gasen in die im Behälter oder Becken 3 befindliche Flüssigkeit eingetragen werden sollen. Es ist z.B. bei der in Fig.5 darge¬ stellten Ausführungsform der gegenseitige Abstand der Gasver¬ teiler 2 im Bereich 8 des Beckens 3 annähernd 2^-mal so groß wie der gegenseitige Abstand der Gasverteiler 2 im Bereich 9 des Beckens dieser Ausführungsform, und es wird demgemäß bezogen auf die Flächeneinheit im Bereich 9 etwa 2%-mal soviel Gas in die im Becken 3 befindliche Flüssigkeit 4 eingetragen wie im Bereich 8. Man kann auf diese Weise den Gaseintrag in die Flüssigkeit an örtlich unterschiedliche Verhältnisse anpassen. Hierzu kann auch auf die Ausführungsform nach Fig.6 hingewiesen werden, welche Figur einen sogenannten plug-flow-Reaktor zeigt, bei dem vom einen Ende 10 des Beckens 3 weg der Bedarf an in die Flüssigkeit einzubringendem Gas fortlaufend abnimmt; dementsprechend sind die Abstände, welche die Gasverteiler 2 voneinander aufweisen, vom Ende 10 des Beckens 3 weg gesehen, in den einzelnen Be¬ reichen 8, 9, 11, 12 zunehmend größer gewählt, wobei mit zu¬ nehmendem Abstand der Gasverteiler 2 voneinander der auf die Flächeneinheit des Beckens 3 bezogene Eintrag an Gas mit zu¬ nehmender Entfernung vom Ende 10 des Beckens 3 immer mehr abnimmt.

Die Fig.7 und 8 verdeutlichen die Wirkungsveränderung, welche sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung einer Einrich¬ tung hier in Rede stehender Art beim feinblasigen Eintrag von Gasen in Flüssigkeiten ergibt. Es zeigt dabei Fig.7 wie sich beim Einsatz verhältnismäßig großflächig ausgebildeter Gasver¬ teiler 2a, welche in einem verhältnismäßig großen Abstand 13 voneinander angeordnet sind, in der Flüssigkeit 4 durch das Auf¬ steigen der Gasbläschen von der Oberseite der Gasverteiler 2a im Zwischenraum zwischen den einander benachbarten Gasverteilern eine walzenartige Strömung ergibt, welche ihrerseits bewirkt, daß die von den Gasverteilern 2a austretenden kleinen Gas¬ bläschen sehr rasch an die Oberfläche 14 bzw. den Flüssigkeits¬ spiegel der Flüssigkeit 4 gelangen, was zu einer unbefriedigend geringen Ausnützung bzw. Aufnahme des in die Flüssigkeit 4 eingetragenen Gases durch die Flüssigkeit führt. Demgegenüber ergibt sich bei der in Fig.8 skizzierten erfindungsgemäßen Ausbildung der Einrichtung bei gleich großer Gesamtfläche an poröser Folie wie in dem in Fig.7 dargestellten Fall eine deut¬ liche Verbesserung der Aufnahme des in die Flüssigkeit einge¬ tragenen Gases durch die Flüssigkeit, weil walzenartige Wirbel¬ bewegungen in der Flüssigkeit 4 nur in sehr geringem Ausmaß in der unmittelbaren Nähe der Gasverteiler 2 auftreten, und es im darüberliegenden Bereich der Flüssigkeit 2 zu einem langsamen Aufwärtswandern der aus der porösen Folie der Gasverteiler 2 ausgetretenen kleinen Gasbläschen kommt und durch die lange Wanderungszeit der Gasbläschen von ihrem Austritt aus den Gas¬ verteilern 2 bis zum Erreichen der Oberfläche 14 der Flüssigkeit 4 eine verglichen mit dem bekannten Fall nach Fig.7 wesentlich vermehrte Aufnahme von Gas in die Flüssigkeit stattfindet.

Bei der in Fig.9 dargestellten Ausführungsform der für die Zufuhr des Gases zu den Gasverteilern dienenden Teile der erfin¬ dungsgemäßen Einrichtung sind Zuleitungen 6 vorgesehen, über welche die Speiserohre 5 an eine Gassammelleitung 16 ange¬ schlossen sind. Die Speiserohre 5 stehen ihrerseits, wie vor¬ stehend erläutert worden ist, mit den Gasverteilern 2 in Ver¬ bindung. Es ist in jede Zuleitung 6, welche vom Speiserohr 5 einer Gruppe von Gasverteilern 2 zur Gassammelleitung 16 führt, eine Absperreinrichtung 17 eingefügt, und man kann solcherart die einzelnen Gruppen von Gasverteilern selektiv von der Gaszu¬ fuhr trennen, z.B. wenn an den Gasverteilern Schäden auftreten und/oder Wartungs- oder Reparaturarbeiten durchgeführt werden müssen. Die Speiserohre 5 sind bei der dargestellten Ausfüh¬ rungsform unter dem Flüssigkeitsspiegel 14 angeordnet, und es sind die Absperreinrichtungen 17 und die Gassaπunelleitung 16 über dem Flüssigkeitsspiegel angeordnet, und zwar in dem in Fig.9 dargestellten Fall leicht zugänglich am oberen Rand der Seitenwand des Beckens 3, in dem sich die zu begasende Flüssigkeit 4 befindet.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung kann gewünschtenfalls an geeigneter Stelle, z.B. in den Verbindungen der Gasverteiler 2 mit den Speiserohren 5, eine Rückflußsicherung eingefügt werden, um ein Eindringen von Flüssigkeit (Wasser-Belebtschlamm- Gemisch im Fall einer Kläranlage) in das Gaszuführungssystem zu verhindern, wenn die Gaszufuhr abgeschaltet wird. Eine solche Maßnahme ist dann vorteilhaft, wenn die im jeweils vorliegenden Fall vorgesehene poröse Membran für die Flüssigkeit durchlässig ist.

Bei der in Fig.10 dargestellten Ausführungsform ist das Speiserohr 5 einer Gruppe von Gasverteilern 2 unter diesen Gasverteilern am Boden 22 eines Behälters oder Beckens, in welchem die Einrichtung angeordnet ist, fixiert und bildet einen Träger für die diesem Speiserohr 5 zugeordneten Gasverteiler 2. Es sind dabei die Gasverteiler 2 und die Speiserohre 5 über Ver¬ bindungsrohre 23, welche an den Speiserohren 5 nach oben ragend vorgesehen sind, und über Anschlußverschraubungen 24, über welche die Verbindungsrohre 23 in die Kammer 20 der Gasverteiler 2 einmünden und welche an der Basiswand 18 der Gasverteiler 2 angebracht sind, unter gleichzeitiger Bildung einer Durchflu߬ verbindung mechanisch zusammengeschlossen. Die Gasverteiler 2 sind außerdem, wie noch weiter erläutert wird und wie auch aus den Fig.l bis 5 ersehen werden kann, mit weiteren Trägern 7 im Becken, welches die zu begasende Flüssigkeit enthält, fixiert. Die Anschlußverschraubungen 24 können vorteilhaft in Form von Klemmverschraubungen ausgeführt sein, welche eine dichte Verbin¬ dung zu außen glatten Verbindungsrohren 23 herstellen.

Bei der in Fig.11 dargestellten Ausführungsform sind die jeweils für eine Gruppe von Gasverteilern 2 vorgesehenen Speise¬ rohre 5 an der Seitenwand des die zu begasende Flüssigkeit 4 enthaltenden Beckens angebracht, und es ist die der Gaszufuhr zu den Gasverteilern 2 dienende Verbindung der Speiserohre 5 mit den Gasverteilern 2 durch Rohr- oder Schlauchverbindungen 25 hergestellt; diese Rohr- oder Schlauchverbindungen 25 münden in glockenartig ausgebildete Anschlußelemente 26, welche auf der Oberseite der Basiswand 18 der Gasverteiler 2 befestigt sind und durch geeignete Öffnungen in der porösen Folie 19 hindurch¬ führen. Die Anschlußelemente 26 sind dabei zweiteilig ausge¬ bildet, und es wird die Folie 19 zwischen diese beiden. eile der Anschlußelemente dicht eingespannt.

Die in den Fig.12 und 13 dargestellten Ausführungsformen stellen Varianten zur Ausführungsform nach Fig.10 dar und unter¬ scheiden sich von dieser hinsichtlich der Ausbildung der An¬ schlußverschraubungen und der Verbindungsrohre, welche von den Speiserohren 5 zu den Gasverteilern 2 führen.

Bei der in Fig.12 dargestellten Ausführungsform ist eine in der Basiswand sitzende Anschlußverschraubung 27 mit Überwurf¬ mutter 28 vorgesehen, welche drehbar auf einem Nippel 28a sitzt, welcher in das Verbindungsrohr 23 eingeschraubt ist und auf einen zweiten Nippel 28b, welcher in die Einsatzhülse 29 einge¬ schraubt ist, aufgeschraubt werden kann (sogenannte Holländer- Verschraubung), so daß das Verbinden der Gasverteiler 2 mit den Speiserohren 5 und auch das Lösen einer solchen Verbindung auf sehr einfache Weise vorgenommen werden kann. Man kann auch anstelle einer solchen "Holländer-Verschraubung" einen Doppel¬ nippel vorsehen, welcher ein Linksgewinde und ein Rechtsgewinde trägt, und in korrespondierend dazu im Verbindungsrohr 23 und in der Einsatzhülse 29 vorgesehene Gewinde einschrauben.

Bei der Ausführungsform nach Fig.13 sind die Verbindungs¬ rohre 23, welche in die Gasverteiler 2 bzw. in deren Basiswand münden, in Form von Rohrbögen ausgebildet, welche seitlich an die Speiserohre 5 angeschlossen sind, und es ergibt sich solcherart die Möglichkeit, die Gasverteiler 2 in bezug auf die Speiserohre 5 verhältnismäßig tiefliegend anzuordnen, was oft als Vorteil angesehen wird.

Fig.14 zeigt einige Ausführungsformen von Trägern 7, mit denen die Gasverteiler 2, die bei erfindungsgemäßen Einrich¬ tungen vorgesehen sind, am Boden 22 eines Behälters oder Beckens, in dem sich die zu begasende Flüssigkeit befindet, befestigt werden können. Bei der in Fig.14 links dargestellten Ausführungsform eines Trägers 7 sind zwei im Boden 22 fixierte Stehbolzen 31 vorgesehen, deren obere Enden 32 die Gasverteiler 2 tragen. Im dargestellten Fall sind dabei die oberen Enden 32 der Stehbolzen 31 mit Laschen 33 verbunden, welche die Gasver¬ teiler 2 unten und seitlich umfassend halten. Die Laschen 33 sind ihrerseits mit den oberen Enden der Stehbolzen 31 ver¬ schraubt. Man kann auch in Abwandlung dieses Konzepts die Gas- verteiler 2 unmittelbar an den Stehbolzen fixieren.

Bei der in Fig.14 rechts dargestellten Ausführungsform eines Trägers 7 ist ein U-förmiger Bügel 34 vorgesehen, der in seiner Mitte am Boden 22 fixiert ist. Eine solche Fixierung kann z.B. mittels am Boden 22 angeschraubter Laschen 35 oder auch unmittelbar mit einer in den Boden geschraubten Schraube 36 bei entsprechender Formung des U-förmigen Bügels, wie dies in Fig.14 rechts unten dargestellt ist, erfolgen. Die Gasverteiler 2 sind mit Verschraubungen an den oberen Enden 37 des U-förmigen Bügels 34 gehalten, wobei zum Festhalten der Gasverteiler 2, analog wie bei dem in Fig.14 links dargestellten Beispiel, Laschen 33 vor¬ gesehen sein können oder eine unmittelbare Anbringung der Gas¬ verteiler an den oberen Enden 37 des U-förmigen Bügels 34 vorge¬ sehen werden kann.

Fig.15 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung 1, welche in den Behälter bzw. das Becken 3 ausheb¬ bar eingelegt ist. Die an das Speiserohr 5 angeschlossenen Gas¬ verteiler 2 dieser Einrichtung 1 sind mit Trägern 7a verbunden, welche in Form von Stangen ausgebildet sind und zusammen mit weiteren Profilstangen 40 einen Rahmen 41 bilden. Die Träger 7a und die Profilstangen 40 können vorteilhaft in Form von Vier¬ kantprofilen ausgebildet sein, welche mit einem Beschwerungs¬ mittel, z.B. Blei, gefüllt sind, um der Auftriebskraft, welche durch den Gasinhalt der Gasverteiler und Speiserohre entsteht, entgegenzuwirken. Zum Ausheben der Einrichtung 1 sind vorteil¬ haft Ösen 42 an geeigneten Stellen des Rahmens 41 angebracht. Mittels Seilen 43, welche durch diese Ösen 42 geführt sind und welche über den Flüssigkeitsspiegel reichen, kann die Einrich¬ tung 1 auf einfache Weise unter Benützung eines Hebezeuges, wie z.B. einem Kran, ausgehoben werden. Anstelle von Seilen können natürlich auch Ketten, Stangen oder dergl. zum Ausheben der Einrichtung verwendet werden.

Fig.16 und Fig.17 zeigen in einer Seitenansicht und in Draufsicht eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrich¬ tung, bei der die Gasverteiler 2 an Trägern 7a angebracht sind, welche in Form von Stangen ausgebildet sind, die quer zur Längserstreckung der Gasverteiler verlaufen und am Boden 22 des Beckens, in welches die Einrichtung eingesetzt ist, angeordnet sind. Die Träger 7a sind dabei im dargestellten Fall mit Schrau¬ ben 44 am Boden 22 fixiert. Auch andere Fixierelemente, z.B. Schraubenbolzen, können zur Anbringung der Träger 7a vorgesehen werden. Die Gasverteiler 2 sind mit Klammern 45 an den Trägern 7a gehalten; die Klammern können mit Schrauben an den Trägern 7a fixiert sein. Auch hinsichtlich der Befestigung der Gasverteiler 2 an den Trägern 7a können andere Konstruktivlösungen vorgesehen werden. Die Anspeisung der Gasverteiler 2 erfolgt von Speiseroh¬ ren 5 aus, welche, wie ersichtlich, auch vertikal verlaufend angeordnet sein können, über Rohr- oder Schlauchverbindungen 25 und Anschlußelemente 26, welche in die Gasverteiler 2 einmünden. Im dargestellten Fall münden die Anschlußelemente 26 durch die poröse Folie in die Gasverteiler ein. Es ist aber auch ein Ein¬ münden durch die Basiswand der Gasverteiler möglich.

Fig.18 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Gasver¬ teiler 2 am Boden 22 des Beckens oder Behälters liegend angeord¬ net sind und von stangenartig ausgebildeten Trägern 7a gehalten sind, welche über den Gasverteilern 2 und quer zu deren Längser¬ streckung verlaufend angeordnet und am Boden 22 befestigt sind. Hierzu kann man, wie dargestellt, Schrauben 44 oder andere Befestigungsmittel, wie sie z.B. in Fig.14 dargestellt sind, vorsehen.

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum feinblasigen Eintrag von Gasen in Flüssig¬ keiten, insbesondere zum Eintrag von Luft in Abwasser, welche Einrichtung Gasverteiler (2) aufweist, welche aus einer mit einer porösen Folie (19) überdeckten länglichen Kammer (20) bestehen, die unter dem Flüssigkeitsspiegel angeordnet ist und der über ein Speiserohr (5) Gas zugeführt wird, welches durch die Folie (19) hindurch feinblasig in die Flüssigkeit austritt, welche Gasverteiler (2) an je für eine Gruppe von Gasverteilern vorgesehene Speiserohre (5) angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasverteiler (2) eine Basiswand (18) aus steif-stabilem Material, vorzugsweise Metall, aufweisen, welche eine Seite der von der porösen Folie (19) überdeckten Kammer (20) bildet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasverteiler (2), in Richtung ihrer Längserstreckung gesehen, mindestens an einer Seite an Trägern (7, 7a) angebracht sind, welche am Boden (22) eines Beckens oder Behälters, in welchem die Flüssigkeit begast werden soll, angeordnet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (7a) in Form von Stangen ausgebildet sind, welche quer zur Längsrichtung der Gasverteiler (2) verlaufend angeordnet und je mit mehreren Gasverteilern verbunden sind.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasverteiler (2) eine Länge von 1 m bis 8 m haben.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand benachbarter Gasverteiler (2) einer Gruppe, von Mitte zu Mitte gemessen, entsprechend der Beziehung

1/a > 2,5 gewählt ist, wobei 1 die Länge der Gasverteiler und a deren gegenseitiger Abstand ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (7, 7a) am Boden (22) des Beckens oder Behälters befestigt sind.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Speiserohr (5) ein Träger für die diesem Speiserohr zugeordneten Gasverteiler (2) ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Gasverteiler (2) zusammen mit Trägern (7a), welche in Form von Stangen ausgebildet sind, eine in das Becken oder den Behälter eingelegte, aushebbare Einheit bilden.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in Form von Stangen ausgebildeten Träger (7a) zu einem Rahmen zusammengefügt sind.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (7, 7a, 5) mit der Basiswand (18) der Gasverteiler (2) verbunden sind.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß vom Speiserohr (5) ausgehende Rohrverbindungen (23, 24) vorgesehen sind, welche in die Basiswand (18) der Gasverteiler (2) einmünden.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiserohre (5) über Rohr- oder Schlauchverbindungen (25) und Anschlußelemente (26), welche durch die poröse Folie (19) in die Gasverteiler (2) einmünden, mit den Gasverteilern (2) verbunden sind.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußelemente (26) an der Basiswand (18) der Gasverteiler (2) befestigt sind.

14. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasverteiler (2) tiefer als die Speise¬ rohre (5) angeordnet sind.

15. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiserohre (5) einzeln über Zuleitungen (6), in welche Absperreinrichtungen (17) eingefügt sind, an eine Gassammelleitung angeschlossen sind.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiserohre ( 5 ) unter dem Flüssigkeitsspiegel angeordnet sind und die Absperreinrichtungen (17) und die Gassammelleitung (16) über dem Flüssigkeitsspiegel angeordnet sind.