CH381619A - Einrichtung zur Oberflächenbelüftung von Flüssigkeiten - Google Patents

Description

  Einrichtung zur Oberflächenbelüftung von Flüssigkeiten    Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Ein  richtung zur Oberflächenbelüftung von Flüssigkeiten,  beispielsweise zur Behandlung von     Abwassern    nach  dem     Belebtschlammverfahren.     



  Es ist in diesem Zusammenhang bekannt,<B>Ab-</B>  wasser in einen Tank einzuführen, indem es dem  unteren Ende eines umgekehrten, abgestumpften Ke  gels zugeführt wird, welcher eine feststehende Hülle  um einen Ring von Flügeln bildet, der sich um eine  vertikale Achse dreht und der teilweise in die Flüssig  keit eintaucht, so dass das Abwasser nach aussen  über den Rand des Konus entweicht.  



  Das Arbeiten mit derartigen Einrichtungen hat  gezeigt, dass, während das Ausmass der Belüftung  der Flüssigkeit früher als notwendigerweise abhängig  von der Intensität der zirkulierenden Flüssigkeit, das  heisst des     Durchlaufes    betrachtet wurde, es möglich  ist, eine unerwartete intensive Belüftung dadurch zu  erreichen, dass die austretenden     Flüssigkeits-Teil-          ströme    durch Berührung mit geeigneten Organen  verteilt werden, und zwar entweder beim Verlassen  der rotierenden Schaufeln oder im Verlauf ihres  Weges.  



  Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun eine  andere und sehr wirksame Einrichtung um eine  intensive     Oberflächen-Belüftung,    z. B. von Abwasser,  aber auch von anderen Flüssigkeiten zu erreichen.  Das Ausmass der Belüftung ist dabei abhängig vom  Durchlauf der Flüssigkeit veränderlich.  



  Die erfindungsgemässe Einrichtung ist gekenn  zeichnet durch eine Mehrzahl von in Bezug aufein  ander versetzten Rührelementen, die um eine vertikale  Achse drehbar sind und herabhängende, teilweise in  die in einem Tank     befindliche    Flüssigkeit eintauchende  Schaufeln tragen.

      In der beiliegenden     Zeichung    sind einige bei  spielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegen  standes dargestellt, und zwar zeigen:       Fig.   <B>1</B> einen schematischen Querschnitt der Belüf  tungseinrichtung, wobei zwei beispielsweise Ausfüh  rungen des rotierenden Rührwerkes und der damit  zusammenwirkenden, feststehenden Platten darge  stellt sind;       Fig.    2 zeigt in perspektivischer Darstellung ver  schiedene Ausführungsformen der Rührelemente;       Fig.   <B>3</B> ist eine schematische Darstellung von anders  ausgebildeten Rührelementen;

         Fig.    4 ist eine Darstellung des oberen Teiles der       Fig.   <B>1,</B> jedoch mit zwei geänderten Ausführungen  der feststehenden Platten, und       Fig.   <B>5</B> zeigt in schematischer Darstellung eine  weitere Variante.  



  Die in     Fig.   <B>1</B> dargestellte Einrichtung dient zur  Behandlung von Abwasser, das sich in einem Tank<B>10</B>  befindet. Derselbe kann im     Grundriss    rechteckig oder  rund sein, oder irgend eine andere Form aufweisen.  Seine Wände<B>11</B> können vertikal oder geneigt ver  laufen und der Boden 12 kann eben oder konkav sein.  



  Dieser Tank<B>10</B> wird in bekannter Weise von  Stegen<B>13</B> oder von einer Plattform überbrückt,  welche den Getriebekopf 14 tragen. Letzterer ist mit  einer vertikalen Büchse<B>15</B> versehen, durch welche  hindurch die Spindel<B>16</B> nach unten ragt. Dieselbe  trägt einen Ring oder Stern<B>17,</B> an welchem ein kon  zentrischer, eine Art Nabe bildender Zylinder<B>18</B> fest  angeordnet ist. Der Zylinder<B>18</B> ist mit horizontalen  Armen<B>19</B> versehen, welche radial oder     tangential    zu  ihm verlaufen. Von jedem dieser Arme ragt eine  Anzahl von im Abstand angeordneten Schaufeln 20  nach unten, und zwar derart, dass sie unter das      normale (statische) Flüssigkeitsniveau 21 des<B>Ab-</B>  wassers im Tank<B>10</B> ragen.  



  In     Fig.   <B>1</B> sind diese Schaufeln als flache, vertikale  Streifen dargestellt, deren     Breitenausdehnung    in der  Längsrichtung der Arme<B>19</B> verläuft, welch' letztere  verhältnismässig kurz gehalten sein können. Die  Schaufeln 20 sind dann verhältnismässig nahe bei  einander angeordnet, wie dies aus dem linken Teil  der     Fig.   <B>1</B> ersichtlich ist. Die Arme<B>19</B> können aber  auch länger und die Schaufeln weiter auseinander  angeordnet sein, wie dies auf der rechten Seite der       Fig.   <B>1</B> gezeigt ist.  



       Fig.    2 zeigt verschiedene mögliche Schaufelformen,  die an einem Arm<B>19</B> angeordnet sind, der sich im  Sinne des eingezeichneten Pfeiles dreht. Die Schau  fel 20a besteht aus einem flachen, rechteckigen Metall  stück, ähnlich der benachbarten Schaufel 20, aber  sie ist so verwunden, dass die     Schaufelfläche    z. B.  etwa 45' in Bezug auf den Arm<B>19</B> geneigt ist. Die  beiden nächsten Schaufeln<B>20b,</B>     20c    sind     trapez-          förmig.    Die erste verläuft in der Ebene des Armes<B>19,</B>  die zweite ist wiederum verwunden.

   Die Schaufeln     20d     und     20e    weisen einen V-förmigen Querschnitt auf,  wobei beim erstgenannten Beispiel der Scheitel nach  vorne, im zweitgenannten Beispiel nach hinten gerich  tet ist. Eine äquivalente Anordnung würde durch  die Verwendung von zwei entgegengesetzt geneigten  flachen Streifen erhalten. Die beiden letzten dar  gestellten Schaufelformen<B>20f</B> und<B>20g</B> sind den  Schaufeln 20     bzw.    20a ähnlich, aber ihr unterer Teil  ist gabelartig in mehrere Zinken aufgeteilt.  



  Die an einem Arm<B>19</B> angeordneten Schaufeln  können gleich oder verschiedenartig ausgebildet sein.  Anstatt die Schaufeln im wesentlichen vertikal ver  laufen zu lassen, könnten sie auch einen Winkel  mit der Achse der Spindel<B>16</B> einschliessen.  



  Die     Eintauchtiefe    der Schaufeln 20 kann ver  ändert werden, sei es, dass die Schaufeln gegen  kürzere oder längere ausgewechselt werden, sei es,  dass die vertikale Lage der Arme<B>19</B> auf dem Zylin  der<B>18</B> verstellt wird. Die Drehung des     Rührers     bewirkt eine mehr oder weniger starke Bewegung der  Flüssigkeit. Die Intensität dieser Bewegung     nimm-          aber    in dem Masse ab, als der ganzen     Flüssigkeitst     masse eine drehende Bewegung erteilt wird.  



  Diesem Bestreben der Flüssigkeit, sich als ein  heitlicher Körper zu drehen, wirken die feststehenden  Platten oder Schaufeln 22 entgegen, die unterhalb  des Flüssigkeitsspiegels im Tank in Bezug auf die  Drehrichtung, oder     sonstwie    angeordnet sind. Diese  feststehenden Platten oder Schaufeln bestehen     zweck-          mässig    aus Holz, obwohl auch andere Materialien  zur Verwendung gelangen können. An der Oberseite  jeder Schaufel 22 ist eine Verlängerungsplatte<B>23</B>  angeordnet, die gegen das statische Flüssigkeits  niveau 21 hin oder von demselben weg verstellbar ist.  Die obere Kante jeder Platte<B>23</B> ist zweckmässig  gerade und horizontal, wie auf der linken Seite der       Fig.   <B>1</B> dargestellt.

   Sie kann aber auch, wie in     Fig.   <B>1</B>  rechts ersichtlich, mit Einschnitten 24 versehen sein,    in welche die Schaufeln 20 eintreten. Die zwischen  den Einschnitten vorhandenen Zähne oder Zinken  ragen dabei bis über den Flüssigkeitsspiegel 21.  



  Die beschriebene Einrichtung bewirkt eine inten  sive Belüftung der Flüssigkeit. Die zahlreichen Schau  feln 20 bewirken eine Aufteilung der Flüssigkeit in  Teilströme, die intensiv belüftet werden. Die Durch  dringung des ganzen Tankinhaltes mit Sauerstoff ist  unabhängig vom Durchlauf desselben. Der letztere  braucht nicht rascher zu erfolgen als nötig ist um  den aktivierten Schlamm in Suspension zu erhalten.  Die zum Antrieb erforderliche Kraft kann somit auf  einem Minimum gehalten werden und die Behandlung  weist einen sehr hohen Wirkungsgrad auf, da ein  ungewöhnlich grosser Anteil der zugeführten Kraft  zur Belüftung verwendet wird.  



  Die aufteilende Wirkung der an den Armen<B>19</B>  angebrachten Schaufeln 20, welche wie gesagt, die  Flüssigkeitsmasse in einzelne, vorwärts getriebene  Teilströme aufteilen, kann noch dadurch verbessert  werden, dass die Arme<B>19</B> mit zusätzlichen Schau  feln<B>25</B> versehen werden, welche in einem geringen  Abstand vom statischen Flüssigkeitsspiegel 21 enden.  Wie aus     Fig.   <B>3</B> ersichtlich, ist immer eine solche  Schaufel<B>25</B> zwischen zwei Schaufeln 20 angeordnet.  



  Der oben beschriebene     Rührer    kann in Verbindung  mit einer ganz oder teilweise eingetauchten Umlauf  leitung<B>26</B> verwendet werden, welche koaxial zur  Spindel<B>16</B> angeordnet ist und deren unteres Ende<B>27</B>  im Abstand vom Tankboden 12 endet, auf welchem  sie mittels Beinen<B>28</B>     (Fig.   <B>1)</B> abgestützt ist. Eine solche  Umlaufleitung bildet eine zweckmässige Stütze für die  feststehenden Schaufeln oder Platten 22. Dieselben  müssen in diesem Falle nicht an der Wand<B>11</B> oder  am Boden 12 des Tanks befestigt werden.

   Die unteren  Kanten der Schaufeln 22 können dann auch, wie aus       Fig.   <B>1</B> ersichtlich, verhältnismässig hoch angeordnet  werden, damit die zirkulierende Flüssigkeit     unbem     hindert zum unteren Ende<B>27</B> der Leitung<B>26</B> ge  langen kann.  



  Die Zirkulation kann durch die Verwendung von  verschränkten Schaufeln 20a,     20c    oder<B>20g</B> unter  stützt werden, welche das Bestreben haben, die  Flüssigkeit gegen die Tankwand<B>11</B> zu bewegen.  Eine     Abwärtsströmung    der Flüssigkeit kann dadurch  bewirkt werden, dass die oberen Teile der feststehen  den Schaufeln in der Drehrichtung des     Rührers     geneigt ausgebildet werden, wie dies bei 22a rechts  in     Fig.    4 dargestellt ist. Umgekehrt kann einer solchen  Abwärtsbewegung nötigenfalls entgegengewirkt wer  den, indem eine horizontale Membrane<B>29</B> auf den  feststehenden Schaufeln 22 oder dem zentralen Um  laufrohr<B>26</B> angeordnet wird, wie dies links in     Fig.    4  dargestellt ist.

   Bei dieser letzteren Anordnung wird  lediglich die oberste Flüssigkeitsschicht durch die  rotierenden Schaufeln 20 umgerührt.  



  Oberhalb der Umlaufleitung<B>26</B> kann irgend ein  mit Leitschaufeln versehener Konus vorgesehen sein,  welcher mit der Spindel<B>16</B> verbunden ist. Die Flüssig  keit wird dadurch nach aussen gegen die rotierenden      Schaufeln 20 geschleudert, wodurch die Belüftung  verbessert wird.  



  Bei der in     Fig.   <B>1</B> dargestellten zweckmässigen       Ausführungsforin    ist ein abgestumpfter Kegel<B>30</B>  vorgesehen, dessen unterer Rand den oberen Rand  des Rohres<B>26</B> beidseitig übergreift, während sein  oberer Rand leicht oberhalb des statischen Flüssig  keitsspiegels endet. Die     Leitschaufeln   <B>31</B> am Kegel<B>30</B>  verbinden den letzteren mit dem Deckel<B>32,</B> der die  Form eines auf der Spitze stehenden Kegels aufweist.  Dieser Deckel ist am Ring oder Stern<B>17</B> befestigt und  er kann den Zylinder<B>18</B> tragen.  



  Am unteren Ende der Spindel<B>16</B> kann ein unter  halb des Flüssigkeitsspiegels     befindlicher    Propeller<B>33</B>       (Fig.   <B>5)</B> angeordnet sein, welcher ähnlich wie der mit  Schaufeln versehene Kegel<B>30</B> eine radiale Zirkulation  des Tankinhaltes, ebenfalls zusätzlich zu der durch  die Schaufeln 20 erzeugten Drehbewegung der Flüssig  keitsmasse erzeugt. Über dem Propeller ist     zweck-          nlässig    ein auf der Spitze stehender Kegelmantel oder  Deckel<B>32</B> vorgesehen. Der Propeller<B>33</B> erzeugt in  dem zentralen Umlaufrohr 34, in welchem die fest  stehenden Platten 22 befestigt sein können, einen  nach unten oder nach oben gerichteten     Flüssigkeits-          Strom.  

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH</B> Einrichtung zur Oberflächenbelüftung von<B>Flüssig-</B> keiten, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von in Bezug aufeinander versetzten Rührelementen<B>(19),</B> die um eine vertikale Achse drehbar sind und her abhängende, teilweise in die in einem Tank<B>(10)</B> befindliche Flüssigkeit eintauchende Schaufeln (20) tragen. <B>UNTERANSPRÜCHE</B> <B>1.</B> Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass jedes Rührelement einen sich von einer Nabe nach aussen erstreckenden Arm<B>(19)</B> umfasst. 2. Einrichtung nach Unteranspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Arm<B>(19)</B> eine Mehr zahl von nebeneinander angeordneten, aus Material streifen gebildeten Schaufeln (20) vorgesehen sind.

   <B>3.</B> Einrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (20,<B>20b)</B> parallel zum Arm<B>(19)</B> verlaufen, an welchem sie ange ordnet sind. 4. Einrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (20a, 20c) in Bezug auf die Vertikalebene durch den sie tragenden Arm<B>(19)</B> verschränkt sind. <B>5.</B> Einrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (20b, 20e) trapez- förmig sind. <B>6.</B> Einrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (20d, 20e) im Querschnitt V-förmig sind.

   <B>7.</B> Einrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen<B>je</B> zwei Schaufeln (20) zusätzliche, kürzere Schaufeln<B>(25)</B> vorgesehen sind, die oberhalb des normalen statischen Flüssigkeits spiegels (21) im Tank<B>(10)</B> enden. <B>8.</B> Einrichtung nach Unteranspruch 2, gekenn zeichnet durch untergetauchte, feststehende Schau feln (22), welche einer allgemeinen Umdrehung des Tankinhaltes entgegenwirken. <B>9.</B> Einrichtung nach Unteranspruch<B>8,</B> dadurch gekennzeichnet, dass am oberen Teil jeder fest stehenden Schaufel (22) eine Verlängerungsplatte<B>(23)</B> angeordnet ist, die in Bezug auf die beweglichen Schaufeln (20) einstellbar ist.

   <B>10.</B> Einrichtung nach Unteranspruch<B>8,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite der feststehenden Schaufeln geschlitzt ist, wobei die unteren Teile der beweglichen Schaufeln (20) in diese Schlitze eintreten. <B>11.</B> Einrichtung nach den Unteransprüchen<B>9</B> und<B>10,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze in der Verlängerungsplatte<B>(23)</B> vorgesehen sind. 12. Einrichtung nach Unteranspruch<B>8,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die feststehenden Schaufeln (22) eine horizontale Membrane<B>(29)</B> tragen, welche einer radialen Zirkulation des Tankinhaltes zufolge der Wirkung der Rührschaufeln (20) entgegenwirkt.

   <B>13.</B> Einrichtung nach Unteranspruch<B>8,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die feststehenden Schaufeln (22) mindestens teilweise entgegen der Drehrichtung der Arme<B>(19)</B> geneigt sind, um die sich unter dem Ein- fluss der rotierenden Schaufeln (20) bewegende Flüssig keit nach unten zu richten. 14. Einrichtung nach Patentanspruch, gekenn zeichnet durch einen drehbar gelagerten, zentral angeordneten Kegel<B>(30),</B> der in teilweise in die Flüssigkeit eingetauchtem Zustand rotiert und der Flüssigkeit durch Zentrifugalwirkung gegen die Rühr- elemente <B>(19)</B> richtet.

   <B>15.</B> Einrichtung nach Patentanspruch, gekenn zeichnet durch einen koaxial zu den Rührelementen <B>(19)</B> angeordneten Propeller<B>(33),</B> der einen vertikalen Flüssigkeitsstrom erzeugt. <B>16.</B> Einrichtung nach Patentanspruch, gekenn zeichnet durch ein zentral angeordnetes Umlauf rohr<B>(26,</B> 34), dessen unteres Ende sich im Abstand vom Tankboden (12) befindet und an dessen oberem Ende ein einen Flüssigkeitsumlauf bewirkendes Organ <B>(30, 33)</B> angeordnet ist. <B>17.</B> Einrichtung nach Unteranspruch<B>16,</B> dadurch gekennzeichnet dass die feststehenden Schaufeln (22) am zentralen Umlaufrohr<B>(26,</B> 34) angeordnet sind.