Einrichtung zum Umwälzen und Belüften von Wasser Die vorliegende Erfindung betrifft eine Weiterent wicklung der im Hauptpatent beschriebenen Einrichtung zum Umwälzen und Belüften von Wasser, insbesondere von Abwasser in Kläranlagen.
Gemäss dem Patentanspruch des Hauptpatentes ist im Zentrum eines Belüftungsbeckens im Bereich des Wasserspiegels ein durch einen Motor angetriebenes Belüftungsrad mit senkrechter Achse angeordnet.
Es hat sich nun gezeigt, dass das durch einen Motor angetriebene Belüftungsrad eine wirbelartig sich drehen de, von unten nach oben gerichtete Strömung im Belüf tungsbecken verursacht, die grosse Kräfte in sich birgt. Diese Strömung wird nun bei der erfindungsgemässen Einrichtung dazu verwendet, Belebtschlamm aus dem Nachklärbecken in das Belüftungsbecken zu befördern.
Bei den bekannten Kläranlagen dieser Art wird der Belebtschlamm aus dem Nachklärbecken durch eine separate Förderpumpe in das Belüftungsbecken geför dert. Die erfindungsgemässe Anordnung ermöglicht es, eine separate Förderpumpe mit separatem Motor einzu sparen, wodurch die Investitionskosten der Anlage klei ner sind. Ferner wird durch den Wegfall einer separaten Förderpumpe elektrische Energie eingespart. Es hat sich Gezeigt, dass durch die Verwendung des Belüftungsrades zur Förderung des Belebtschlammes aus dem Nachklär- becken in das Belüftungsbecken die aufgenommene Lei stung des Motors, der das Belüftungsrad antreibt, nicht ansteigt.
Die erfindungsgemässe Einrichtung zeichnet sich ge- mäss der vorliegenden Erfindung dadurch aus, dass unter dem Belüftungsrad am Boden des Belüftungsbeckens ein kegelförmiger, mit der Spitze gegen das Belüftungsrad gerichteter Ansatz angeordnet ist, mit einer koaxial zur Kegelachse angeordneten Bohrung, die über einen Kanal mit dem Nachklärbecken verbunden ist, so dass unter der Saugwirkung des Belüftungsrades der im Nachklärbek- ken abgesetzte Schlamm in das Belüftungsbecken ge langt.
Bei einer zweckmässigen Ausführungsform kann in der Bohrung des Kegels eine Förderschnecke angeordnet sein, die ein an der Spitze des Kegels angeordnetes Flügelrad aufweisen kann, das durch die vom Belüftungs- rad erzeugte Wasserströmung angetrieben wird, so dass sich die Förderschnecke dreht und den Schlamm aus dem Nachklärbecken in das Belüftungsbecken fördert.
Diese Verwendung des Belüftungsrades hat unter an derem den Vorteil, dass die Förderung des Belebtschlam- mes aus dem Nachklärbecken in das Belüftungsbecken in gewissem Grade in Abhängigkeit von der Belüftung erfolgt, d.h. bei stärkerer Belüftung, z.B. wenn das Belüftungsrad sich schneller dreht, wird auch mehr Schlamm gefördert und umgekehrt.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen An ordnung ist im folgenden anhand der beigefügten Zeich nung ausführlich beschrieben. In der einzigen Figur der Zeichnung ist ein senkrechter Schnitt durch das erfin- dungsgemässe Belüftungsbecken gezeigt.
Das Belüftungsbecken besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Behälter 10, dessen unterer Teil Abschrägungen 11 aufweist. Dieser Behälter wird vor zugsweise aus Beton hergestellt. Über dem Behälter 10 ist eine Deckplatte 12 angeordnet. Statt dieser Deckplatte 12 kann auch lediglich ein Träger angeordnet sein zur Aufnahme des Belüftungsrades 13, das durch einen Motor 14 angetrieben wird. Dieser Motor 14 ist bei der vorliegenden Ausführungsform in der Mitte der Deckplat te 12 über derselben angeordnet, während sich das durch diesen Motor angetriebenen Belüftungsrad 13 unter der Deckplatte 12 in der Höhe des Wasserspiegels befindet.
Senkrecht unter dem Belüftungsrad 13 ist am Boden des Behälters 10 ein kegelförmiger Ansatz 15 vorgesehen, dessen Achse koaxial zur Verlängerung der Achse des Belüftungsrades angeordnet ist. Dieser kegelförmige An satz 15 weist eine Bohrung 16 auf, die ebenfalls koaxial zur Achse des Belüftungsrades angeordnet ist. Diese Bohrung 16 des kegelförmigen Ansatzes 15 mündet in einen Kanal 17, der an die Austrittsöffnung eines nicht dargestellten Nachklärbeckens angeschlossen ist.
In der Bohrung 16 kann gemäss einer zweiten Aus führungsvariante eine Förderschnecke 18 gelagert sein, an deren oberen Ende ein Flügelrad 19 starr befestigt ist.
Der kegelförmige Ansatz 15 hat die Aufgabe, das Wasser im Belüftungsbecken 10 vom Boden desselben gegen das Belüftungsrad 13 zu lenken und dadurch Wirbel und Strömungsverluste zu vermeiden.
Durch diese Strömung des Wassers vom Boden des Belüftungsbeckens gegen das Belüftungsrad entsteht in der Bohrung 16 im Innern des kegelförmigen Ansatzes 15 ein Unterdruck, so dass Belebtschlamm aus dem Nach klärbecken in das Belüftungsbecken 10 durch den Kanal 17 und die Bohrung 16 gelangen kann.
Die Spitze des kegelförmigen Ansatzes 15 liegt zwar um etwa einen Meter tiefer als der Wasserspiegel des Nachklärbeckens, da aber im Betrieb der Kläranlage der Wasserspiegel des Belüftungsbeckens etwa um 25 cm höher ist als der Wasserspiegel des Nachklärbeckens, so würde ohne die- erwähnte Strömung das Wasser oder der Schlamm im Kanal 17 eher in der umgekehrten Richtung fliessen.
Sobald hingegen das Belüftungsrad angetrieben wird, strömt das Wasser im Belüftungsbecken in der beschriebenen Weise in der Mitte des Belüftungsbeckens vom Boden desselben gegen das Belüftungsrad und fördert dabei den Belebtschlamm aus dem Nachklärbek- ken in das Belüftungsbecken. Die Menge des geförderten Schlammes kann durch einen in der Zeichnung nicht dargestellten Schieber im Kanal 17 reguliert werden.
Falls notwendig, kann mittels einer zusätzlichen Pum pe überschüssiger Schlamm abgesaugt werden. Durch diese zusätzliche Pumpe kann der Schlamm ebenfalls vom Nachklärbecken zum Belüftungsbecken gefördert werden. Im Notfalle kann mit dieser Pumpe das Belüf tungsbecken entleert werden.
Gemäss der anderen Ausführungsvariante wird die Förderung des Belebtschlammes aus dem Nachklärbek- ken in das Belüftungsbecken 10 durch die Förderschnek- ke 18 bewirkt.
Der Antrieb dieser Förderschnecke 18 erfolgt durch das Flügelrad 19, das seinerseits durch die erwähnte Wasserströmung im Belüftungsbecken angetrieben wird.
Device for circulating and aerating water The present invention relates to a further development of the device described in the main patent for circulating and aerating water, in particular waste water in sewage treatment plants.
According to the patent claim of the main patent, a motor-driven aeration wheel with a vertical axis is arranged in the center of an aeration basin in the area of the water level.
It has now been shown that the ventilation wheel, driven by a motor, causes a vortex-like rotating de, from bottom to top directed flow in the ventilation basin, which harbors great forces. This flow is now used in the device according to the invention to convey activated sludge from the secondary clarifier into the aeration tank.
In the known sewage treatment plants of this type, the activated sludge from the secondary clarifier is geför changed by a separate feed pump in the aeration tank. The arrangement according to the invention makes it possible to save a separate feed pump with a separate motor, whereby the investment costs of the system are kleini ner. Furthermore, the elimination of a separate feed pump saves electrical energy. It has been shown that the use of the aeration wheel to convey the activated sludge from the secondary clarification tank into the aeration tank does not increase the power absorbed by the motor that drives the aeration wheel.
The device according to the invention is characterized according to the present invention in that under the ventilation wheel on the bottom of the ventilation basin a conical extension is arranged, with the tip directed towards the ventilation wheel, with a bore arranged coaxially to the cone axis, which is connected to the via a channel Secondary clarification basin is connected, so that the sludge deposited in the secondary clarification basin reaches the aeration basin under the suction effect of the aeration wheel.
In a useful embodiment, a screw conveyor can be arranged in the bore of the cone, which can have an impeller arranged at the tip of the cone, which is driven by the water flow generated by the ventilation wheel, so that the screw conveyor rotates and the sludge from the Secondary clarifier promotes in the aeration basin.
This use of the aeration wheel has the advantage, among other things, that the activated sludge is conveyed from the secondary clarifier into the aeration tank to a certain extent depending on the aeration, i.e. with stronger ventilation, e.g. if the aeration wheel turns faster, more sludge is pumped and vice versa.
An embodiment of the inventive arrangement is described in detail below with reference to the accompanying drawing. The single figure of the drawing shows a vertical section through the aeration basin according to the invention.
The aeration basin consists essentially of a cylindrical container 10, the lower part of which has bevels 11. This container is preferably made of concrete before. A cover plate 12 is arranged above the container 10. Instead of this cover plate 12, only one carrier can be arranged for receiving the ventilation wheel 13, which is driven by a motor 14. This motor 14 is arranged in the present embodiment in the middle of the Deckplat te 12 above the same, while the fan wheel 13 driven by this motor is located under the cover plate 12 at the level of the water level.
A conical projection 15 is provided vertically below the ventilation wheel 13 on the bottom of the container 10, the axis of which is arranged coaxially to the extension of the axis of the ventilation wheel. This conical to set 15 has a bore 16 which is also arranged coaxially to the axis of the ventilation wheel. This bore 16 of the conical extension 15 opens into a channel 17 which is connected to the outlet opening of a secondary clarifier, not shown.
According to a second variant embodiment, a screw conveyor 18 can be mounted in the bore 16, at the upper end of which an impeller 19 is rigidly attached.
The conical extension 15 has the task of directing the water in the aeration basin 10 from the bottom of the same towards the aeration wheel 13 and thereby avoiding eddies and flow losses.
This flow of water from the bottom of the aeration basin against the aeration wheel creates a negative pressure in the bore 16 in the interior of the conical extension 15, so that activated sludge can get from the secondary clarifier into the aeration basin 10 through the channel 17 and the bore 16.
The tip of the conical extension 15 is about one meter lower than the water level of the secondary clarifier, but since the water level of the aeration tank is about 25 cm higher than the water level of the secondary clarifier when the sewage treatment plant is in operation, the water would be without the flow mentioned or the sludge in channel 17 tends to flow in the opposite direction.
As soon as the aeration wheel is driven, however, the water in the aeration basin flows in the manner described in the middle of the aeration basin from the bottom of the aeration basin against the aeration wheel and conveys the activated sludge from the secondary clarification basin into the aeration basin. The amount of sludge conveyed can be regulated by a slide valve (not shown in the drawing) in channel 17.
If necessary, excess sludge can be extracted using an additional pump. This additional pump can also be used to convey the sludge from the secondary clarifier to the aeration tank. In an emergency, the aeration basin can be emptied with this pump.
According to the other embodiment variant, the activated sludge is conveyed from the secondary clarification tank into the aeration tank 10 by the conveyor screw 18.
This screw conveyor 18 is driven by the impeller 19, which in turn is driven by the aforementioned water flow in the aeration basin.