CH617870A5 - Appliance for aerating sewage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäss Oberbe- ' griff des Patentanspruchs 1.

Derartige Vorrichtungen werden zur Reinigung von Abwasser in Gegenwart von biologisch aktivem Schlamm verwendet und sind z. B. aus der DE-OS 1 932 640 und der NL-OS 7 301 201 bekannt. Sie arbeiten mit Wasserstrahlen, die unter einem bestimmten Winkel auf die Wasseroberfläche auftreffen. In der DE-OS wird der genannte Schlamm mit Hilfe eines Rohrpropellers in Suspension gehalten; die Was-serstrahlen sorgen für den Sauerstoffeinschlag. In der "NL-OS wird mit Hilfe der Wasserstrahlen, die man unter dem richtigen Winkel und mit der richtigen Geschwindigkeit auf die Oberfläche auftreffen lässt, Sauerstoff in das Wasser eingebracht und der Schlamm in Suspension gehalten. Diese haben zwei Nachteile:

1. Wegen der grossen, dem Belüftungsbecken wieder zuzuführenden Wassermengen sind vor allem bei grösseren Reinigungsanlagen, zahlreiche Wasserstrahlen notwendig. Diese Wasserstrahlen können zu einer starken Lärmbelästigung der Umgebung führen.

2. Daneben kommt es bei der Wasserbelüfung mit Hilfe von Wasserstrahlen zu einer gewissen Nebelbildung in der Luft. Auch dieser Nebel kann die Umgebung sehr belästigen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, die die Nachteile bekannter Ausführungen vermeidet und die insbesondere die Erzeugung von Lärm und Nebel auf ein Mindestmass beschränkt. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 definierten Massnahmen gelöst.

Die Lage der Öffnungen zum Ansaugen von Luft ist nicht besonders kritisch. Eine Bedingung ist bloss, dass sie sich völlig oberhalb der Wasseroberfläche befinden müssen. Ein optimales Ergebnis in bezug auf Lärmschutz und Verringerung der

Nebelbildung wird erreicht, indem man die genannten Öffnungen in den Abdeckmitteln in der Nähe der Austrittsöffnungen anbringt. Die Luftansaugöffnungen müssen mindestens so gross und zahlreich sein, dass die Luftzufuhr den Wirkungsgrad der Vorrichtung nicht verringert.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den Patentansprüchen 2 bis 4 umschrieben.

Vorzugsweise befinden sich die Luftansaugöffnungen an der der Wasseroberfläche zugekehrten Seite der Abdeckmittel. In manchen Fällen können sich diese Öffnungen auch an den Plattenenden befinden und sind vorzugsweise mit einer schalldämpfenden Konstruktion ausgestattet.

Bei der vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 4 nimmt der Wirkungsgrad der Vorrichtung überhaupt nicht ab, obwohl Lärmbelästigung und Nebelbildung erheblich verringert werden. Es sei an dieser Stelle noch bemerkt, dass nach der US-PS 3 840 457 die Wasserstrahlen zu einem geringen Teil von einem Rohr umgeben sind. Dieses Rohr dient zur Steigerung des Wirkungsgrades des Sauerstoffeinschlags, ist jedoch im Bereich der Wasseroberfläche offen oder nahezu offen. Im Gegensatz dazu bezwecken die hier verwendeten Abdeckmittel, die Lärmbelästigung und die Nebelbildung auf ein Mindestmass zu beschränken, ohne dass die Wirkung der Wasserstrahlen gemäss NL-OS beeinträchtigt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass einerseits der Durchmesser des Dämpfers genügend gross bemessen und zum anderen sein eingetauchter Endabschnitt möglichst kurz gehalten wird. Die erfindungsge-mässe Vorrichtung wirkt also nicht als Injektor.

Die Ausführung der Austrittsöffnungen ist nicht von wesentlicher Bedeutung. Jede bekannte Ausführungsform ist möglich, vorausgesetzt, dass die Bedingung in bezug auf den Rohrdurchmesser und den Durchmesser des Wasserstrahls erfüllt wird. Bevorzugt werden Austrittsöffnungen in Form von im Rückleitungsrohr angeordneten Löchern, mit deren Hilfe die Wasserstrahlen unter einen Winkel von etwa 5 bis 60°, vorzugsweise von 40 bis 60°, auf die Wasseroberfläche auftreffen. Die Abdeckmittel können aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden. Bei Anwendung von Abdeckmitteln in Form von Platten ist Benutzung eines elastischen Kunststoffes oder Kautschuks, wie z. B. eines EPDM-Kautschuks, eines Po-lyolefins oder einer Kombination dieser Stoffe, mit Vorteilen verbunden. Wegen vieler Vorteile, wie Witterungsbeständigkeit und Steifigkeit, ist der thermoplastische Kautschuk «Keltan TP» besonders geeignet. Ein weiterer Vorteil ist, dass die daraus hergestellten Platten genügend flexibel sind, so dass sie sich wechselnden Wasserständen im Belüftungsbecken anpassen können, weil die Plattenenden wegen des niedrigen spezifischen Gewichts des Materials auf dem Wasser schwimmen können. Auch kann so eine Leichtbauweise erzielt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Luftansaugöffnungen mit Mitteln zum zeitweiligen Unterbrechen der Luftansaugung versehen. In diesem Fall ist es möglich, Abwasser abwechselnd aerob und anaerob zu reinigen.

Bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstands werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben, dabei zeigen schematisch:

Fig. 1 und 2 eine erste Vorrichtung ausschnittsweise in schaubildlicher Darstellung bzw. in Stirnansicht,

Fig. 3 ein Belüftungsbecken mit zwei ersten Vorrichtungen in Draufsicht und

Fig. 4 eine zweite Vorrichtung in ähnlicher Darstellung wie in Fig. 2.

Die erste Vorrichtung weist ein Rückleitungsrohr 1 auf, das an nichtdargestellte Mittel zum Einpumpen eines Wasseranteils aus einem Belüftungsbecken angeschlossen ist. Am Rückleitungsrohr 1 sind Abdeckmittel in Form von zwei Abdeckplatten 2, 3 befestigt, deren äussere Längsrandabschnitte 4 auf

5

10

15

'20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

617 870

dem Wasser treiben oder bis zu einem gewissen Grade ins Wasser eintauchen. Das Rückleitungsrohr 1 ist längs einer Erzeugenden mit Austrittsöffnungen 5 versehen, aus denen Wasserstrahlen austreten und unter einem Winkel von etwa 5 bis 60° auf die Wasseroberfläche auftreffen. Pfeil 7 bezeichnet die Strömungsrichtung des Wassers.

Wie Fig. 2 zeigt, reichen die Abdeckplatten 2, 3 bis knapp unter die Wasseroberfläche. Die hintere Platte 2 ist in regelmässigen Abständen mit Öffnungen 6 zum Ansaugen von Luft versehen.

In Fig. 3 ist ein Belüftungsbecken 8 mit Zu- und Abfuhrleitungen 9 bzw. 10 und zwei Rückleitungsrohren I versehen, die an Pumpen 11 angeschlossen sind, um Wasseranteile aus dem Belüftungsbecken herauszupumpen und den Rückleitungsrohren 1 zuzuführen. Die Zuleitung 9 ist saugseitig an die zugeordnete Pumpe 11 angeschlossen.

In Fig. 3 ist nur eine der beiden Abdeckplatten 3 sichtbar.

Die Öffnungen 6 zum Ansaugen der Luft befinden sich in der verdeckten Abdeckplatte 2 und an den Seiten.

Beispiel 1 (Fig. 4)

5 Es wurden Messungen mit einem Wasserstrahl, der in einem runden Behälter mit einem Inhalt von 1 m3 unter einem Winkel von 60° auf die Wasseroberfläche auftrifft, vorgenommen. Der Durchmesser D der Austrittsöffnung 5 betrug stets 23,6 mm. Die Tabelle enthält die Messergebnisse bei An-lo wendung von Abdeckmitteln, die aus runden Abdeckrohren 20 mit unterschiedlichem Durchmesser bestehen, die koaxial zur Austrittsöffnung 5 angeordnet sind.

Es wurden sowohl der lichte Durchmesser d des Abdeckrohrs 20 als auch die Eintauchtiefe a variiert. Der Wirkungs-15 grad desselben Wasserstrahls jedoch ohne Abdeckrohr 20 wurde zu 100% angenommen. Dabei fand Nebelbildung statt, insbesondere bei ungünstiger Witterung.

Tabelle

Versuch d

a

02-Wirkungs-

Nebelbildung

Nr.

(mm)

(mm)

grad (%)

1

35 •

50

77

Nicht feststellbar

2

53

50

93

Nicht feststellbar

3

53

20

97

Nicht feststellbar

4

72

50

99

Nicht feststellbar

Ohne Abdeckrohr 20 war die Nebelbildung auch stark von 30 dem Winkel abhängig, unter dem der Wasserstrahl auf die Wasseroberfläche auftrifft. Bei sehr kleinen Winkeln, d. h. bei Winkeln von weniger als 20°, trat starke Nebelbildung auf. Bei Winkeln von 40 bis 60° war die Nebelbildung schon geringer und nur bei ungünstiger Witterung, wie stürmischem Wind und 35 dergleichen, störend.

Bei allen Versuchen mit Abdeckmitteln war der Schallpegel mindestens auf die Hälfte reduziert. Die Folge dieser Tatsache ist, dass ser Schallpegel der Wasserstrahlen unter den Pegel der in der Umgebung aufgestellten Apparaturen zu lie- 40 gen kam, so dass eine weitere Verringerung nicht erforderlich war.

Auch haben die Nebel- und Aerosolbildung stark abgenommen. Aus der Tabelle geht hervor, dass der Wirkungsgrad bei d/D >3 innerhalb des Messfehlers dem Wirkungsgrad bei 45 fehlendem Abdeckmittel entspricht.

Beispiel 2

Eine Reihe von Versuchen wurde sowohl mit als auch ohne Abdeckplatten 2, 3 ausgeführt. Das Rückleitungsrohr 1 war mit sieben Austrittsöffnungen 5 mit einem Durchmesser von je 130mm versehen. Die Wasserstrahlen trafen unter einem Winkel von 60° auf die Wasseroberfläche auf. Bei ungünstiger Witterung traf ohne Abdeckplatten 2, 3 etwas Nebelbildung auf. Bei Verwendung der Abdeckplatten 2, 3 war der Wirkungsgrad des Sauerstoffeinschlags 97 %, was in Anbetracht der Messgenauigkeit bei dieser Art von Messungen nicht signifikant von 100% abweicht. Der von den Wasserstrahlen produzierte Schall wurde durch die Abdeckplatten 2, 3 mindestens um 10 dB(A) geschwächt, und auch bei sehr ungünstigem Wetter trat dabei keine Nebelbildung mehr auf.

s

2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

617 870

1. Vorrichtung zum Belüften von Wasser, insbesondere Abwasser, mit einem Belüftungsbecken und mit Mitteln, um jeweils einen Anteil des Wassers aus dem Belüftungsbecken zu pumen und durch mindestens ein Rückleitungsrohr strahlenförmig in das Belüftungsbecken zurückzufordern, dadurch gekennzeichnet, dass am Rückleitungsrohr (1) um dessen Austrittsöffnungen (5), durch die der Wasseranteil in das Belüftungsbecken (8) zurückgefördert wird, ein oder mehrere Abdeckmittel (2, 3, 20) vorhanden sind, die mindestens bis an die Wasseroberfläche reichen und das Profil der Wasserstrahlen nicht berühren und dass mindestens eine Öffnung (6) zum Ansaugen von Luft vorhanden ist.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckmittel Abdeckplatten (2, 3) aufweisen, die zu beiden Seiten der Austrittsöffnungen (5) am Rückleitungsrohr (1) und parallel zu diesem befestigt sind, und dass mehrere Öffnungen (6) zum Ansaugen der Luft vorhanden sind (Fig. 1 bis 3).

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckmittel ein koaxial zu jeder Äustritts-öffnung (5) angeordnetes Abdeckrohr (20) aufweisen, dessen Durchmesser grösser ist als der maximale Durchmesser des zugeordneten Wasserstrahls, das bis unter die Wasseroberfläche reicht und mindestens eine Öffnung (21) zum Ansaugen von Luft aufweist (Fig. 4).

4. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (d) des Abdeckrohrs (20) mindestens dreimal so gross ist wie der Durchmesser (D) der zugeordneten Austrittsöffnung (5).