DD224231A1

DD224231A1 - DEVICE FOR GASIFICATION OF LIQUIDS

Info

Publication number: DD224231A1
Application number: DD84263985A
Authority: DD
Inventors: Peter Liedke; Klaus Haenel; Gert Felgner; Volker Hettler
Original assignee: Wassertech Forschung
Priority date: 1984-06-08
Filing date: 1984-06-08
Publication date: 1985-07-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Begasung von Fluessigkeiten. Dabei handelt es sich um Fluessigkeiten, die in einem schacht- oder turmartigem Vertikalreaktor behandelt werden. Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Begasungsvorrichtung, bei der Eintragstiefe und Volumenstrom des eingetragenen Gases in Abhaengigkeit vom Bedarf frei regelbar sind und die Umwaelzgeschwindigkeit im Reaktor unabhaengig von der Begasung eingestellt werden kann. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, auf die Umwaelzung im Vertikalreaktor aufgrund von durch die Tiefe des Gaseintrages bewirkten Dichtedifferenzen zu verzichten und die Umwaelzung durch andere Mittel zu erreichen. Dabei erfolgt der Gaseintrag ueber einen Zusatzfallschenkel, der in einer bestimmten Tiefe in den Fallschenkel des Reaktors einmuendet. Moegliche Anwendungsgebiete der Erfindung sind Behandlungen von Fluessigkeiten in Reaktoren, denen Gase zugefuehrt werden. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die biologische Abwasserbehandlung nach dem Belebtschlammprinzip. Die Erfindung ist auch fuer andere physikalische, chemische und biologische Umsetzungsprozesse geeignet. Fig. 1The invention relates to a device for fumigation of fluids. These are liquids that are treated in a shaft or tower-like vertical reactor. The aim of the invention is to provide a gassing device, wherein the depth of entry and volume flow of the gas introduced depending on the needs are freely controllable and the Umwälzgeschwindigkeit can be set in the reactor regardless of the fumigation. The object of the invention is to dispense with the circulation in the vertical reactor due to caused by the depth of the gas inlet density differences and to achieve the circulation by other means. In this case, the gas is introduced via an auxiliary leg, which inserts into the leg of the reactor at a certain depth. Possible fields of application of the invention are treatments of liquids in reactors to which gases are supplied. A preferred field of application is the biological wastewater treatment according to the activated sludge principle. The invention is also suitable for other physical, chemical and biological conversion processes. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft die Begasung von Flüssigkeiten in einem schacht-oder turmartigen Vertikalreaktor. Sie ist insbesondere geeignet zur Behandlung von Abwasser nach dem Belebungsverfahren, bei dem eine hohe Sauerstoffausnutzung erreicht werden soll und für die Kläranlage nur wenig Fläche zur Verfügung steht. Die Erfindung ist auch für andere physikalische, chemische und biologische Umsetzungsprozesse geeignet, bei denen Gase zugeführt werden müssen.The invention relates to the gassing of liquids in a shaft-type or tower-type vertical reactor. It is particularly suitable for the treatment of wastewater after the activation process in which a high oxygen utilization is to be achieved and for the treatment plant only a small amount of surface area available. The invention is also suitable for other physical, chemical and biological conversion processes in which gases have to be supplied.

Characteristic of the known technical solutions

Zur Begasung von Flüssigkeiten sind die Druckbegasung und die Oberflächenbegasung bekannt. Bei Oberflächenbegasern kommen z. B. die Begasungs- oder Belüftungskreisel zum Einsatz. Bei Druckbegasung wird das Gas in einer bestimmten Tiefe in die Flüssigkeit eingedrückt und steigt in der Regel mit der Zirkulationsströmung der Flüssigkeit aufwärts zur Oberfläche. Beiden Begasungsprinzipien ist als Nachteil gemeinsam:For fumigation of liquids, the pressure fumigation and the surface fumigation are known. For surface gassing z. B. the gassing or aeration gyro used. When pressure is applied to the gas at a certain depth is pressed into the liquid and increases usually with the circulation flow of the liquid up to the surface. Both fumigation principles have one drawback in common:

— Eintrag relativ großer Gasbläschen und kurze Aufenthaltszeit der Gasbläschen in der Flüssigkeit, dadurch Lösung, d.h. Ausnutzbarkeit, nureines geringen Anteils des Gases in der Flüssigkeit (z.B. beim o.g. Belebtschlammprinzip ca. 5 bis 10% des eingetragenen Sauerstoffs),- Entry of relatively large gas bubbles and short residence time of the gas bubbles in the liquid, thereby solution, i. Exploitability, only a small proportion of the gas in the liquid (for example in the above activated sludge principle about 5 to 10% of the registered oxygen),

— hoher Energieeinsatz (z. B. Belebtschlammprinzip 0,6 bis 2 kWh je kg eingetragenen O₂)High energy input (eg activated sludge principle 0.6 to 2 kWh per kg of registered O ₂ )

— großer Flächenbedarf für den nur wenige Meter tiefen Reaktor.- large area requirement for the reactor, which is only a few meters deep.

Die o.g. Nachteile treten beim bekannten Tiefschachtreaktor (ICI deep shaft) nicht auf. Bei der Begasung mittels Kompressor in den Fallschenkel in einer bestimmten Flüssigkeitstiefe (Aufrechterhaltung der Zirkulation aufgrund der Tiefe des Gaseintrages) ist allerdings nachteilig, daß für die Zirkulation Tiefe und Volumenstrom des Gaseintrages bestimmte Werte nicht unterschreiten dürfen und somit die Variabilität dieses Begasungsverfahrens in bestimmte Grenzen eingeengt ist.The o.g. Disadvantages do not occur in the known deep shaft reactor (ICI deep shaft). When gassing by means of compressor in the case leg in a certain liquid depth (maintaining the circulation due to the depth of the gas inlet), however, is disadvantageous that for the circulation depth and flow rate of the gas inlet must not fall below certain values and thus limits the variability of this gassing within certain limits is.

Es kann der Fall eintreten, daß für die Aufrechterhaltung der Zirkulation eine bedeutend größere Gasrate eingetragen werden muß als von der Flüssigkeit und/oder deren Inhaltsstoffen für die geforderten Umsetzungsprozesse benötigt wird.It may be the case that for the maintenance of the circulation a significantly greater gas rate must be entered as required by the liquid and / or their ingredients for the required conversion processes.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine Begasungsvorrichtung zu schaffen, bei der Eintragstiefe und Volumenstrom des eingetragenen Gases nicht mehr an bestimmte Minimalwerte gebunden sind. Um den Energiebedarf zu senken, soll die Begasungsrate entsprechend den Umsetzungsprozessen im Vertikalreaktor regelbar sein. Die Einstellung der Umwälzgeschwindigkeit soll unabhängig von der Begasung erfolgen.The aim of the invention is to provide a gassing device in which the depth of entry and volume flow of the gas introduced are no longer bound to specific minimum values. In order to reduce the energy requirement, the aeration rate should be controllable in accordance with the conversion processes in the vertical reactor. The setting of the circulation rate should be independent of the fumigation.

Explanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, auf die Umwälzung im schacht- oder turmartigen Vertikalreaktor aufgrund von durch die Tiefe des Gaseintrages bewirkten Dichtedifferenzen zu verzichten und die Umwälzung durch andere Mittel zu erreichen, wodurch der Gaseintrag hinsichtlich Volumenstrom und Einspeisungstiefe variabel wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Zirkulation vom Steigschenkel zum Fallschenkel des Vertikalreaktors nur noch einen bestimmten Anteil des Umwälzvolumenstromes ausmacht und der andere Anteil zu einer Druckerhöhungsvorrichtung abzweigt und über eine Verbindungsleitung zu einem Zusatzfallschenkel fließt, welcher in einer relativ großen Tiefe in den Fallschenkel einmündet. Die Zirkulation im Zusatzfallschenkel ist zwangsgeführt, so daß das erforderliche Gas hinsichtlich Art, Volumenstrom und Eintragstiefe beliebig in den Zusatzfallschenkel eingetragen werden kann. Die Zirkulation vom Steigschenkel über den Überstau des Reaktors zum Fallschenkel ergibt sich als Sekundärströmung infolge Dichtedifferenz, wobei die Dichtdifferenz zwischen Fall- und Steigschenkel durch die Einmündungstiefe des Zusatzfallschenkels in den Fallschenkel bestimmt wird.The object of the invention is to dispense with the circulation in the shaft or tower-like vertical reactor due to caused by the depth of the gas inlet density differences and to achieve the circulation by other means, whereby the gas input is variable in terms of volume flow and feed depth. According to the invention, the object is achieved in that the circulation from the riser to the leg of the vertical reactor only makes up a certain proportion of Umwälzvolumenstromes and the other portion branches off to a pressure increasing device and flows via a connecting line to a Zusatzfallschenkel, which in a relatively large depth in the case leg opens. The circulation in the auxiliary leg is forced, so that the required gas can be registered arbitrarily in terms of type, volume flow and insertion depth in the additional leg case. The circulation from the riser over the overflow of the reactor to the falling leg results as a secondary flow due to density difference, the density difference between the fall and riser legs is determined by the junction depth of the additional fall leg in the case leg.

embodiment

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Beispiel anhand der zugehörigen Zeichnung erläutert werden.The invention will be explained below by way of example with reference to the accompanying drawings.

Die Flüssigkeit zirkuliert im Fallschenkel 1 abwärts und im Steigschenkel 2 aufwärts. Die Zirkulation eines Teiles des Umwälzvolumenstromes vom Steigschenkel 2 zum Fallschenkel 1 erfolgt beispielsweise über einen Überstau 12.The liquid circulates in the case leg 1 downwards and in the riser 2 upwards. The circulation of a part of the circulation volume flow from the riser leg 2 to the fall leg 1 takes place, for example, via an overflow 12.

Der andere Teil des Umwälzvolumenstromes zweigt über Öffnung 3, Entgasungsbehälter 4, Druckerhöhungsvorrichtung 5 und Verbindungsleitung 6 ab und strömt in einen Zusatzfallschenkel 7 ein, welcher in einer bestimmten Tiefe in den Fallschenkel 1 einmündet.The other part of the circulating volume flow branches off via opening 3, degassing vessel 4, pressure-increasing device 5 and connecting line 6 and flows into an auxiliary leg 7, which opens into the leg 1 at a certain depth.

Die Begasung 8 erfolgt in den Zusatzfallschenkel 7 und ist hinsichtlich Art, Volumenstrom und Einspeisungstiefe variabel. Zum Starten und zur Unterstützung der Zirkulation vom Steigschenkel 2 über den Überstau 12 zum Fallschenkel 1 ist eine Begasung 10 im Steigschenkel 2 angeordnet.The fumigation 8 takes place in the additional leg 7 and is variable in terms of type, volume flow and feed depth. To start and to support the circulation of the stifle leg 2 over the overflow 12 to the fall leg 1, a gassing 10 in the riser 2 is arranged.

Claims

- 2 - ΔΧ) Λ SOD ö

Invention claims:

1. Apparatus for fumigation of liquids, in which the liquids are treated in a shaft or tower-like vertical reactor (13), wherein they are guided in a case limb (1) down and guided in a riser (2) upwards, characterized in that an auxiliary leg (7) opens into the leg (1) at medium depth and the gas for the treatment of the fluids is fed into the auxiliary leg (7).

2. Device according to item 1, characterized in that the additional leg (7) is connected to a pressure-increasing device (5).