WO2013139863A1 - Anordnung und verfahren zum erzeugen einer strömung in einem abwasserbehandlungsbecken - Google Patents

Anordnung und verfahren zum erzeugen einer strömung in einem abwasserbehandlungsbecken Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to an arrangement and a method for generating a flow in a wastewater treatment basin according to the preamble of claims 1 and 6.
  • a horizontal agitator for generating a circulating flow is provided in a ring-like designed wastewater treatment tank.
  • the horizontal agitator has a propeller driven by a propeller shaft.
  • An axis of the propeller shaft ver ⁇ runs parallel to a horizontal floor of the Abwasserbe ⁇ treatment basin.
  • the propeller shaft is usually driven by an electric motor. To generate the circulating flow as well as to maintain it, electrical energy is required.
  • US 2008/0053898 A1 discloses a process for the treatment of wastewater.
  • an agitator is provided for generating a flow, in which the axis of the propeller shaft is inclined with respect to the bottom of the wastewater treatment basin.
  • the direction of inclination of the axis corresponds to a flow direction generated by the agitator.
  • the axis of the propeller shaft is inclined at an angle of about 45 ° to the ground here.
  • a flow is generated whose direction of flow is likewise inclined at an angle of approximately 45 ° to the ground .
  • the known agitator is attached to a raft. It is located near a surface of the waste water and serves the entry of oxygen in the off ⁇ water.
  • the object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art. It should be particularly pointed out a Anord ⁇ voltage and a method which permit the generation of a flow in a waste water treatment tank with a reduced energy expenditure. This object is solved by the features of claims 1 and 6. Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the features of claims 2 to 5 and 7 to 10.
  • a flow is thus generated according to the invention with the horizontal agitator whose current direction does not point to the ground, but at a shallow angle of 1 to 10 ° to the surface of the wastewater.
  • the angle is 2 to 8 °, preferably 3 to 5 °. Especially when using an angle of 3 to 5 ° a lot of energy can be saved ⁇ . Conveniently, it is in the Abbullbehand ⁇ lung tank to a circulating tank, wherein a rotating flow is generated with the horizontal agitator.
  • a Umlaufbe ⁇ CKEN has a circumferential channel.
  • the Horizontalrrock- factory may be put ⁇ supported on the floor of the wastewater treatment basin. But it can also be at a Abiganbehand ⁇ treatment basin or the channel spanning bridge or the like. be attached hanging.
  • a ventilation device for ventilating the waste water is provided on the floor.
  • the aeration device is expediently provided downstream of the horizontal agitator. This allows one to achieve, especially in ⁇ intensive mixing of the waste water with the supplied by the Belüf ⁇ processing device air.
  • the horizontal agitator is arranged so that the axis of Propel ⁇ lerwelle is inclined with respect to the ground by an angle of 1 to 10 °, such that with the horizontal agitator directed toward a surface of the effluent flow is generated ,
  • FIG. 1 is a plan view of a wastewater treatment basin
  • Fig. 2 is a schematic side view of a first Anord ⁇ tion
  • Fig. 3 is a schematic view of a second arrangement
  • Fig. 4 shows the power density across the Strömungsgeschwindig ⁇ ness a conventional arrangement and an inventive arrangement.
  • Fig. 1 shows a plan view of a generally designated with the reference numbers 1 ⁇ Be wastewater treatment tank. It is a circulating basin formed by a circulating channel.
  • a horizontal agitator is provided with a motor 2, from which extends a propeller shaft 3 with a propeller 4 attached thereto.
  • Reference numeral 5 designates a ventilation device provided downstream of the horizontal agitator .
  • Fig. 1 shows a plan view of a generally designated with the reference numbers 1 ⁇ Be wastewater treatment tank. It is a circulating basin formed by a circulating channel.
  • a horizontal agitator is provided with a motor 2, from which extends a propeller shaft 3 with a propeller 4 attached thereto.
  • the waste water treatment tank 1 has a substantially horizontal floor on B.
  • An axis of the propeller shaft 3 is designated by the reference symbol A.
  • the broken line L is a line parallel to the ground B.
  • the line L forms with the axis A at an angle of for example 4 °.
  • the arrow P denotes a flow direction of a flow generated by the horizontal agitator.
  • the direction of flow P points to a surface 0 of the waste water W received in the wastewater treatment basin 1.
  • the axis A is opposite to that in FIG.
  • the motor 2 is arranged downstream of the propeller 4.
  • the propeller ler 4 is formed here, or is operated so that the result is the propeller 4 in the direction of the motor 2 dishes ⁇ te flow with the flow direction P is generated.
  • the axis A of the propeller shaft 3 is inclined at an angle to the ground B. The inclination of the axis A extends in the direction of the bottom B opposite to the current direction P.
  • the power density of a conventional Hori ⁇ zontalrlickwerks is (circular data points) and a erfindungsge- MAESSEN horizontal agitator are (triangular data points), respectively over the thus generated flow rate réelletra ⁇ gen.
  • flow rates of 0.30 to 0.35 m / s produced in a sewage treatment ⁇ basin, in particular a circulating pool, flow rates of 0.30 to 0.35 m / s produced.

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Description

Anordnung und Verfahren zum Erzeugen einer Strömung in einem Abwasserbehandlungsbecken
Die Erfindung betrifft eine Anordnung sowie ein Verfahren zum Erzeugen einer Strömung in einem Abwasserbehandlungsbecken nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 6.
Eine solche Anordnung bzw. ein solches Verfahren ist bei- spielsweise aus der FR 1 494 983, der DE-OS 1 932 640 oder der DE-OS 2 147 080 bekannt. Dabei ist in einem ringartig ausgestalteten Abwasserbehandlungsbecken ein Horizontalrührwerk zur Erzeugung einer umlaufenden Strömung vorgesehen. Das Horizontalrührwerk weist einen über eine Propellerwelle ange- triebenen Propeller auf. Eine Achse der Propellerwelle ver¬ läuft parallel zu einem horizontalen Boden des Abwasserbe¬ handlungsbeckens. - Die Propellerwelle wird üblicherweise mittels eines Elektromotors angetrieben. Zur Erzeugung der umlaufenden Strömung sowie zu deren Aufrechterhaltung ist elektrische Energie erforderlich.
Die US 2008/0053898 AI offenbart ein Verfahren zur Behandlung von Abwasser. Dabei ist zur Erzeugung einer Strömung ein Rührwerk vorgesehen, bei dem die Achse der Propellerwelle be- züglich des Bodens des Abwasserbehandlungsbeckens geneigt ist. Die Richtung der Neigung der Achse entspricht einer mit dem Rührwerk erzeugten Stromrichtung. Die Achse der Propellerwelle ist hier in einem Winkel von etwa 45° zum Boden hin geneigt. Mit dem Propeller wird eine Strömung erzeugt, deren Stromrichtung ebenfalls in einem Winkel von etwa 45° zum Bo¬ den hin geneigt ist. - Das bekannte Rührwerk ist an einem Floß befestigt. Es befindet sich in der Nähe einer Oberfläche des Abwassers und dient dem Eintrag von Sauerstoff in das Ab¬ wasser .
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es sollen insbesondere eine Anord¬ nung sowie ein Verfahren angegeben werden, welche die Erzeugung einer Strömung in einem Abwasserbehandlungsbecken mit einem verringerten Energieaufwand ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 6 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 5 und 7 bis 10.
Nach Maßgabe der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Achse der Propellerwelle bezüglich des Bodens um einen Winkel von 1 bis 10° geneigt, derart, dass mit dem Horizontalrührwerk eine in Richtung einer Oberfläche des Abwassers gerichtete Strö¬ mung erzeugbar ist. In Abkehr vom Stand der Technik wird erfindungsgemäß mit dem Horizontalrührwerk also eine Strömung erzeugt, deren Stromrichtung nicht zum Boden, sondern in einem flachen Winkel von 1 bis 10° zur Oberfläche des Abwassers hin weist. Mit dieser besonders einfachen und kostengünstigen Maßnahme kann bis zu 10% der für die Erzeugung und Aufrechterhaltung einer Strömung in einem Abwasserbehandlungsbecken erforderlichen Energie eingespart werden.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung beträgt der Winkel 2 bis 8°, vorzugsweise 3 bis 5°. Insbesondere bei Verwendung eines Winkels von 3 bis 5° kann besonders viel Energie einge¬ spart werden. Zweckmäßigerweise handelt es sich bei dem Abwasserbehand¬ lungsbecken um ein Umlaufbecken, wobei mit dem Horizontalrührwerk eine umlaufende Strömung erzeugt wird. Ein Umlaufbe¬ cken weist einen umlaufenden Kanal auf. Das Horizontalrühr- werk kann auf dem Boden des Abwasserbehandlungsbeckens abge¬ stützt sein. Es kann aber auch an einer das Abwasserbehand¬ lungsbecken oder den Kanal überspannenden Brücke oder dgl . hängend angebracht sein. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist auf dem Boden eine Belüftungseinrichtung zum Belüften des Abwassers vorgesehen. Es kann sich dabei um herkömmliche Teilerbelüfter, perforierte Schläuche oder dgl. handeln. Die Belüftungseinrichtung ist zweckmäßigerweise stromabwärts des Horizontalrührwerks vorgesehen. Damit kann eine besonders in¬ tensive Durchmischung des Abwassers mit der durch die Belüf¬ tungseinrichtung zugeführten Luft erreicht werden.
Nach der verfahrensseitigen Maßgabe der Erfindung wird das Horizontalrührwerk so angeordnet, dass die Achse der Propel¬ lerwelle bezüglich des Bodens um einen Winkel von 1 bis 10° geneigt ist, derart, dass mit dem Horizontalrührwerk eine in Richtung einer Oberfläche des Abwassers gerichtete Strömung erzeugt wird.
Wegen der mit dem Verfahren erzielbaren Vorteile sowie der vorteilhaften Ausgestaltungen wird auf die obigen Ausführungen zur Anordnung verwiesen. Mit dem Verfahren werden dieselben Vorteile erreicht. Die zur Anordnung beschriebenen vor- teilhaften Ausgestaltungen bilden in ähnlicher Weise auch vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens. Nach dem verfahrensseitigen Aspekt der Erfindung können mit besonders geringem Aufwand auch herkömmliche Horizontalrühr¬ werke so umgerüstet werden, dass damit Energie zur Erzeugung einer Strömung in einem Abwasserbehandlungsbecken eingespart werden kann. Beispielsweise kann ein auf dem Boden des Abwas¬ serbehandlungsbeckens abgestütztes Horizontalrührwerk durch Unterlegen von Keilen oder anderen geeigneten Unterstützungsmitteln geneigt werden, so dass die Achse der Propellerwelle mit einem Winkel von 1 bis 10° bezüglich des Bodens geneigt ist, so dass eine in Richtung der Abwasseroberflache weisende Strömung erzeugbar ist. Auch die Achse einer Propellerwelle eines hängend angebrachten Horizontalrührwerks kann gemäß der Erfindung geneigt werden, so dass damit eine vom Boden zur Oberfläche des Abwassers gerichtete Strömung erzeugt wird.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird mittels des erfindungsgemäß angeordneten Horizon¬ talrührwerks eine umlaufende Strömung mit einer Geschwindig¬ keit vom 0,25 bis 0,40 m/s, vorzugsweise 0,27 bis 0,37 m/s, erzeugt.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Abwasserbehandlungsbecken,
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer ersten Anord¬ nung, Fig. 3 eine schematische Ansicht einer zweiten Anordnung und Fig. 4 die Leistungsdichte über der Strömungsgeschwindig¬ keit einer herkömmlichen Anordnung und einer erfindungsgemäßen Anordnung. Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein allgemein mit dem Be¬ zugszeichen 1 bezeichnetes Abwasserbehandlungsbecken. Es handelt sich dabei um ein durch einen umlaufenden Kanal gebildetes Umlaufbecken . Im Abwasserbehandlungsbecken 1 ist ein Horizontalrührwerk mit einem Motor 2 vorgesehen, von dem sich eine Propellerwelle 3 mit einem daran angebrachten Propeller 4 erstreckt. Mit dem Bezugszeichen 5 ist eine stromabwärts des Horizontalrührwerks vorgesehene Belüftungseinrichtung be¬ zeichnet . Fig. 2 zeigt eine schematische Seitenansicht einer ersten An¬ ordnung zur Erzeugung einer Strömung im Abwasserbehandlungsbecken 1. Das Abwasserbehandlungsbecken 1 weist einen im Wesentlichen horizontalen Boden B auf. Eine Achse der Propellerwelle 3 ist mit dem Bezugszeichen A bezeichnet. Bei der unterbrochenen Linie L handelt es sich um eine zum Boden B parallel verlaufende Linie. Die Linie L bildet mit der Achse A einen Winkel von beispielsweise 4°. Mit dem Pfeil P ist eine Stromrichtung einer mit dem Horizontalrührwerk erzeugten Strömung bezeichnet.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist die Stromrichtung P zu einer Oberfläche 0 des im Abwasserbehandlungsbecken 1 aufgenommenen Abwassers W. Die Achse A ist entgegensetzt zur
Stromrichtung P in Richtung zum Boden B mit dem Winkel ge- neigt.
Bei der in Fig. 3 gezeigten weiteren Anordnung ist der Motor 2 stromabwärts des Propellers 4 angeordnet. D. h. der Propel- ler 4 ist hier so ausgebildet bzw. wird so betrieben, dass damit eine vom Propeller 4 in Richtung des Motors 2 gerichte¬ te Strömung mit der Stromrichtung P erzeugt wird. Auch in diesem Fall ist die Achse A der Propellerwelle 3 im Winkel gegen den Boden B geneigt. Die Neigung der Achse A verläuft in Richtung des Bodens B entgegensetzt zur Stromrichtung P.
In Fig. 4 ist die Leistungsdichte eines herkömmlichen Hori¬ zontalrührwerks (runde Messpunkte) sowie eines erfindungsge- mäßen Horizontalrührwerks (dreieckige Messpunkte) jeweils über der damit erzeugten Strömungsgeschwindigkeit aufgetra¬ gen. Vorteilhafterweise werden in einem Abwasserbehandlungs¬ becken, insbesondere einem Umlaufbecken, Strömungsgeschwindigkeiten von 0,30 bis 0,35 m/s erzeugt.
Wie aus Fig. 4 hervorgeht, kann bei einer Neigung der Achse A um einen Winkel von etwa 4° die Leistungsdichte zur Erzeu¬ gung einer Strömungsgeschwindigkeit im Bereich von 0,30 bis 0,35 m/s um etwa 10% vermindert werden. Infolgedessen kann mit der erfindungsgemäßen Anordnung bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Energieersparnis von 10% gegenüber herkömmlichen Anordnung oder Verfahren erreicht werden.
Bezugs zeichenliste
1 Abwasserbehandlungsbecken
2 Motor
3 Propellerwelle
4 Propeller
5 Belüftungseinrichtung
A Achse
B Boden
L Linie
0 Oberfläche
P Stromrichtung
Abwasser
Winkel

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung zum Erzeugen einer Strömung in einem Abwasserbehandlungsbecken (1) mit einem im Wesentlichen horizontalen Boden (B) und einem im Abwasserbehandlungsbecken (1) vorgesehenen Horizontalrührwerk (2, 3, 4) mit einem über eine Propellerwelle (3) angetriebenen Propeller (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (A) der Propellerwelle (3) bezüglich des Bodens (B) um einen Winkel von 1 bis 10° geneigt ist, derart, dass mit dem Horizontalrührwerk (2, 3, 4) eine in Richtung einer Oberfläche (0) des Abwassers (W) gerichtete Strömung erzeugbar ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Winkel 2 bis 8°, vorzugsweise 3 bis 5°, beträgt. 3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abwasserbehandlungsbecken (1) ein Umlaufbecken ist und mit dem Horizontalrührwerk (2,
3, 4) eine umlaufende Strömung erzeugt wird.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf dem Boden (B) eine Belüftungseinrichtung (5) zum Belüften des Abwassers (W) vorgesehen ist.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Belüftungseinrichtung (5) stromabwärts des Horizontal¬ rührwerks (2, 3, 4) vorgesehen ist.
6. Verfahren zum Erzeugen einer Strömung in einem Abwasserbehandlungsbecken (1) mit einem im Wesentlichen horizontalen Boden (B) und mit einem im Abwasserbehandlungsbecken (1) vorgesehenen Horizontalrührwerk (2, 3, 4), welches einen über eine Propellerwelle (3) angetriebenen Propeller (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Horizontalrührwerk (2, 3, 4) so angeordnet wird, dass die Achse (A) der Propellerwelle (3) bezüglich des Bodens (B) um einen Winkel von 1 bis 10° geneigt ist, derart, dass mit dem Horizontalrührwerk (2, 3, 4) eine in Richtung einer Oberfläche (0) des Abwassers (W) gerichtete Strömung erzeugt wird .
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Winkel 2 bis 8°, vorzugsweise 3 bis 5°, beträgt.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Abwasserbe- handlungsbecken (1) ein Umlaufbecken ist und mit dem Horizontalrührwerk (2, 3, 4) eine umlaufende Strömung erzeugt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei eine umlaufende Strömung mit einer Geschwindigkeit von 0,25 bis 0,40 m/s, vorzugsweise 0,27 bis 0,37 m/s, erzeugt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei das Abwasser (W) mittels einer auf dem Boden (B) vorgesehenen Belüftungseinrichtung (5) belüftet wird.
PCT/EP2013/055841 2012-03-23 2013-03-20 Anordnung und verfahren zum erzeugen einer strömung in einem abwasserbehandlungsbecken Ceased WO2013139863A1 (de)

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