DE1658067B2 - Belüftungsvorrichtung für die biologische Reinigung von Abwässern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Belüftungsvorrichtung für die biologische Reinigung von Abwässern mit einem um eine lotrechte Achse umlaufenden, teilweise über den Wasserspiegel hervorragenden Flügelrad, das aus am Umfang einer Scheibe verteilt angeordneten, annähernd radial verlaufenden Flügeln gebildet ist, die bei Drehung Umwälzwasser durch ein unterhalb des Flügelrades angeordnetes Leitrohr ansaugen und radial über den Trichter des Leitrohres ausschleudern.

Eine Belüftungsvorrichtung dieser Art ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 205 058 bekannt. Bei dieser bekannten Belüftungsvorrichtung erstrecken sich die Flügel des Flügelrades nach oben und außen und verleihen dem durch den Flügel geführten Flüssigkeitsstrom im oberen Bereich eine größere radiale Wurfweite als im unteren Bereich. Dadurch wird zwar eine große Kontaktfläche des in Teilströme unterteilten Umwälzwassers erzielt, aber infolge der geringen Turbulenz der unterteilten Teilströme ist der Teilchenaustausch in der Grenzschicht der Kontaktfläche des Wassers gering, so daß die Sauerstoffaufnahme der Flüssigkeit erschwert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Be-Tüftungsvorrichtung der einpngs genannten Art derart weiterzubilden, daß die Sauerstoffaufnahme der Flüs-

sigkeit in den durch das Flügelrad erzeugten Teilströmen des Umwälzwassers erleichtert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß die Flügel im Querschnitt gesehen winkelförmig ausgebildet sind und mit ihren Winkelinnenflächen

u in Flügelrad-Drehrichtung weisen, daß die Breite der beiden Winkelschenkel der Flügel von der Befestigungssielle der Flügel ausgehend erst zunimmt und dann bis zum äußeren Flügelende wieder abnimmt und daß die Flügelenden der Flügel in der Draufsicht gese-

hen entgegen der Flügelrad-Drehrichtung geneigt und gegenüber der Waagerechten angehoben sind.

Bei dieser Art der Flügelausbildung fördert der untere, in die Flüssigkeit eintauchende Winkelschenkel einen Teilstrom der Flüssigkeit nach Art einer Axial

ao pumpe nach oben, während der obere, aus der Flüssig keit herausragende Winkelschenkel Frischluft an den Flüssigkeitsteilstrom heranführt. Pi«te Verbesserung der Sauerstoffaufnahme des Flüssigkeitsteilstromes ge genüber der bekannten Vorrichtung wird dadurch er

as zielt, daß infolge der Drehung des Flügelrades die Frischluft unter erhöhtem Druck und unter ständiger Erneuerung an die Stelle des geförderten Flüssigkeit-, ieilstromes herangeführt wird, wo der Flüssigkeitsteil strom infolge der Umlenkung auf dem Grund der Flü

gelrinne verwirbelt wird und wo durch die Verwirbelung ein reger Teilchenaustausch an den Grenzschich ten der Kontaktflächen entsteht. Die ausreichende Größe der Kontaktflächen wird dadurch erzielt, daß ein großer Teil der Frischluft in Form von Luftblasen in

den Wirbel des Teilstromes eingeschlossen wird. Damn werden an der Stelle, wo die Frischluft mit dem Flüssigkeilsteilstrom zusammengeführt wird, optimal günsti gere Bedingungen geschaffen, welche eine gierige Sauerstoffaufnahme des Flüssigkeitsteilstromes bewir ken.

Die Neigung des Fiügebndes entgegen der Dreh richtung erbringt Kraftersparnis, da sie sowohl das Ein saugen von Frischluft zwischen dem Teilstrom und der Flügelwand als auch die Verwirbelung erleichtert. Das Anheben der Flügelenden ist nötig, um damit die erforderliche Hubhöhe und die erforderliche Wurfweite der Teilströme zu erzielen.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind bei den Flügeln die Verschneidungslinie der Winkelschenkel abgerundet und die Schenkelflächen gewölbt, um damit die Strömungsbedingungen zu verbessern und somit den Arbeitsaufwand zu vermindern.

In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die oberen Winkelschenkel des äußeren Teiles der Flügel durch Schlitze in einzelne Abschnitte aufgeteilt, von denen jeder gegenüber dem vorigen, näher zur Befestigungsstelle liegenden Abschnitt weiter aus der ursprünglichen Lage des Winkelschenkels entgegen der Flügelrad-Drehrichtung abgebogen ist. Vorteilhafterweise sind in einem oder beiden Winkelschenkeln des äußeren Teiles der Flügel öffnungen angebracht. Beide Maßnahmen dienen der weiteren Einsaugung von Frischluft an die Oberfläche des Wassertcilstromcs.

Die Eintauchtiefe des Flügelrades ist vorteilhaft regelbar, um dadurch die geförderte Umwälzwassermenge und deren Belüftung an sich ändernde Abwasserverhäitnisse anpassen zu können.
Ausführungsbeispielc der Belüftungsvorrichtung

nach der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt, die nachstehend erläutert wird. Es zeigt

F i g. 1 die BeluTtungsvorrichtung in einem lotrechten Schnitt,

F j g. 2 einen lotrechten Schnitt des Flügelrades, $

F ig. 3 die Draufsicht des Flügelrades,

F i g.4 einen Schnitt durch einen Flügel nach F t g. 2 entlang der Linie B-B, wobei die Schnittebene lotrecht zum Flügelradradius ist, und

F i g. 5 eine Seitenansicht eines Hügels nach F i g. 2 ip in Pfeilrichumg A

F i g. 1 zeigt eine Belüftungsvorrichtung für die biologische Reinigung von Abwässern, die in einem Reaktionsbehälter 1 untergebracht sind. Der Reaktionsbehälter ist mit belebtem Schlamm enthaltendem Abwasser angefüllt Das aus einer größeren Anzahl von Flügeln 3 und einer Scheibe bestehende Flügelrad 5 ist an einer lotrechten Welle 6 befestigt und taucht mit den Kanten 19 unter den Wasserspiegel 2. Die Welle 6 wird von einem Getriebemotor 7 in Drehung versetzt und ao ist innerhalb eines Lagergehäuses 8 drehbar gelagert. Die Welle 6 kann zusammen mit dem Flügelrad 5 gehoben und gesenkt werden, wenn eine Cewindemuuer 9 gedreht wird, wobei das Lagergehäube 8 mittels einer Führungsfeder 10 gegen Verdrehung gesichert ist. Un- »5 terhalb des Flügelrades ist ein Leitrohr 11 angeordnet, an dessen oberem Ende radiale Leitbleche 12 mit einem Lager 13 angebracht sind. Das Leitrohr endet nach oben hin in einer konischen Erweiterung 11' und sitzt unter Freilassung eines Abstandes a mit den Füßen 15 auf dem Behälterboden 14.

Die F i g. 2 bis 5 zeigen die rinnenförmigen Flügel 3 des Flügelrades 5, die aus winklig gebogenem Blech hergestellt sind, deren Winkelschenkel 16 in ihrer Breite in Pfeilrichtung B von der Befestigungsstelle 4 erst zunehmen und dann bis zum Flügelende wieder abnehmen. Die Verschneidungslinie 17 der Winkelschenkel 16 der Flügel sind hier beispielhaft als Kanten gezeichnet, wobei die Innenkanten 17a und die Außenkanten 176 ersichtlich sind. Die Flügel 3 sind an der Scheibe derartig angeordnet, daß die Flügelenden entgegen der Drehrichtung des Flügelrades gegenüber dem Radradius 18 um das Maß cgeneigt sind (F i g. 3) und daß die Flügelenden gegenüber der Waagerechten um das Maß b angehoben sind (F i g. 2). Dabei ist die untere Kante 19 des unteren Winkelschenkels etwa parallel unter dem Wasserspiegel 2 eingetaucht.

Der obere Winkelschenkel des äußeren Teiles der Flügel ist durch Schlitze 20 in einzelne Abschnitte 21 aufgeteilt, von denen jeder gegenüber dem vorigen, näher zur Befestigungsstelle 4 liegenden Abschnitt weiter aus der Lage des Winkelschenkels 16 (F i g. 5) entgegen der Drehrichtung ausgebogen ist.

An einem oder an beiden Winkelschenkeln des äußeren Flügelteiles können runde oder schlitzförmige öffnungen 22 angebracht sein, deren Ränder in Strömungsrichtung (Pfeil B) gegenüber der Strömung zurücktreten, so daß die Strömung die öffnungen 22 überspringt und nach Art der Wasserstrahlpumpe Luft durch die öffnungen eingesaugt werden kann.

Die Wirkungsweise der Belüftungsvorrichtung ist folgendermaßen:

Das zu belüftende Wasser innerhalb des Leitrohres 11 wird gegen Drehung durch die Leitbleche 12 gesichert. Durch die Kanten 19 der Flügel 3 wird je ein ringförmiger Wasserstreifen abgeschält, der von der unteren Winkelschenkelfl?,he der Flügel angehoben wird, die dabei als Axialpumpe wirkt. Beim Auftreffen des Wasserstreifens auf die obere Schenkelfläche der Flügel auf die Innenkante 17a der Vtrschneidungslinie 17 der Flügelrinne wird der Wasserstreifen abgelenkt und dabei verwirbelnd eingerollt, so daß der Wasserstreifen nun mit dem Flügelrad umläuft. Das Flügelrad wirkt weiter auf den Wasserstreifen als Radialpumpe, indem es den aufgerollter Wasserstreifen strahlenförmig radial auswirft. In gleicher Weise, wie die unteren Schenkelflächen der Flügel 3 Wasser aufwärts fördern, das dann radial ausgeschleudert wird, wird von den oberen Schenkelflächen der Flügel 3 Frischluft an den Teilwasserstrahl herangebracht, der an dieser Stelle den Sauerstoff aus der Frischluft gierig aufnimmt, da durch die Verwirbelung des Wassers ein reger Teilchenaustausch in der Grenzschicht der Kontaktflächen stattfindet.

Beim Überspringen der öffnungen 22 oder der Schlitze 20 durch den Teilwasserstrom wird weitere Frischluft nach Art der Wasserstrahlpumpe an diesen herangeführt, dessen Kontaktflächen auch hier einen regen Teilchenaustausch der Grenzschichten infolge der Verwirbelung aufweisen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche;

1. Belöftungsvorrichtung für die biologische Reinigung von Abwassern mit einem um eine lotrechte Achse umlaufenden, teilweise Ober den Wasserspiegel hervorragenden Flügelrad, das aus am Umfang einer Scheibe verteilt angeordneten, annähernd radial verlaufenden Flugein gebildet ist, die bei Drehung Umwälzwasser durch ein unterhalb des FIugelrades angeordnetes Leitrohr ansaugen und radial ober den Trichter des Leitrohres ausschleudern, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (3) im Querschnitt gesehen winkelförmig ausgebildet sind und mit ihren Winkelinnenflächen in RQ- gelrad-Drehrichtung weisen, daß die Breite der bei den Winkelschenkel (16) der Flögel (3) von der De- festigungsstelSe (4) der Flügel (3) ausgehend erst zunimmt und dann bis zum äußeren Flügelende wie der abnimmt und daß die Flügelenden der Flügel (3) in der Draufsicht gesehen entgegen der Flügelrad-Drehrichtung geneigt und gegenüber der Waagerechten angehoben sind

2. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Flügeln (3) die Verschneidungslinie (17) der Winkelschenkel (16) abgerundet und die Schenkelflächen gewölbt sind.

3. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der obere Winkelschenkel (16) des äußeren Teiles der Flügel (3) durch Schlitze (20) in einzelne Abschnitte (21) aufgeteilt ist, von denen jeder gegenüber dem vorigen, näher zur Befestigungsstelle (4) liegenden Abschnitt weiter aus der ursprünglichen Lage des Winkelschenkels (16) entgegen aer Flügelrad-Drehrichtung abgebogen ist.

4. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem oder beiden Winkelschenkeln (16) des äußeren Teiles der Flügel (3) öffnungen (22) angebracht sind.

5. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintauchtiefe des Flügelrades (5) regelbar ist.