DE1958273C - Vertikalachsiger Oberflächenbelüfter - Google Patents

Description

Die im Zentrum unter dem Belüfter angesaugten nen und Rohre an sauerstoffarme Stellen der KlSrac-Wassermassen werden durch die Schleuderarme un- lage herangeführt werden.

lcr gleichzeitiger Vermischung mit Luftblasen in Es ist von Vorteil, daß die gewundenen FlachstSbe

Form von zahlreichen weitreichenden Strahlenbün- der Schleuderarme schraubenförmig verlaufen und dein nach außen geschleudert, wobei sie auf ihrer 5 somit ein geschlitztes Rohr bilden. Sie können auch Freiflugstrecke von den nachfolgenden Schleuderer- mindestens teilweise von einem Rohr koaxial umgarnen wiederholt erfaßt werden. Durch diesen erneu- ben sein.

ten Aufprall werden sowohl die Wassertropfen als Im folgenden werden Ausführungs- und Anwen-

auch die mitgerissenen Luftblasen feinst verteilt, was dungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnunmit einer iniensiven Grenzflächenerneuerung und io gen näher beschrieben. Es zeigt
einem entsprechend hohen Sauerstoffrintragsvermö- F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Belüftet,

gen einhergeht. F i g. 2 einen Horizontalschnitt zu F i g. 1,

Darüber hinaus teilt sich die durch die eintauchen- F i g. 3 ein schwimmendes Belüftungsaggregat,

den Rippenteile erzeugte zentrale Wirbelbewegung F i g. 4 eine Draufsicht zu F i g. 3,

der Umgebung mit; es bilden sich Strömungsfäden, 13 F i g. 5 einen Belüfter mit anderen Schleuderardie das ganze Becken in Form von Bogen, Ellipsen men.

und Spiralen durchziehen, so daß Schlammablage- F i g. 1 zeigt einen vertikalachsigen Oberflächenbe-

rungen wirksam verhindert werden. lüfter, dessen Welle 1 von einem Luftansaugrohr 2

Nach einem Ausgestaltungsgedanken der Erfin- umgeben ist, das oben Lufteintrittsöffnungen 3 airfdung können die Schleuderarme bezüglich ihres Win- ao weist. Der eintauchende Teil der Welle 1 besitzt Ripkels zur Wasseroberfläche verstellbar sein. Sie kön- pen 5, an denen Schleuderarme 6 aus gewundenen nen aus um ihre Längsachse gewundenen Flachstä- Flachstäben verstellbar befestigt sind. Die Schleudefben bestehen oder aber aus ungewundenen Flachstä- arme 6 sind hier unter einem Winkel a_t von etwa ben, die an ihren Längskanten mit entgegen der An- 40° zum ruhenden Wasserspiegel angeordnet. Durch strömung gerichteten ebenen oder gerundeten Flü- as Pfeile ist der Weg der Luft zu den Unterdruckstellen geln versehen sind. Sie können auch abwechselnd aus angedeutet. Eine Spritzwasserrinne 7 ist oben links gewundenen und ungewundenen Flachstäben beste- als kleiner Ausschnitt schematisch strichpunktiert zu hen. Dabei dienen die gewundenen Flachstäbe haupt- sehen. Rinne 7 und Rotor sind konzentrisch von festr sachlich der Bildung von feintropfigen, stark mit stehenden Prallglocken 4 überdeckt, die die Wasser-Luftblasen vermischten Wasserschleiern, während die 30 strahlen unter einem gewünschten Winkel nach unten ungewundenen Flachstäbe im wesentlichen weitrei- lenken. Sie besitzen oben Luftansaugeöffnungen 28. chende Strahlen erzeugen. Bei den weitreichenden F i g. 2 zeigt denselben Belüfter in Draufsicht ohne Strahlen erfolgt der Sauerstoffeintrag im wesentli- Rinne 7 und ohne Prallglocke 4.
chen in der sekundären Phase, also beim Aufprall Die Anzahl der Schleuderarme 6 kann gegenüber

auf der Wasseroberfläche. Diese Strahlen erzeugen 35 der dargestellten vergrößert oder verkleinert werden, eine intensive Umwälzströmung. Es ist vorteilhaft, sie richtet sich nach dem geforderten Sauerstoffeindaß die Schleuderarme aus ungewundenen Flachstä- trag. Zwischen den Schleuderarmen 6 aus gewundoben steiler stehen als die Schleuderarme aus gewun- nen Flachstäben können Schleuderarme 8 aus ungedenen Flachstäben. wundenen Flachstäben vorgesehen sein, die an ihren

Um die Aufwärtsströmung im Bereich des Belüf- 40 Längskanten gegebenenfalls mit vornehmlich entg&- ters zu verstärken, können die Rippen zumindest in gen der Anströmung gerichteten ebenen oder gerunihrem eintauchenden Teil schraubenförmig um die deten Flügeln versehen sind, um die Spritzwassef-Welle verlaufen. Mit einem solchen Belüfter können menge zu erhöhen. Aus dieser Darstellung wird ferz. B. Eintauchtiefen von 6 bis 60 cm bewältigt wer- ner deutlich, daß die Rippen 5 zumindest in ihrem den. Dabei sind die Umdrehungszahlen für die jewei- 45 eintauchenden Teil nicht genau radial, sondern enV-ligen Eintauchtiefen veränderlich. Beispielsweise liegt gegen der Drehrichtung 9 angestellt verlaufen,
die Umfangsgeschwindigkeit für 1,5 m Außendurch- Die Fi g. 3 und 4 zeigen einen auf ein schwimmen-

messer bei über 5 m/sec. des Gerüst 22 aufgebauten Belüfter 10. Er saugt

Der Belüfter kann in weiterer Ausgestaltung der Wasser aus den tiefgelegenen Zonen an, vermischt es Erfindung auf einem schwimmenden Gerüst befestigt 50 mit Sauerstoff und schleudert einen Teil auf die Wassein, das zu seinem Rand führende Rinnen und von seroberfläche zurück. Der nicht unwesentliche restl*- dort etwa vertikal nach unten gerichtete Rohre oder ehe Teil des mit Sauerstoff angereicherten Abwassers Schläuche zum Einleiten des Spritzwassers unter den gelangt in eine Rinne 7, 23 und von dort durch Wasserspiegel des Belüftungsbeckens aufweist. Wei- Schläuche bzw. Rohre 24 in tiefergelegene sauerstofltcrhin ist es vorteilhaft, daß der in das Wasser ein- 55 arme oder -freie Zonen, die vom Vertikalbelüfter ditauchende Teil der Rippen derart nach außen ver- rekt erfaßt werden. Die Schläuche 24 können aus breitert ist, daß er eine bis zur Beckensohle reichende Gummi oder Kunststoff sein. Sie können verschiede-Kreisströmung erzeugt. Ferner kann eine den Belüf- ne Länge haben, um verschiedene Tiefen zu errciter konzentrisch überdeckende, feststehende Prall- chen. Die Zuflußmengen zu den einzelnen Schlauglocke, die sich nach unten etwa konisch erweitert, 60 chen 24 können durch Regulierorgane eingestellt dafür sorgen, daß nur eine bestimmte Menge Spritz- werden. Diese schwimmende Ausführung wird vorwasscr in die Rinnen gelangt. Durch diese Prallglok- nehmlich bei Belüftungsbecken mit stärkeren Spiegctke werden gleichzeitig die Lufteinlaßöffnungen am Schwankungen, Abwasserteichen sowie bei sehr tioobcren Ende des Luftansaugrohres vor Wellen und fen Belüftungsteichen eingesetzt.
Eisbildung geschützt, wodurch die Luftzufuhr zu den 65 Das schwimmende Aggregat kann auf Grund der Unterdruckstellen des Belüfters auch bei hohen Anordnung von Seilen 25 und Kabeltrommeln 26 für Spritzwasserbögcn gesichert bleibt. Das Spritzwasser, Streckcnbelüftiing von Oxydationsteichen, Belüf· das sehr sauerstoffreich ist, kann mit Hilfe der Rin- tungsteichen, Stauseen u. dgl. verwendet werden.

Wasser, das nicht bis auf das Niveau der Rinne 23 gehoben wird, spritzt gegen eine an ihrer Unterseite angeordnete konische Prallglocke 29, von der es abprallt und unter einem steilen Winkel auf der Oberfläche des Wassers auftrifft. Durch Versuche wurde festgestellt, daß ein Auftreffwinkel von etwa 70° zur Horizontalen die besten Sauerstoffeintragswerte ergibt.

Die Rinne 7 bzw. 23 und die Prallglocken 4, 29 können einen starren Verband bilden, der an dem Achslager des Belüfters 10 befestigt ist, so daß keinerlei weitere Stützen erforderlich sind.

F i g. 5 stellt einen Belüfter mit Schleuderarmen dar, deren gewundene Flachstäbe in Form von Schraubenflächen 31 verlaufen. Die Steigung ist hierbei nur noch wenig größer als die Breite des gewundenen Flachstabes, so daß dieser ein geschlitztes Rohr bildet. Die mit nur schmalen Schlitzen versehenen Schleuderarme halten das angesaugte Wasser besser als geschlossenen Strahl zusammen, so daß er weiter nach außen gelangen kann. Trotzdem werden durch die schraublinienartigen Schlitze große Luftmengen angesaugt und mit dem Wasserstrahl intensiv vermischt.

Zur Verringerung des Strömungswiderstandes und zur Verbesserung der Vertikalströmung können hier die Rippen S, an denen die Schlcuderarme schwenkbar befestigt sind, pflugartig angestellt sein. Es genügt in manchen Fällen auch schon, wenn lediglich die inneren Enden der Schleudcrarme etwas verwunden sind. Ihre äußeren Enden sind schräg nach unten

ίο gezogen und können ebenfalls von der Radialrichtung abweichen. Beide Maßnahmen dienen dem Zweck, den aus dem rohrähnlichen Schlcudcrarm austretenden Wasserstrahl bereits weitestgehend in den von der Prallglocke 29 vorgegebenen Winkel zu

is lenken. Sie dienen also im Endeffekt ebenfalls dci Erhöhung des Sauerstoffeintrags.

Eine in etwa gleichwertige Wirkung kann erziel· werden, wenn die die Schleuderarme 6 bildenden gewundenen Flachstäbe von Rohren 32 koaxial umge·

ao ben sind, die jeweils längs geschlitzt und mittels La sehen und Schrauben befestigt sind. F i g. 1 zeigt ein< solche Anordnung im Schnitt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Fiachstäbe mindestens teilweise von einem Rohr Patentansprüche: (32) koaxial umgeben sind.

1. Vertikalachsiger Oberflächenbelüfter für S
Abwasserklärbecken mit einem um eine Welle

drehbaren, in das Abwasser eintauchenden Wir- Die Erfindung betrifft einen vertikalachsigen

belkörper, der aus etwa radial von der Welle aus- Oberflächenbelüfter für Abwasserklärbecken mit gehenden ebenen oder gewundenen Rippen be- einem um eine Welle drehbaren, in das Abwasser steht, dadurch gekennzeichnet, daß an io eintauchenden Wirbelkörper, der aus etwa radial von den Rippen (5) im Bereich der Wasseroberfläche der Welle ausgehenden ebenen oder gewundenen einzelne radial und schräg nach oben verlaufende Rippen besteht.

Schleuderarme (6,8) befestigt sind und daß die Es sind bereits vertikalachsige Oberflächenbelüfter

Welle (1) in an sich bekannter Weise von einem bekannt, deren Eintauchtiefe häufig nur einige Zentioben offenen, zum Wirbelkörper herabreichenden 15 meter beträgt. Das Sauerstoffeintragsvermögen dieser Luftansaugrohr (2) umgeben ist Oberflächenbelüfter ist verbesserungsbedürftig, da

2. Oberflächenbelüfter nach Anspruch 1, da- einige Zonen des Abwasserbeckens, und zwar besondurch gekennzeichnet, daß die Schleuderarme ders die Ecken und Tiefenbereiche, nicht oder nur (6,8) bezüglich ihres Winkels zur Wasseroberflä- unzureichend mit der gewünschten Sauerstoffmenge ehe verstellbar sind. ao versorgt werden. Auch ist die Strömungsgeschwindig-

3. Oberflächenbelüfter nach Anspruch 1 oder keil an der Sohle des Klärbeckens an einigen Stellen 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuderar- so gering, daß sich Schlammablagerungen bilden me (6) aus um ihre Längsachse gewundenen können.

Flachstäben bestehen. In dieser Beziehung ist ein aus der USA.-Patent-

4. Oberflächenbelüfter nach Anspruch 1 oder »5 schrift 2072944 bekannter vertikalachsiger Oberflä-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuderar- chenbelüfter der eingangs genannten Art wirksamer, me (8) aus ungewundenen Flachstäben bestehen, da er tiefer in das Abwasser eintauchende Rippen die an ihren Längskanten mit entgegen der An- aufweist, die gewunden sind und etwa radial von der strömung gerichteten ebenen oder gerundeten Welle ausgehen. Diese tiefreichenden Rippen erzeu-Flügeln versehen sind. 3° gen einen kräftigen Sog und damit eine intensive

5. Oberflächenbelüfter nach Anspruch 1 oder Umwälzströmung im Becken, die auch weiter ent-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuderar- fernt liegende Bereiche erfaßt Dies aber auch desme (6, 8) abwechselnd aus gewundenen und un- halb, weil der eintauchende BelUfterteil von einem gewundenen Flachstäben (6 bzw. 8) bestehen. sich bis in die Nähe der Beckensohle erstreckenden

6. Oberflächenbelüfter nach Anspruch 5, da- 35 Ansaugrohr umgeben ist, das jede Kurzschlußströdurch gekennzeichnet, daß die Schleuderarme (8) mung verhindert. Der Sauerstoffeintrag dieses beaus ungewundenen Flachstäben steiler stehen als kannten Belüfters ist aber unbefriedigend, da die die Schleuderarme (6) aus gewundenen Flachstä- über der Wasseroberfläche liegenden Abschnitte der bcn. beiden Rippen derart angestellt und nach oben zu-

7. Oberflächenbelüfter nach einem der Ansprü- 40 nehmend durch einen sich konisch erweiternden Inche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die nenkörper abgedeckt sind, daß im wesentlichen nur Rippen (5) zumindest in ihrem eintauchenden zwei Wasserstrahlen erzeugt werden, die im flachen Teil schraubenförmig um die Welle (1) verlaufen. Winkel nach außen gerichtet sind und nach Vermi-

8. Oberflächenbelüfter nach einem der An- schung mit Luftblasen unter einem ebenso flachen sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er 45 Winkel auf die Wasserfläche auftreffen. Die für die auf einem schwimmenden Gerüst (22) befestigt Sauerstoffaufnahme maßgebliche Grenzflächenerist, das zu seinem Rand führende Rinnen (23) neuerung ist hierbei schlecht, und in der sogenannten und von dort etwa vertikal nach unten gerichtete sekundären Phase wird wegen des flachen Auftreff-Rohre oder Schläuche (24) zum Einleiten des winkeis wenig Luft mit in das Wasser eingeschlagen. Spritzwassers unter den Wasserspiegel des Bclüf- 50 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen tungsbeckens (U) aufweist. vertikalachsigen Oberflächenbelüfter der eingangs ge-

9. Oberflächenbelüfter nach einem der An- nannten Art so auszubilden, daß der Sauerstoffeinsprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der trag und vornehmlich die Grenzflächenerneuerung ta das Wasser eintauchende Teil der Rippen (5) zwischen Luft und Wasser intensiviert sowie die Umderart nach außen verbreitert ist, daß er eine bis 55 wälzung des Schlamm-Wasser-Gemisches derart gezur Bcckcnsohtc reichende Kreisströmung er- steigert werden, daß kein Schlamm auf dem Boden zeugt. des Belüftungsbeckens liegenbleibt.

10. Oberflächenbelüfter nach einem der An- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gesprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er löst, daß an den Rippen im Bereich der Wasserobervon einer feststehenden Prallglocke (29,4) kon- 60 fläche einzelne radial und schräg nach oben verlauzentrisch überdeckt ist, die sich nach unten etwa fende Schleuderarme befestigt sind und daß die WeI-konisch erweitert. Ie in an sich bekannter Weise von einem oben offe-

11. Oberflächenbelüfter nach Anspruch 3, da- nen, zum Wirbelkörper herabreichenden Luftansaudurch gekennzeichnet, daß die gewundenen grohr umgeben ist.

Fiachstäbe schraubenförmig verlaufen und somit 65 Beim Rotieren dieses Belüfters entsteht eine große ein geschlitztes Rohr bilden. Anzahl von Wasserbewegungen. Zunächst bilden die

12. Oberflächenbelüfter nach Anspruch 3, da- unter dem Belüfter liegenden Wassermassen ein Rodurch gekennzeichnet, daß die gewundenen tationszcntrum, das auch die Umgebung beeinflußt.