(19)
(11) EP 0 401 721 A2

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
12.12.1990  Patentblatt  1990/50

(21) Anmeldenummer: 90110530.4

(22) Anmeldetag:  02.06.1990
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)5B01F 3/04, C02F 3/20, C02F 3/12
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH DE DK ES FR GB GR IT LI LU NL SE

(30) Priorität: 05.06.1989 DE 3918307

(71) Anmelder: Roediger, Walter
D-61348 Bad Homburg (DE)

(72) Erfinder:
  • Roediger, Walter
    D-61348 Bad Homburg (DE)

(74) Vertreter: Stoffregen, Hans-Herbert, Dr. Dipl.-Phys. 
Patentanwalt Salzstrasse 11 a Postfach 21 44
D-63411 Hanau
D-63411 Hanau (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) Verfahren und Vorrichtung zum feinblasigen Begasen einer Flüssigkeit


    (57) Um eine Flüssigkeit feingasig zu begasen, werden im Bodenbereich eines Beckens (10) Belüftungselemente (12) angeordnet, die über eine Gaszuführungsleitung (14) mit Gas beaufschlagt werden. Die Belüftungselemente sind Teil der Gaszuführungsleitung. Das Gewicht der Belüftungselemente mit der Gaszuführungsleitung ist so gewählt, daß besondere Befestigungen für die Gaszuführungsleitung nicht erforderlich sind.




    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum feinblasigen Begasen einer in einem Becken vorhandenen Flüssigkeit, insbe­sondere Abwasser, umfassend zumindest ein Belüftungselement, das ein Basiselement mit Gasdurchtrittsöffnungen versehenem Begasungskörper aufweist, wobei der jeweilige Raum zwischen der dem Begasungskörper zugewandten Fläche des Basiselementes und dem Begasungskörper mit über zumindest eine Gaszuführungslei­tung strömendem Gas beaufschlagbar ist. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Begasen einer Flüssigkeit.

    [0002] Bei der zur Zeit üblichen Flächenbelüftung ganz allgemein werden die Basiselemente auf den fest auf dem Beckenboden installierten Gaszuführungsleitungen fixiert. Um einen gleichmäßigen Gasein­trag sicherzustellen, muß gewährleistet sein, daß eine parallele Ausrichtung zur Flüssigkeitsoberfläche erfolgt. Andernfalls wür­den sich Druckunterschiede ergeben, die zu unterschiedlichen Begasungen führen würden, so daß z.B. die aerobe Abwasserrei­nigung nicht im gewünschten, und insbesondere nicht im energe­tisch günstigen Umfang erfolgt. Entsprechende bisher gebräuch­liche Installationen sind daher nicht nur nachteilig hinsichtlich der Montage, sondern auch eines Nachregulierens hinsichtlich der Niveauhöhe der einzelnen Basiselemente. Hierzu müssen z.B. bei Belüftungsbecken zur Abwasserreinigung viele hundert Leitungs­befestigungen und tausend oder mehr Basiselemente pro Becken in äußerst zeitaufwendiger Weise sehr sorgfältig von zuverlässigen Personen installiert werden. Diese Arbeit ist besonders deshalb sehr lästig, weil sie in hockender Stelle in einem Abstand von nur wenigen Zentimetern über dem als Montagefläche dienenden Beckenboden und zwar beidhändig ausgeübt werden muß. Zudem muß nachträglich das Niveau der Luftaustrittsfläche exakt ent­sprechend dem späteren, etwa 5m höheren Abwasserniveau nach­justiert werden. Hierzu werden meist die Abwasserbecken mit Wasser bis mehrere Zentimeter über dem Niveau der Luftaustritts­fläche als Vergleichsniveau gefüllt, so daß bei der Nachjustierung noch zu der Montageerschwernis die Notwendigkeit zur Arbeit im Wasser hinzu kommt.

    [0003] Die bekannten Flächenbelüftungen weisen hinsichtlich der instal­lierten Begasungskörper grundsätzlich ein einheitliches Raster auf. Nach der Installation ist eine Änderung nicht möglich. Glei­ches gilt grundsätzlich auch vor der Montage, da die Einzelteile, d.h. Gaszuführungsleitungsabschnitte und die mit diesen zu verbindenden Begasern stets so zu installieren sind, wie es in der Vorplanung vorgesehen ist.

    [0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es unter anderem, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine problemlose Montage und Höhenverstellbarkeit möglich ist. Insbe­sondere soll ein gleichmäßiges vollflächiges Einleiten von Gas verwirklicht werden, und zwar weitgehend ohne bzw. ohne eine mehr als unwesentliche Umwälzung des Flüssigkeitsinhaltes, da durch Umwälzungen der Flüssigkeit unnötige Energieverluste auftreten würden. Ebenfalls soll die Möglichkeit geschaffen wer­den, den Abstand zwischen dem Basiselement und dem Beckenbo­den so gering wie möglich zu halten, so daß Schlammablagerungen unterhalb der Begasungs-Einrichtung unterbleiben. Ferner soll insbesondere bei in Draufsicht rechteckförmigen dicht bei dicht angeordneten Basiselementen ein einfaches Befestigen der Bega­sungskörper gewährleistet sein.

    [0005] Dabei sollen die Belüftungselemente gegebenenfalls noch während der Montage an gewünschten Stellen installierbar sein, ohne daß eine Verlegung der Gaszuführungsleitung oder eine Änderung von Abschnitten dieser erforderlich ist. Aufgabe ist es auch, in Abhängigkeit von dem benötigten Sauerstoffbedarf den erforder­lichen Gaseintrag ohne große Zeitverzögerungen zu ermöglichen. Schließlich soll auf problemlose Weise in der Gaszuführungsleitung angesammelte Flüssigkeit wie insbesondere Schwitzwasser abgelei­tet werden können bzw. Schwitzwasser ferngehalten werden.

    [0006] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Gaszuführungsleitung durch das Belüftungselement in dem Becken, insbesondere auf dem Beckenboden lagefixiert ist. Insbesondere ist vorgesehen, daß die Basiselemente Abschnitte der entlang des Beckenbodens verlaufenden Gaszuführungslei­tungen sind.

    [0007] Abweichend vom Stand der Technik werden die Gaszuführungslei­tungen nicht mehr durch besondere Befestigungselemente Lage­fixiert. Hierdurch wird ein einfaches Montieren und Höhenverstel­len der Basiselemente erreicht.

    [0008] Insbesondere ist vorgesehen, daß die Gaszuführungsleitungen und Belüftungselemente nicht mehr getrennte Elemente sind. Vielmehr werden gewünschte Abschnitte der Gaszuführungsleitung als Basiselemente gewählt, auf die Begasungskörper geeigneter Kon­struktion aufsetzbar ist, um in diesem Bereich ein feinblasiges Begasen der Flüssigkeit zu ermöglichen.

    [0009] Hierzu ist nach einem hervorzuhebenden Vorschlag vorgesehen, daß die Gaszuführungsleitung eine dem Begasungskörper zuge­wandte schwach gewölbte Oberseite mit freien Längsrändern zum bereichsweisen Festlegen der Begasungskörper aufweist. Bei einer diesbezüglichen Konstruktion ist es nur noch erforderlich, daß die Stirnbereiche der Begasungskörper, die also quer zur Längs­richtung der Gaszuführungsleitung auf dieser entlang verlaufen, in einem Umfang dichtend auf die Oberseite festgelegt werden, daß ein unkontrollierter Gasaustritt unterbleibt.

    [0010] Mögliche Verbindungs- bzw. Befestigungsarten sind folgende. So können Abschnitte der Längsränder der Gaszuführungsleitung in entsprechend zugeordneten Nuten des Begasungskörpers ein­bringbar sein, wobei der an der Unterseite des Längsrandes verlaufende Abschnitt der Nut des Begasungskörpers so groß gewählt ist, daß bei einer Relativbewegung zwischen Begasungs­körpers und Oberseite der Gaszuführungsleitung ein Herausrut­schen des Randes der Gaszuführungsleitung aus der Nut unmög­lich ist. Ferner liegt der Begasungskörper in seinem Stirnbereich dicht auf der Oberseite der Gaszuführungsleitung auf. Hierzu kann der Begasungskörper in seinen Stirnbereichen materialver­stärkt oder mit einer eine Spannung hervorrufenden Bewehrung versehen sein. Auch besteht die Möglichkeit, daß entlang der Stirnbereiche ein mit der Gaszuführungsleitung wechselwirkendes Klemmelement verläuft. Schließlich kann die erforderliche Span­nung, um ein dichtendes Anliegen in den Stirnbereich zu gewähr­leisten, dadurch erzielt werden, daß der von der Gaszuführungs­leitung entfernte Begasungskörper in seinen Stirnbereichen eine geringere Breite als im Mittenbereich aufweist.

    [0011] Eine weitere Befestigungsmöglichkeit sieht vor, daß das Basisele­ment, also insbesondere die Längsseiten der Gaszuführungsleitung Längsnuten aufweisen, in die Randabschnitte des Begasungskör­pers einbringbar sind.

    [0012] Die Gasdurchtrittsöffnungen des Begasungskörpers können durch Schlitzung oder Nadelung erzeugt werden. Dabei liegt vorzugs­weise im Bereich der Gasdurchtrittsöffnungen eine geringere Materialstärke als in den übrigen Bereichen vor.

    [0013] Auch kann der Begasungskörper aus porösem Material bestehen, wobei das Material eine Porösität aufweist, die ein Einperlen von Gas in das Abwasser entsprechend dem O₂-Bedarf des Abwassers entspricht.

    [0014] Die Gaszuführungsleitung selbst weist vorzugsweise einen el­lipsenförmigen Querschnitt mit ebener Bodenfläche auf. Hierdurch ist gewährleistet, daß die Oberseite, von der der Begasungskörper ausgeht, eine konvexe Krümmung aufweist, um über die Gasdurchtrittsöffnungen die erforderliche gleichmäßige Gasabgabe sicherzustellen. Die ebene Bodenfläche stellt sicher, daß die Gaszuführungsleitung fest auf der Bodenfläche des Abwas­serbeckens aufliegt.

    [0015] Um den Gaseintrag im erforderlichen Umfang zu regulieren, ist vorgesehen, daß in den Endbereichen der Gaszuführungsleitung Gaseinleitöffnungen vorhanden sind. Vorzugsweise sind dabei in einem Endbereich zwei unterschiedliche Querschnitte aufweisende Gaseinleitöffnungen und in dem anderen Endbereich eine Öffnung vorhanden. Letztere kann dabei sowohl als Gaseinleitöffnung als auch insbesondere Schwitzwasserauslaßöffnung dienen.

    [0016] Die gesamte Gasverteilung kann folglich von den Enden der Gaszuführungsleitung gesteuert werden, wodurch sichergestellt ist, daß über jeden Begasungskörper die gewünschte Gasmenge mit gleichbleibendem Druck zur Verfügung steht. Durch das Vorhandensein der Gaseinleitöffnung in den Endbereichen der Gaszuführungsleitung ist eine problemlose Steuerung möglich. So erfolgt ein maximaler Gaseintrag dann, wenn über alle Öffnungen Gas zugeführt wird. Durch Sperren einzelner Öffnungen kann dann der Gaseintrag reduziert werden. Die Anschlüsse zu den Öffnungen können dabei mit Magnetventilen versehen werden, um ein problemloses Zu- und Abschalten zu ermöglichen. Die Steue­rung der Magnetventile erfolgt dabei nach dem Sauerstoffbedarf der zu belüftenden Flüssigkeit. Diese kann z.B. durch Sauer­stoffüberschußsonden ermittelt werden.

    [0017] Ferner kann über eine Öffnung das sich in der Gaszuführungslei­tung angesammelte Schwitzwasser abgeführt werden. Dies kann dadurch erfolgen, daß der Druck des Gaseintrages so groß wird, daß für das Schwitzwasser der hydrostatische Druck überwunden wird. Selbstverständlich bedarf es dann bei der oberhalb der Flüssigkeit mündenden Leitung Magnetventile, um wahlweise Schwitzwasser zu entnehmen bzw. Gas zuzuführen.

    [0018] Die für das ableitende Schwitzwasser bestimmte Öffnung kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung mit einem Schwimmkörper versehen sein, der die Leitung dann freigibt, wenn eine gewisse Menge Schwitzwasser angesammelt ist. Dieser Schwimmkörper gibt die Öffnung selbstverständlich auch dann frei, wenn über die Öffnung Gas eingetragen wird.

    [0019] Bevorzugterweise wird das Gas außerhalb der Gaszuführungslei­tung abgekühlt. So kann die Gaszuführungsleitung mit einer zumindest bereichsweise innerhalb des Abwassers angeordneten Hauptverteilerleitung verbunden sein, innerhalb der das der Gaszuführungsleitung zuzuführende Gas abkühlbar ist. Durch diese Konstruktion ergibt sich der Vorteil, daß das Gas abgekühlt ist, so daß das in das Abwasser einperlende Gas eine so niedrige Temperatur hat, daß es für die Lösung des O₂ günstig ist. Auch sind Vorkehrungen für das Ableiten des Schwitzwassers aus den Gaszuführungsleitungen nicht erforderlich.

    [0020] Die zu den Enden der entlang des Beckenbodens verlaufenden Gaszuführungsleitung führenden Leitungen können nach einer Ausgestaltung als Teile einer Hubeinrichtung ausgebildet sein, um ein problemloses Anheben bzw. Absenken zu ermöglichen.

    [0021] Als Material für die Gaszuführungsleitung sind Aluminiumprofile geeignet. Diese können gegebenenfalls in am Beckenboden vor­handene und als Führungen dienende Halterungen festgelegt werden, um sicherzustellen, daß auch während des Betriebes die gewünschte Position im Wasser gehalten wird. Auch Recyclema­terial ist geeignet.

    [0022] Selbstverständlich sind das Gaszuführungsrohr selbst oder von diesem ausgehende Elemente hinsichtlich ihrer Dichte so gewählt, daß auch bei dessen Gasbeaufschlagung die Dichte der Flüssigkeit geringer ist. Befestigungen am Beckenboden sind daher grund­sätzlich nicht erforderlich.

    [0023] Um die einzelnen die Begasungskörper bildenden Abschnitte der Gaszuführungsleitung in ihrer Höhe auszurichten, ist nach einem weiteren Vorschlag vorgesehen, daß von dem Beckenboden ausge­hende Keilelemente in einem Umfang mit der Gaszuführungsleitung bzw. den diese aufnehmenden Halterungen bzw. Führungen wech­selwirken, daß die erforderliche Niveaueinstellung erzielbar ist.

    [0024] Selbstverständlich besteht die Möglichkeit auch, die Gaszufüh­rungsleitungen ein einzelne Abschnitte aufzuteilen, die über Art Steckverbindungen miteinander verbindbar sind. Hierdurch ist ein Aneinanderreihen möglich, wobei man vorgefertigte Einzelelemente benutzen kann. Die einzelnen Abschnitte können dabei im ge­wünschten Umfang mit Begasungskörpern abgedeckt werden, um so die erforderliche Anzahl von Belüftern zur Verfügung zu stellen.

    [0025] Die Erfindung bezieht sich des weiteren auf ein Verfahren zum Einbringen von Gas in eine in einem Becken vorhandene Flüssig­keit, insbesondere Abwasser, mit in im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Reihen angeordneten Belüftungselementen oder Flächenbegasern, wobei sich das Verfahren dadurch aus­zeichnet, daß das Einbringen des Gases durch Einperlen erfolgt und daß der Bodenbereich weitgehend vollflächig unter weitge­hender Vermeidung eines Umwälzens des Abwassers begast wird. Unter Einperlen wird dabei verstanden, daß die aufsteigenden Gasblasen wie aneinandergereihte, jedoch körperlich getrennte Gasperlen mit einem jeweiligen Durchmesser von vorzugsweise ca kleiner als 0,2 mm sind. Hierdurch kann sich der Sauerstoff überaus gut im Abwasser lösen. Der Prozeß läuft folglich energe­tisch günstig ab.

    [0026] Um das Ablagern von Schlamm zwischen den Reihen auszuschlie­ßen, wird vorgeschlagen, daß die Reihen aufeinanderfolgend mit Gas beaufschlagt werden. Hierdurch erfolgt durch Schwallerzeu­gung ein quasi Vorwärtstreiben des Schlammes, wodurch zum einen die unerwünschten Ablagerungen vermieden und zum ande­ren hinreichend Schlamm innerhalb des Beckens wirksam ver­bleibt, so daß ein zusätzlicher Energieeintrag zum Schlammvor­wärtstreiben nicht erforderlich ist.

    [0027] Schließlich können verschiedene Reihen im unterschiedlichen Umfang mit Gas versorgt werden, wodurch gleichfalls eine schnelle Anpassung an den jeweiligen Sauerstoffbedarf gegeben ist.

    [0028] Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung erge­ben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entneh­menden Merkmalen -für sich und/oder in Kombination-, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.

    [0029] Es zeigen:

    Fig. 1 eine Draufsicht eines Ausschnittes eines Belüftungsbeckens im Bodenbereich,

    Fig. 2 eine Detaildarstellung eines Begaserstrangs in Draufsicht,

    Fig. 3 der Begaserstrang nach Fig. 2 in Seitenansicht,

    Fig. 4 eine Schnittdarstellung entlang der Linie IV-IV in Fig. 2,

    Fig. 5 eine Prinzipdarstellung eines Belüftungsbeckens im Schnitt,

    Fig. 6 ein Ausschnitt des Belüftungsbeckens nach Fig. 5,

    Fig. 7 eine Schnittdarstellung im Bodenbereich eines Belüftungsbeckens,

    Fig. 8 eine Detaildarstellung im Bodenbereich eines Belüftungsbeckens, teilweise weggebrochen,

    Fig. 9 eine Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Belüfterelements,

    Fig. 10 Schnittdarstellungen eines Belüfterelements im Stirnbereich,

    Fig. 11 einen Gasverteiler für ein Belüftungselement und

    Fig. 12 im Ausschnitt ein Belüfterelement in Draufsicht.



    [0030] In einem in Fig. 1 im Ausschnitt dargestellten Belüftungsbecken (10) sind im Bodenbereich Belüftungselemente (12) angeordnet, die über eine Gaszuführungsleitung (14) mit Gas versorgbar sind. Die Gaszuführungsleitung (14), die auf dem Beckenboden (18), also auf der Bodenfläche (16) aufliegt, wird über eine Leitung (56) mit Gas versorgt. Die Leitung (56) geht von einer Hauptver­teilungsleitung (66) aus, die vorzugsweise zumindest bereichs­weise im Abwasser verläuft, um so das Gas abzukühlen und Kondensat in der Hauptverteilungsleistung abzuscheiden.

    [0031] Erfindungsgemäß erstreckt sich über nahezu die gesamte Länge der Gaszuführungsleitung (14) eine Belüftungselement (12). Konstruktionsbedingt ist es jedoch häufig der Fall, daß eine Gaszuführungsleitung mehrere Belüftungselemente (12) umfaßt, wie es auch in den Fig. dargestellt ist.

    [0032] Abschnitte der Gaszuführungsleitung (14) selbst stellen somit Basiselemente (20) der Belüftungselemente (12), auch kurz Be­lüfter genannt, dar. Jeder ein Basiselement (20) bildende Ab­schnitt ist von einem Begasungskörper (22) aus elastischem Material abgedeckt. Der Begasungskörper (22) weist Durchtritts­öffnungen (13) auf, die vorzugsweise durch Nadelung oder Schlitzung hergestellt werden. Die Durchtrittsöffnungen (13) sind selbstverständlich rein beispielhaft eingezeichnet.

    [0033] Um die Begasungskörper (22) auf den Basiselementen (20) zu befestigen, ist nachstehende hervorzuhebende Konstruktion ge­wählt.

    [0034] Die Belüftungsleitung (14) weist gemäß Fig. 4 in etwa einen ellipsenförmigen Querschnitt mit flacher Unterseite (25) auf, wobei die Oberseite (24) in freie Längsränder (26) und (28) übergeht. Abschnitte der Längsränder (26) und (28) werden nun in Längs­nuten (30) und (32) eingebracht, die in Längsränderabschnitten des Begasungskörpers (22) vorhanden sind. Dabei ist der an der Unterseite des Randes (26) bzw. (28) verlaufende Abschnitt (34) so ausgebildet, daß bei einer Relativbewegung zwischen Bega­sungskörper (22) und dem Gaszuführungsrohr (14) ein Heraus­rutschen aus der Nut (30) bzw. (32) unmöglich ist. Diese Rela­tivbewegung wird dadurch hervorgerufen, daß über die Gaszu­führungsleitung (14) Gas über Öffnungen (38) bzw. (40) in den Raum zwischen Begasungskörper (22) und Basiselement (20) eingeleitet wird. Dies wird durch die in Fig. 4 eingezeichneten Pfeile verdeutlicht.

    [0035] Wie die Fig. 4, aber auch die Fig. 10 verdeutlicht, weisen die Längsränder (28) und (30) des Basiselements - also die freien Ränder der die Oberseite (24) aufweisenden Wandung (33) der Gaszuführungsleitung (14) - Längsnuten (35) und (37) auf, in die ihrerseits die freien Längsränder (39) und (41) des Be­gasungskörpers (22) einbringbar sind.

    [0036] In den Stirnbereichen (42) und (44) der Begasungskörper (22) können Spannelemente (43) verlaufen (rechte Darstellung in Fig. 10), die sicherstellen, daß die Begasungskörper (22) in diesem Bereich dichtend auf der Oberseite (24) des Gaszuführungsrohres (14), also dem Basiselement (20) aufliegen. Andere konstruktive Möglichkeiten sind gleichfalls möglich. So kann in den Stirnbe­reichen (42) und (44) das Material des Begasungskörpers (22) in einem Umfang verstärkt werden (Verstärkung (45) in der linken Darstellung der Fig. 10), daß die erforderliche Spannung erzielt wird, um das dichtende Aufliegen sicherzustellen. Alternativ besteht die Möglichkeit, daß die Stirnbereiche (42) und (44) z.B. mit einer Spiralfeder bewehrt sind, wodurch der erforderliche Druck des Begasungskörpers (22) in Richtung auf das Basisele­ment (20) hervorgerufen wird.

    [0037] Ein weiterer Lösungsvorschlag sieht vor, daß der Basiskörper (22) im entspannten Zustand in seinen Stirnbereichen (42) und (44) eine geringere Breite und nötigenfalls eine höhere Material­stärke als im Mittenbereich aufweist (Fig. 12). Wird nun der Begasungskörper (22) auf das Gaszuführungsrohr (14) aufgezo­gen, in dem dessen Längsränder (26), (28) in die Längsnuten (30), (32) des Begasungskörpers (22) eingebracht werden, so erfolgt eine Dehnung der Stirnbereiche (42) und (40) in einem Umfang, daß stets eine Spannung hervorgerufen wird, die ein sicheres Abdichten zwischen Begasungskörper (22) und Gaszufüh­rungsrohr (14) in den Stirnbereichen (42) und (44) gewährlei­stet.

    [0038] Die Fig. 4 und 10 verdeutlichen des weiteren, daß der Bega­sungskörper (22) mit Randabschnitten (29) und (31) auf der Beckenbodenfläche (16) aufliegt. Hierdurch ergibt sich der Vor­teil, daß der frei zugängliche Bereich (18) zwischen den Be­lüftern bzw. Belüftungselementen (12) überaus kleinflächig ist, so daß -wenn überhaupt- nur geringste Mengen an Schlamm sich ablagern können.

    [0039] Anhand der Fig. 5 und 6 sei eine weitere hervorzuhebende Aus­gestaltung der erfindungsgemäßen Lehre dargestellt.

    [0040] Die im Bodenbereich des Belüftungsbeckens (10) verlaufende Gaszuführungsleitung (14), von der erwähntermaßen Abschnitte als Basiselemente für die schildförmigen Belüfter (12) ausgebildet sind, weist in seinen Endbereichen (46), (48) Öffnungen (50) bzw. (52) und (54) auf, über die über Leitungen (56) bzw. (58) und eine die Öffnung (52) versorgende nicht dargestellte weitere Leitung Gas zuführbar ist. Die Gaszufuhr kann dabei über Ma­gnetventile (60) und (62) in einem Umfang gesteuert werden, daß der erforderliche Sauerstoffeintrag erfolgt. Dabei kann die Schal­tung der Magnetventile (60) und (62) programmiert erfolgen, um weitgehend verzögerungsfrei optimale Sauerstoffbedingungen zu ermöglichen, wodurch ein energetisch günstiges Fahren des Beckens erfolgt. Die Sauerstoffverhältnisse lassen sich z.B. durch Sauerstoffüberschußsonden (67) feststellen.

    [0041] Ferner besteht die Möglichkeit, über die Leitung (56) in der Gaszuführungsleitung (14) angesammeltes Schwitzwasser abzufüh­ren. In diesem Fall wird über die Öffnung (52) und (54) Gas mit einem Druck eingeleitet, der ausreicht, um das angesammelte Schwitzwasser über die Leitung (56) nach außen zu drücken, wobei dann das Magnetventil (60) geschlossen und ein von der Leitung (56) ausgehendes mit einer nicht dargestellten Nebenlei­tung verbundenes Magnetventil (64) geöffnet ist.

    [0042] Die Öffnung (50) kann dabei von einem rein schematisch darge­stellten Schwimmkörper (66) verschließbar sein. Der Schwimmkör­per (66) gibt die Öffnung (50) dann frei und löst einen Steuer­befehl aus, wenn Schwitzwasser im unerwünschten Umfang ange­sammelt ist. Der Schwimmkörper (66) gibt selbstverständlich die Öffnung (50) auch dann frei, wenn über die Leitung Gas zur Gaszuführungsleitung (14) strömt.

    [0043] Die Schwitzwasserableitung erübrigt sich allerdings dann weitge­hend, wenn das Gas vor Einleiten in die Gaszuführungsleitung (14) abgekühlt wird, z.B. in der zumindest teilweise im Abwasser verlaufenden Hauptverteilerleitung (66).

    [0044] Ferner besteht die Möglichkeit, daß die Gaszuführungsleitung (14), die z.B. aus Aluminiumstrangprofil besteht, zwischen vom Beckenboden (18) ausgehenden Führungen (69) eingebracht wird. Hierdurch wird gewährleistet, daß die Gaszuführungsleitungen (14) in gewünschten Lagen verlaufen. Hierdurch wird auch das Positionieren der Gaszuführungsleitungen (14) beim Herablassen ins Becken (10) erleichtert. Die Führungen (69), die vorzugswei­se kegelförmig ausgebildet sind, können in den Randbereichen des Beckens (10) verlaufen und von einer im Boden (18) eingegos­senen Leiste (71) ausgehen (Fig. 8), die gleichzeitig "Putzleiste" beim Vergießen des Bodens bzw. des Verlegens des Estrichs sein kann.

    [0045] Durch die erfindungsgemäße Lehre ergibt sich eine flächige Abdeckung des Beckenbodens (18), so daß infolgedessen auch die unerwünschte Umwälzung der zu begasenden Flüssigkeit unterbleibt. Die Begasung erfolgt quasi in einer stehenden Flüs­sigkeit. Da der Abstand zwischen dem Beckenboden (18) und den Belüftungsleitungen quasi Null ist, sind Schlammablagerungen nahezu ausgeschlossen. Das Aufsteigen der Gasblasen erfolgt auch gleichmäßig, da diese keine Möglichkeiten finden, entlang der Begaseroberfläche geführt zu werden, wie es z.B. bei horizontal angeordneten rohr- oder kerzenförmigen Begasern der Fall ist.

    [0046] In Fig. 11 ist oberhalb des Belüfters (12) ein Blasenschwarmver­teiler (73) mit spoilerartiger oder V-förmiger Geometrie darge­stellt, der dann zum Einsatz gelangen kann, wenn eine höhere Verweilzeit der Gasblasen in der Flüssigkeit gewünscht wird. Das Element (73) kann im gewünschten Umfang mit den Gaszufüh­rungsleitungen (14) oder den vertikal verlaufenden Leitungen (56) und (58) verbunden sein, um statische Verbesserungen zu erzielen. Auch kann die dem Begasungskörper (22) zugewandte Kante (75) als Anschlag gegen ein zu starkes Ausdehnen des Begasungskörpers (22) dienen. Hierdurch können großflächigere Begasungskörper (22) zum Einsatz gelangen.


    Ansprüche

    1. Vorrichtung zum feinblasigen Begasen einer in einem Becken (10) vorhandenen Flüssigkeit, insbesondere Abwasser, umfassend zumindest ein Belüftungselement (12), das ein Basiselement (20) mit Gasdurchtrittsöffnungen versehenem Begasungskörper (22) aufweist, wobei der jeweilige Raum zwischen der dem Begasungskörper zugewandten Fläche des Basiselementes und dem Begasungskörper mit über zumindest eine Gaszuführungsleitung (14) strömendem Gas beaufschlag­bar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Gaszuführungsleitung durch das Belüftungselement(­12) in dem Becken (10) lagefixiert ist.
     
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekenmnzeichnet,
    daß das Basiselement (20) zumindest ein Abschnitt der entlang des Beckenbodens (18) verlaufenden Gaszuführungs­leitung (14) ist.
     
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Gaszuführungsleitung (14) unmittelbar auf dem Beckenboden (16, 18) aufliegt.
     
    4. Vorrichtung nach zumindest Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Gaszuführungsleitung (14) eine dem Begasungs­körper (22) zugewandte vorzugsweise schwach gewölbte Oberseite (24) mit freien Längsrändern (26, 28) zum zumin­dest bereichsweisen Festlegen des Begasungskörpers (22) aufweist.
     
    5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Gaszuführungsleitung (14) einen ellipsenförmigen Querschnitt mit freien Längsrändern (26, 28) aufweist.
     
    6. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß entlang der Gaszuführungsleitung (14) verlaufende Randabschnitte (29, 31) des Begasungskörpers (22) dicht oder weitgehend dicht auf dem Beckenboden anliegen.
     
    7. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß entlang der Gaszuführungsleitung (14) mehr als ein Belüftungselement (12) angeordnet ist.
     
    8. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß entlang des Beckenbodens (18) mehrere Gaszuführungs­leitungen (14) verlaufen, die den Beckenboden weitgehend flächig bedecken.
     
    9. Vorrichtung nach zumindest Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    in den Endbereichen (46, 48) der Gaszuführungsleitung (14) Gaseinleitöffnungen (50, 52, 54) vorhanden sind.
     
    10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in einem Endbereich (48) zwei vorzugsweise unterschied­liche Querschnitte aufweisende Gaseinleitöffnungen (52, 54) und in dem anderen Endbereich (46) eine Öffnung (50) vorhanden ist.
     
    11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die eine Öffnung (50) als Gaseinleitöffnung und/oder als Schwitzwasserauslaßöffnung ausgebildet ist.
     
    12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die eine Öffnung (50) über ein Element wie Schwimmkör­per (66) verschließbar ist, dessen Lage von der Menge des angesammelten Schwitzwassers abhängig ist.
     
    13. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Gaszuführungsleitung (14) zwischen vom Beckenbo­den (16, 18) ausgehenden Führungen (69) verlaufen.
     
    14. Vorrichtung nach zumindest Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Gaszuführungsleitung (14) oder mit dieser verbun­dene Elemente bei Gaszufuhr eine Dichte aufweist, die größer als die der Flüssigkeit ist.
     
    15. Vorrichtung nach zumindest Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Belüftungselement (12) in Draufsicht schildförmig ausgebildet ist.
     
    16. Vorrichtung nach Anspruch 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Längsränder (26, 28) des Basiselementes (20) von inentsprechend zugeordneten Nuten 826, 28) des Begasungskörpers (22) einbringbar sind wobei die Nut so tief gewählt ist, daß bei einer Relativbewegung zwischen Begasungskörper und Basiselement ein Herausrutschen des Randes des Begasungskörpers aus der Nut unmöglich ist, und daß der Begasungskörper in seinen Stirnbereichen (42, 44) dicht auf der Oberseite des Basiselementes aufliegt.
     
    17. Vorrichtung nach Anspruch 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Längsränder (26, 28) des Basiselementes (20) mit Längsnuten (35, 37) versehen sind, in die die freien Ränder (39, 41) des Begasungskörpers (22) festgelegt sind.
     
    18. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Begasungskörper (22) in seinen Stirnbereichen (42, 44) materialverstärkt oder mit einer eine Spannung hervor­rufenden Bewehrung (43) versehen ist.
     
    19. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß entlang des Stirnbereichs (42, 44) ein mit dem Basisele­ment (20) wechselwirkendes Klemmelement verläuft.
     
    20. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der von dem Basiselement (20) entfernte Begasungs­körper (22) in seinen Stirnbereichen (42, 44) eine geringere Breite als im Mittenbereich aufweist.
     
    21. Vorrichtung nach zumindest Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Gasdurchtrittsöffnungen (13) des Begasungskörpers (22) in definierten, dem O₂-Bedarf des Abwassers ange­paßten Abständen angeordnet sind.
     
    22. Vorrichtung nach zumindest Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Begasungskörper (22) aus porösem Material besteht, wobei das Material eine Porösität aufweist, die ein Einperlen von Gas in das Abwasser entsprechend dem O₂-Bedarf des Abwassers entspricht.
     
    23. Vorrichtung nach vorzugsweise Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß über dem Begasungskörper (22) ein Gasschwarmverteiler (73) verläuft.
     
    24. Vorrichtung nach Anspruch 23,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Gasschwarmverteiler (73) spoilerartig oder V-förmig ausgebildet ist.
     
    25. Vorrichtung nach Anspruch 23,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Gasschwarmverteiler (73) einen die Ausdehnung des Begasungskörpers (22) begrenzenden Anschlag (75) bildet.
     
    26. Vorrichtung nach Anspruch 23,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Gasschwarmverteiler (73) mit zumindest der Gaszu­führungsleitung (14) eine statische Einheit bildet.
     
    27. Vorrichtung nach Anspruch 23,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Gasschwarmverteiler (73) mit entlang der Becken­seitenwandungen verlaufenden Leitungen verbunden ist.
     
    28. Vorrichtung nach vorzugsweise zumindest Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Gaszuführungsleitung (14) mit einer zumindest bereichsweise innerhalb des Abwassers angeordneten Haupt­verteilerleitung (66) verbunden ist, innerhalb der das der Gaszuführungsleitung zuzuführende Gas abkühlbar ist.
     
    29. Vorrichtung nach zumindest Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß entlang der Gaszuführungsleitung (14) verlaufende Randabschnitte (29, 31) des Begasungskörpers (22) dicht oder weitgehend dicht auf dem Beckenboden (16, 18) anlie­gen.
     
    30. Vorrichtung nach zumindest Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß entlang der Gaszuführungsleitung (14) mehr als ein Belüftungselement (12) angeordnet ist.
     
    31. Vorrichtung nach zumindest Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß entlang des Beckenbodens (16, 18) mehrere Gaszufüh­rungsleitungen (14) verlaufen, die den Beckenboden (16) weitgehend flächig bedecken.
     
    32. Verfahren zum Einbringen von Gas in eine Flüssigkeit wie Abwasser mit im Bodenbereich der Flüssigkeit angeordneten Belüftungselementen, die mit Gas beaufschlagt werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Einbringen des Gases durch Einperlen erfolgt und daß der Bodenbereich weitgehend vollflächig unter weitge­hender Vermeidung eines Umwälzens des Abwassers begast wird.
     
    33. Verfahren nach Anspruch 32,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zum Austragen von gegebenenfalls abgesetztem Schlamm in Reihen angeordnete Belüftungselemente aufeinanderfolgend mit Gas derart beaufschlagt werden, daß der Schlamm in Richtung des Beckenauslasses bewegt wird.
     
    34. Verfahren nach Anspruch 32,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in einzelnen Reihen oder Gruppen von Reihen der Belüf­tungselemente programmgesteuert oder mittels Sauerstoff­überschußsonden gesteuert Gas zugeführt wird.
     
    35. Verfahren nach Anspruch 32,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Belüftungselemente so volflächig auf dem Beckenbo­den angeordnet werden, daß eine Schlammablagerung zwi­schen diesen weitestgehend vermieden wird.
     




    Zeichnung