[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.
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.