DE2261994A1

DE2261994A1 - Einrichtung zum feinblasigen belueften von abwasser

Info

Publication number: DE2261994A1
Application number: DE19722261994
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl-Ing Danjes
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-12-19
Filing date: 1972-12-19
Publication date: 1974-06-20

Description

Einrichtung zum feinblasigen Belüften von Abwasser ?I Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum feinblasigen Belüften von Abwasser mittels eines unter dem Wasserspiegel angeordneten Luftverteilers in Form eines aus elastischem Werkstoff bestehenden membranartigen, an einem Ende an eine Luftzuführungsleitung angeschlossenen und am anderen Ende geschlossenen Luftschlauches, dessen Unterseite ungelocht ist und dessen Oberseite eine Vielzahl von Luftaustrittsöffnungen aufweist und der an seinen Längsrändern jeweils von einem Tragglied gehalten ist.
Bei einer derartigen, aus der deutschen Patentschrift 1 784 398 bekannten Einrichtung ist der Luftschlauch flach geformt und elastisch ausgebildet, Infolge der Zugkraft der Tragglieder legt sich seine Oberseite bei fehlendem oder geringem Innendruck dichtend gegen seine Unterseite. Hierdurch soll bei Unterbrechung der Luft zufuhr das unerwünschte Eindringen von Abwasser durch die Luftaustrittsöffnungen in das Innere des Luftschlauches und in die Luftzuführungsleitungen verhindert werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese vorgespannten elastischen membranartigen Wandungen des Luftschlauches in diesem Falle die Luftaustrittsöffnungen nicht zuverlässig abdichten können, da die elastischen, meist aus Gummi bestehenden Schlauchwände unter dem Einfluß des Abwassers rasch altern und ihre Elastizität verlieren. Außerdem muß der Luftdruck die Vorspannung der membranartigen Schlauchwände überwinden und die in diese eingestochenen Luftaustrittsöffnungen öffnen. Infolgedessen ist die Größe der in das Abwasser eintretenden Luftblasen abhängig vom Luftdruck, und es wird nur eine geringe Reichweite der Belüftung von der Luftzuführungsstelle erhalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Belüftungseinrichtung zu beheben und jegliches Eindringen von Abwasser in die Luftaustrittsöffnungen des Luftschlauches bei Unterbrechung der Luftzufuhr mit völliger Sicherheit zu verhindern. Ferner soll bei wechselndem Luftdruck eine gleichbleibende Blasengröße erreicht werden, und die BelUftungseinrichtung soll mit möglichst wenig Luftzuführungsstellei auskommen.
Gemaß der Erfindung ist in dem Luftschlauch eine unter der Spannung eines Luftkissens stehende Membran angeordnet, die die untere Begrenzung eines an die Luftzuführungsleitung angeschlossenen Luftkanals bildet.
Diese Membran-hat im Betrieb der Belüftungseinrichtung bei normaler Luftzufuhr einen Abstand von ides mit den luftaustrittsöffnungen versehenen Oberseite des Luftschlauches, so daß die Luft durch die Luftaustrittsöffnungen ungehindert in das Abwasser gelangen kahn. Wenn die Luftzufuhr unterbrochen wird, legt sich die Membran infolge der Spannung des Luftkissens dichtend gegen die Oberseite des Luftschlauches und verschließt die Luftaustrittsöffnungen, so daß in diese kein Abwasser eindringen kann.
Zweckmäßig herrscht in dem Luftkissen ein kleinerer Druck als der Durchtrittswiderstand der Luftaustrittsöffnungen bzw. der Betriebsdruck der zugeführten Luft.
Dadurch bleibt die Membran bei normaler Luftzufuhr in ihrer Mittellage und legt sich erst dann dichtend gegen die obere Wand des Luftschlauches, sobald der Innendruck unter den für einen normalen Betrieb der Belüftungseinrichtung erforderlichen Betrag absinkt. Der Druck des Duftkissen6 wird zweckmäßig konstant gehalten. Durch einen solchen Druck des Luftkissens wird siohergestellt, daß jiber die ganze länge des Luftschlauches ein Kann] freigehalten wird. Dieser Kanal hat einen Bo großen Querschnitt, daß der Druckabfall der in dem Kanal strömenden Lltft geringer ist als die Differenz zwischen dem Durchtrittswiderstand der Luftaustrittsöffnungen und dem Drilck in dem Luftkissen. Dies bedeutet eine weitere wesentliche Vereinfachung in der Luftzufuhr, da auch bei einer Länge des Luftschlauches von 10 m und Inchr Der dessen ganze Länge eine gleichmäßige feinblasige Belüftung erreicht wird.
In weideren Ausgestaltung der Erfindung wird eine gleichmäßige Größe der aus dem Luftschlauch in das umgebende Abwasser eintretenden Luftblasen erreicht, wenn die Luftaustrittsöffnungen der oberen Schlauchwand nach einem thermoplastischen Perforationsverfahren herstellt werden.
Ili e in dieser Weise hergestellten Luftaustrittsöffnungen bleiben auch bei schwankenden Betriebsdruck der Luftzufii11rung bis zum Verformungsbeginn der membranartigen Sciilauchwani stets offen. Dies ist bei den aus der genannten Patentschrift 1 784 398 bekannten Luftaustrittsöffnungen nicht möglich, die in die obere Schlauchwand eingeritzt oder eingestochen sind und sich bei Unterbrechung der Luftzufuhr wieder verschließen sollen. Die mit den durch thermoplastische Perforation hergestellten Luftaustrittsöffnungen versehene Schlauchwand dehnt sich bei übermäßiger Steigerung des Luftdruckes z.B. bei doppeltem Betriebsdruek soweit, daß die Luftaustrittsöffnungen und etwaige hierin durch Korrosion in den Rohrleitungen, wie Bakterienablagerungen usw., verursachte Verstopfungen ausgeblasen werden. Hierdurch ist gewährleistet, daß die Größe der in das Abwasser eintretenden Luftblasen in einem weiten Bereich nicht von dem Druck der zugeführten Luft und damit von der durchgesetzten Luftmenge abhängig ist, sondern nur von dem Durchmesser der zweckmäßig als Düsen ausgebildeten Luftaustrittsöffnungen und der Beschaffenheit der Oberfläche der Schlauchwandung, die wasseranziehend, hydrophil wie z.B0 eine Folie aus PVC oder wasserabstoßend, hydrophob wie z.B. das unter dem Warenzeichen Teflon" bekannte polytetrafluoräthylen sein kann.
Um über die ganze Länge des Luftschlauches eine gleichmm'Fig feinblasige Belüftung sicherzustellen, empfiehlt es sich9 den Abstand der einzelnen Luftaustrittsöffnungen an der Oberseite des Luftschlauches größer zu wählen als der Durchmesser der Luftblasen0 Bei düsenförmig ausgebildeten Luftaustrittsöffnungen beträgt der Düsendurchmesser vorzugsweise einen Bruchteil des Blasendurchmessers Bei Anordnung der fleiüftungseinrichtung an der Sohle eines Belüftungsbeckens ist der Luftschlauch zweckmäßig an seinen beiden Längsrrindern durch starre Profile abgestiitzt, die vorzugsweise aus Stahlblech oder dergleichen bestehen und durch ein starres Blech o<ier durch profilierte Abstandshalter auf der notwendigen Breite gehalten sind. Hierdurch können auch die Schweißnsihte an den Inngsrandern der beiden Schlauchwände abgedeckt werdells wodurch ein Aufschälen der miteinander verschweißten Folien der beiden Schlauchwände verhindert wird. Außerdem erhalt die Belüftungseinrichtung durch diese starre Abstützung eine erhöhte Steifigkeit und ein größeres Gewicht, das zweckmäßig größer gewählt wird als der Auftrieb des mit Luft gefüllten Schlauches. Dieser Auftrieb erleichtert den Ausbau des Luftschlauches und verringert seine Ualterungskräfte.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können besondere, stangenförmige Tragglieder an den Längsrändern der beiden Schlauchwände erspart werden, wenn die beiden Schlauchwände und die zwischen ihnen angeordnete Membran durch extrudierte Keder zusammengehalten werden. Diese Keder können in die starren Halteprofile geschoben werden, wodurch sich eine besonders einfache Bauweise ergibt In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes im Querschnitt veranschaulicht.
Es zeigen: Fig. 1 den Luftschlauch im Ruhezustand bei llnterbrochener Luft zuführung Fig. 2 im Betriebszustand mit Luftzuführung, und Fig. 3 eine andere Ausführungsform im teilweisen querschnitt.
Die beispielsweise an der Sohle eines nicht gezeichneten Belüftungsbeckens eingebaute Belüftungseinrichtung hat die Form eines flachen Luftschlauches 1, dessen eines Ende mit einer nicht gezeichneten Luftzuführungsleitung in Verbindung steht und dessen entgegengesetztes Ende geschlossen ist. Die obere Schlauchwand 2 ist über der ganzen Länge mit einer Vielzahl von Luftaustrittsöffnungen 3 versehen, die durch thermoplastische Perforation einreßsicher geformt sind, beispielsweise durch Eindrücken es*-wärmter Nadeln in die Schlauchwand 2. Die untere Schlauchwand 4 ist ungelocht und besteht aus einer luftdichten Folie. Die beiden Schlauch'.jänd' 2 und 4 bestehen vorzugsweise aus thermoplastischem Kunststoff, wie PVC. Die Luftaustrittsöffnungen 3 haben die Form einer Düse, ihr gegenseitiger Abstand ist größer als der Durchmesser der aus ihnen in das umgebende Abwasser tretenden Luftblasen 5 (s. Fig. 2). Die beiden Schlauchwände 2 und 4 sind an beiden Längsrändern durch eine Schweißnaht 6 miteinander verschweißt und bilden eine Schlaufe 7, die ein stangenförmiges Tragglied 8 umschlIeßt. Die beiden Tragglieder 8 sind in einer horizontalen Ebene parallel zueinander angeordnet und halten die beiden Schlauchwände 2 und 4 spannungsfrei. Zwischen beiden Schlauchwänden 2 und 4 ist eine Membran 9 angeordnet, die mit ihnen durch die beiden Schweißnähte 10 verschweißt ist. Die Membran 9 hat die gleiche Länge und Breite wie die beiden Schlauchwände 2 und 4 und bildet im Betrieb mit der oberen Schlauchwand 2 einen Luftkanai 11 und mit der unteren Schlauchwand 4 ein Luftkissen 12. Der Luftkanal 11 oberhalb der Membran 9 steht an einem Ende mit der nicht gezeichneten Luftzuführungsleitung in Verbindung und ist am entgegengesetzten Ende geschlossen. Das Luftkissen 12 unterhalb der Membran 9 ist mit Luft von konstantem Druck gefüllt, der niedriger ist als der Durchtrittswiderstand der Luftaustrittsöffnungen 3 bzw. der Betriebsdruck der dem Luftkanal 11 zugeführten Luft. Der Luftschlauch ist an den beiden Längsrändern von einem Stahlblechprofil 13 abgestützt, das die Schweißnähte 7 und 10 abdeckt und deren Aufschlilen verhindert. Das Stahlblechprofil 13 erhöht außerdem die Steifigkeit und das Gewicht des Luftschlauches und kann auch an der Unterseite des Luftschlauches vorgesehen sein. Dieses Gewicht wird zweckmäßig etwas größer als der Auftrieb des mit Luft gefiillten Schlauches bemessen.
Im Ruhezustand der Belüftungseinrichtung, also bei unterbrochener Luftzuftihrung, hat dio Membran 9 die in Fig. 1 gezeichnete Lage, in der sie durch den onstanten Druck der das Luftkissen 12 anftillenden Luft gegen die obere Schlauchwand 2 gedrückt wird und deren Luftaustrittsöffrnlngen 3 abschließt. Von außen kann daher kein Abwasser in die Luftaustrittsöffnungen 3 und den Luftkanal 11 eindringen. Wird beim Betrieb der Belüftungseinrichtung Luft von höherem Druck als in dem Luftkissen 12 in den oberen Luftkanal 11 eingeführt, so biegt sich die Membran 9 gemäß Fig. 2 nach unten durch und gibt die Luftaustrittsöffnungen 3 frei, so daß die Luft in Form der feinen Blasen 5 in das Abwasser eintritt. Sobald die Luftzufuhr unterbrochen wird, wird die Membran 9 durch den Druck des Luftkissens 12 wieder in ihre Ausgangslage der Fig. 1 gedrückt und verschließt die Luftaustrittsöffnungen 3.
Dadurch wird in den Betriebspausen oder bei Unterbrechungen der Luftzufuhr jedes schädliche Eindringen von Abwasser oder das Ablagern von Bakterien in den Luftaustrittsöffnungen 3 zuverlässig vermieden.
In cler Aus führungsform der Fig. 3 sind die beiden sta11-genförmigen Tragglieder 8 ersetzt durch eine Rippe 14 aus dem gleichen Werkstoff wie die Schlauchwände 2, 4 und die Membran 9. Diese Rippe 14, ein sogenannter extrudierter der, hat zwei seitliche Lappen 15, die mit dem Längsrand der beiden Schlauchwandungen 2, 4 un(l der Membran 9 verschweißt sind. Der in dieser Weise ausgebildete Längsrand des Luftschlauches kann in gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2 in das Profil 13 eingeschoben werden.
- P a t e n t a n s p r ü c h e -

Claims

PATENTANSPRÜCHE Einrichtung zum feinblasigen Belüften von Abwasser mittels eines unter dem Wasserspiegel angeordneten iuftverteilers in Form eines aus elastischem Werstoff bestehenden membranartigen, an einem Ende an eine Luftzuführungsleitung angeschlossenen und am anderen Ende geschlossenen Luftschlauches mit ungelochter Unterseite und mit einer Vielzahl von Luftaustrittsöffnungen versehener Oberseite, wobei der Luftschlauch an seinen Längsrändern von einem Tragglied gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Luftschlauch (1) ein-e unter der Spannung eines Luftkissens (12) stehende Membran (9) angeordnet ist, die die untere Begrenzung eines an die Luftzuführungsleitung angeschlossenen Luftkanals (11) bildet,
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung des Luftkissens (12) kleiner ist als der Durchtrittswiderstand der Luftaustrittsöffnungen (3).
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftkissen (12) zwischen Membran (9) und Unterseite (4) des Luftschlauches (1) mit Druckluft gefüllt ist, deren Druck kleiner ist als der Durchtrittswiderstand der Luftaustrittsöffnungen (3).
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Luftaustrittsöffnungen (3) größer ist als der Durchmesser der aus ihnen austretenden Luftblasen (5).
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftaustrittsöffnungen (3) in Form einer DUse ausgebildet sind, deren Durchmesser einen Bruchteil des Durchmesser der Luftblasen beträgt.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftaustrittsffnungen (3) durch thermoplastische Perforation einreißsicher geformt sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftschlauch (1) an den Längsrändern (ir) durch starre Profile (13) gehalten ist, die durch profilierte Abstandshalter auf die notwendige Breite gehalten sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeihnet, daß dRs profil (13) aus Stahlblech besteht und die Schweißnähte (7, 11) der beiden Schlauchwände (2, 4) eckt
9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schlauchwände (2, 4) sowie die zwischen ihnen befindliche Membran (9) an ihren Längsrändern mit aus gleichem Werkstoff bestehendem Keder (14) verschweißt sind.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Keder (14) in die Halteprofile (13) eingeschoben sind.

L e e r s e i t e