專(zhuān)利名稱(chēng)：特別是使用浸沒(méi)式充氣器的、流體特別是廢水的攪拌和/或充氣方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體(特別是廢水)攪拌方法，特別是使用浸入式充氣器的流體攪拌
方法，所述浸入式充氣器具有至少一個(gè)安置在載體上的充氣裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代廢水/污水工廠(chǎng)需要對(duì)廢水脫氮以達(dá)到指定的上限硝酸鹽值。脫氮(換言之， 即離解硝酸鹽上連接的氧，從而釋放分子氮)利用合適的細(xì)菌在缺氧環(huán)境(即，反應(yīng)器中不 存在溶解氧)中經(jīng)過(guò)了幾個(gè)生物階段。 對(duì)缺氧的優(yōu)化一方面需要?jiǎng)×覕嚢枭镔|(zhì)(細(xì)菌)和廢水以增大界面和加速已脫 氮介質(zhì)的釋放，另一方面需要存在可降解的碳化合物。因此，首先"強(qiáng)制"需氧的C降解—— 簡(jiǎn)言之，脫氮將氧從硝酸鹽中帶走。 這一過(guò)程目前可通過(guò)不同的處理階段來(lái)進(jìn)行，其中所有這些階段的特征都在于創(chuàng) 建缺氧環(huán)境。根據(jù)氮供給中的濃度高低，需要的缺氧體積通常高達(dá)總反應(yīng)器體積的50%。
但是，一般的廢水/污水處理(碳制品的氧化、氨的氧化)總是需要含氧環(huán)境，在 該含氧環(huán)境中的處理(C和氨的降解)主要是有氧處理，然而在含氧環(huán)境占優(yōu)勢(shì)的任何反應(yīng) 器中都是不可能脫氮的。 結(jié)果產(chǎn)生了許多克服此問(wèn)題的方法，其中包括例如，同步脫氮、上游脫氮及下游脫氮。 在上游脫氮中，通常將回流污泥(生物質(zhì)與富含硝酸鹽的廢水的混合物)單獨(dú)收 集在池中，于該處與富含二氧化碳的水流混合。 在同步脫氮中，所述各種處理階段都在反應(yīng)器中同時(shí)進(jìn)行，其中在空間上(通過(guò) 明確地對(duì)充氣進(jìn)行節(jié)流來(lái)對(duì)池分區(qū))或者在時(shí)間上(循環(huán)開(kāi)/關(guān)充氣)彼此分開(kāi)含氧/缺 氧體積，當(dāng)然也可以采用這些處理階段的組合。 在下游脫氮中，顧名思義，脫氮在實(shí)際充氣后發(fā)生。所有這三種方法都具有各自的 具體優(yōu)、缺點(diǎn)，特別是下游脫氮如今已經(jīng)過(guò)時(shí)了 。 總之，可以認(rèn)為，同步脫氮提供的益處最多，這促成了下述考量 當(dāng)對(duì)池充氣時(shí)，C和氨降解(氧化)可正常進(jìn)行。但是當(dāng)同時(shí)需要脫氮時(shí)，充氣則
需要局部節(jié)流或者完全關(guān)閉。然而，為使一定的反應(yīng)器體積得到流通，需要臨界最小空氣供
給量來(lái)保持生物質(zhì)平衡以使脫氮可以首先進(jìn)行并防止工廠(chǎng)發(fā)生故障。 換言之，當(dāng)完全關(guān)閉充氣時(shí)，需要用攪拌器攪拌池內(nèi)容物，以確保與必要的界面?zhèn)?質(zhì)。該界面?zhèn)髻|(zhì)在實(shí)踐中是很常見(jiàn)的。但是，如果僅將充氣節(jié)流，則可能發(fā)生引入的氧量仍 然過(guò)高的情況，導(dǎo)致沒(méi)有形成缺氧區(qū)，由此破壞了實(shí)現(xiàn)有效脫氮的可能性。在下述情況下尤 其如此廢水供給具有低C濃度。在此流通所需的氣流總是超過(guò)細(xì)菌進(jìn)行氧化所需的氣流 (或氧需求)。從歐洲專(zhuān)利EP 0 249 172 Bl (von Nordenskj61d)中了解到一種方法，所述方法
4利用以循環(huán)掃掠方式在池底上方移動(dòng)的多個(gè)底部充氣器來(lái)對(duì)廢水和活化污泥充氣并使其
流通以達(dá)到硝化和脫氮的目的。為此，對(duì)某些底部充氣器提供減量的空氣供給以在廢水或
活性污泥中形成略微充氣的區(qū)域，從而達(dá)到使分區(qū)脫氮成為可能的缺氧條件。 該系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于，它的許多元件(如壓擠閥)易于發(fā)生故障。 從現(xiàn)有技術(shù)已知有許多不同方式和方法可用于對(duì)廢水進(jìn)行充氣和攪拌。例如，從DE 196 21 116C2 (Invent) 了解到一種底部分配器(distributor)，該底
部分配器連接至少一個(gè)充氣用柔性多孔管并且所述底部分配器被施加了空氣，所述底部分
配器包含與充氣裝置互通連接的中空體。設(shè)置這個(gè)中空體作為用于充氣裝置供給的底部分
配器。為保持和控制這種裝置在底部附近運(yùn)行，當(dāng)在水處理廠(chǎng)中使用時(shí)，必須提供合適的重
量以抵消底部分配器中的空腔所引起的漂浮傾向。從DE 40 01 201 CI (von Nordenskj6ld)了解到一種用于在水體中引入空氣的
漂浮式充氣器，所述漂浮式充氣器通過(guò)由用作所謂浸入式充氣器的底部充氣器經(jīng)連接管向 水體供給空氣的方式對(duì)所述水體充氣。其問(wèn)題在于，底部充氣器具有有限的壽命，并且存在 需要定期清理維護(hù)和檢查的麻煩。這照例需要在水處理廠(chǎng)或廢水處理廠(chǎng)運(yùn)行期間將底部充 氣器從池中提出。而此時(shí)這通常又需要重量來(lái)使系統(tǒng)平衡以抵消底部充氣器在運(yùn)行時(shí)的漂 浮傾向。將底部充氣器高高提起是并不容易的。例如將該底部充氣器從廢水處理廠(chǎng)的活化 污泥池中提至水面(以進(jìn)行清潔、檢查和可能的修理)，然后再將其沉回原處。所有這一切 都非常復(fù)雜并且成本高昂，甚至?xí)棺龃斯ぷ鞯膯T工面臨危險(xiǎn)。除此之外，漂浮式充氣器或 底部充氣器或者浸入式充氣器的相應(yīng)部件還會(huì)受到極大的壓力。特別是當(dāng)充氣器包含膜 時(shí)，這些敏感零件的破壞幾乎不可避免。 從US 5，906，774(Parkson) 了解到一種通過(guò)桿與浸入式充氣器相連的漂浮式充 氣器，其中在該浸入式充氣器的區(qū)域中安置有額外的被分隔的可充氣浮力構(gòu)件以幫助解決 上述將浸入式充氣器提至水面的問(wèn)題。該系統(tǒng)如此運(yùn)行，即，為了高高提起浸入式充氣器而 附加設(shè)置的浮力構(gòu)件被充氣并且由此幫助浸入式充氣器提至水面上。這對(duì)在維修方面中浸 入式充氣器的搬運(yùn)大有裨益。然而，該系統(tǒng)具有以下重大缺點(diǎn)所述可充氣浮力構(gòu)件無(wú)論是 未經(jīng)充氣時(shí)還是已充氣時(shí)都在浸入式充氣器附近添加了難以操作的組件，同時(shí)又易于被任 何物體剌破而損壞以致無(wú)用。 當(dāng)漂浮式充氣器在廢水處理廠(chǎng)的運(yùn)行中，在漂浮式充氣器(即，漂浮體)上在廢水 處理廠(chǎng)的水中掛上被浸沒(méi)水中地浸入式充氣器，從而實(shí)現(xiàn)水中充入空氣或氣體。特別是在 廢水處理廠(chǎng)中，將該裝置用于對(duì)活化污泥池充氣。其另一用途是用于對(duì)水體充氧。從原理 上可以理解，其工作方式涉及加壓充氣系統(tǒng)，在加壓充氣系統(tǒng)中，將空氣由壓縮機(jī)從大氣中 吸入并由供給系統(tǒng)配給至所謂的浸入式充氣器，所述浸入式充氣器通常被設(shè)計(jì)為以微泡的 形式排出吸入的空氣，這些微泡從浸入式充氣器上升至水面并在途中向水中釋放氧氣。在 無(wú)氧系統(tǒng)中，基于相似的原理，類(lèi)似地將這些裝置用作氣體注入器，特別是用于循環(huán)。與傳 統(tǒng)廢水處理工廠(chǎng)中固定于池底的充氣器構(gòu)件相比，可漂浮的充氣器具有特殊優(yōu)點(diǎn)，這就是 如今漂浮式充氣器非常受歡迎的原因。 各系統(tǒng)尺寸的增加也增加了每個(gè)系統(tǒng)的充氣器構(gòu)件的數(shù)量，這使系統(tǒng)內(nèi)的這種充 氣器構(gòu)件很快達(dá)到數(shù)千。已知存在這樣的裝置其中將一個(gè)個(gè)所謂的擴(kuò)散管結(jié)合成充氣器， 并且通過(guò)聯(lián)接管道例如軟管管道或硬管管道掛在漂浮空氣配給管上并且所述充氣器在池
5底處水下操作。由聚酯或陶瓷以及多孔膜材料制成的所謂的管充氣器被作為已知的擴(kuò)散管，其通常緊繃在支撐構(gòu)件表面上。多孔膜充氣器近年在市場(chǎng)上非常流行，因?yàn)橄鄬?duì)于其它充氣器材料，多孔膜充氣器使最高的氧利用成為可能。除此之外，平板式或盤(pán)式充氣器也有所應(yīng)用。 這些工廠(chǎng)規(guī)模的增加總是要求更大的單個(gè)池和水深(目前通常為6米深)，出于經(jīng)濟(jì)原因，將越來(lái)越多的擴(kuò)散管結(jié)合在一起以形成充氣裝置。功能型"漂浮"浸入式充氣器或者可漂浮的充氣裝置的一個(gè)突出特征在于，其水下組件在操作中具有穩(wěn)定的工作深度并且沒(méi)有向上的浮力，該浮力會(huì)導(dǎo)致向上的漂浮并且因此造成浸入式充氣器功能的失效。如果例如浮力過(guò)大，那么使得充氣裝置在正常的操作中處于不鎮(zhèn)定的情況，這可以導(dǎo)致該充氣裝置部分地漂浮、纏繞并會(huì)危及整體充氣裝置的有效操作，或者甚至使系統(tǒng)停頓。除此之外，很容易理解，充氣裝置在這種隨機(jī)移動(dòng)中也可能具有破壞性。因此，任何經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的浸入式充氣器都具有恰好的自重，從而一方面足以使充氣器保持穩(wěn)定運(yùn)行，另一方面又可以充分降低其重量以助于組裝和操作人員的操作。 上文所述的充氣裝置在運(yùn)行中暴露于高度磨損中，它們需要定期清理，或在達(dá)到一定使用期限后需要更換新膜。這需要將充氣裝置或浸入式充氣器從水中提至水面上。這通常要在不停止工廠(chǎng)運(yùn)作的情況下進(jìn)行。從水中提起充氣器是易花錢(qián)的、困難的和易造成破壞的行為。通常需要多個(gè)員工參與。安全操作中的一個(gè)特別棘手的問(wèn)題是，通常所有在水下的表面的"生物性"粘垢使其很滑而難以操作。這額外地使搬動(dòng)漂浮式充氣器變的復(fù)雜。除此之外，充氣器及其輔助設(shè)備在從水中被提出后通常會(huì)受到應(yīng)力，因而存在發(fā)生材料損害如軟管扭折、軟管接頭斷裂和充氣器膜破裂等損壞的風(fēng)險(xiǎn)。單個(gè)漂浮式充氣器或浸入式充氣器的過(guò)長(zhǎng)時(shí)間操作會(huì)造成如下具體缺點(diǎn)由這個(gè)浸入式充氣器所處理的水區(qū)中的活性污泥會(huì)變得不平衡從而將對(duì)整個(gè)生物過(guò)程造成負(fù)面影響。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種方法和一種浸入式充氣器，采用所述方法可以避免或至少極大減少現(xiàn)有技術(shù)中的所述缺點(diǎn)，而所述浸入式充氣器在實(shí)施所述方法時(shí)可以?xún)?yōu)選被采用。 通過(guò)用于流體(特別是廢水)攪拌和/或充氣的方法可實(shí)現(xiàn)此目的，所述方法具有以下循環(huán)反復(fù)的步驟a)和b): a)借助浸入式充氣器對(duì)流體進(jìn)行預(yù)定的第一時(shí)段(tl)的充氣，所述浸入式充氣
器具有至少一個(gè)安置于經(jīng)設(shè)計(jì)為浸沒(méi)式中空體的載體上的充氣裝置，其中所述中空體浸沒(méi)
于流體并且通過(guò)所述充氣裝置將空氣引入流體，使得能在流體中發(fā)生硝化； b)借助所述浸入式充氣器對(duì)流體進(jìn)行預(yù)定的第二時(shí)段(t2)的攪拌，其中節(jié)流或
關(guān)閉通過(guò)充氣裝置的氣流，并為了對(duì)中空體充入氣體或空氣，借助于壓縮空氣供應(yīng)部以排
空此前被浸沒(méi)的中空體，因此所述浸入式充氣器發(fā)揮了攪拌器的功能，在所述功能中使流
體上升并且在此時(shí)攪拌所述流體，其中在所述流體中形成脫氮的可能。 本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)當(dāng)中包括在一定時(shí)段的充氣之后伴有不充氣時(shí)間段，在不充氣時(shí)間段中，由于在流體的相應(yīng)區(qū)域中的充氣完全停止，因此會(huì)在所述區(qū)域產(chǎn)生缺氧區(qū)。相反，經(jīng)循環(huán)浸沒(méi)和排空的中空體確立了攪拌階段。正是中空體的這種循環(huán)浸沒(méi)和排空引起充氣器連續(xù)地上下擺動(dòng)從而攪拌流體。 在此非常劇烈的流體攪拌過(guò)程中，任何逃逸空氣對(duì)于流體的氧含量都不具有實(shí)質(zhì)性的影響，這是因?yàn)椋环矫嫠婕暗目諝怏w積遠(yuǎn)小于正常充氣所涉及的空氣體積，而另一方面，逃逸空氣具有很大的氣泡使得幾乎不存在任何氧轉(zhuǎn)移，也就是說(shuō)不存在危及缺氧階段的風(fēng)險(xiǎn)。如上文所細(xì)述，本領(lǐng)域技術(shù)人員已明白的，為進(jìn)行脫氮需要缺氧階段的存在，但要實(shí)現(xiàn)脫氮卻必須以含氧階段代替缺氧階段。 在本方法的一個(gè)有利改進(jìn)方式中，第一時(shí)段和第二時(shí)段(tl、 t2)由控制器調(diào)節(jié)，其優(yōu)點(diǎn)在于，現(xiàn)在可以對(duì)流體上的相應(yīng)負(fù)載量來(lái)實(shí)現(xiàn)精確的脫氮。 所述目的可以進(jìn)而由包含至少一個(gè)安置在載體上的充氣裝置的浸入式充氣器來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中所述浸入式充氣器的特征在于其包含至少一個(gè)由載體形成的浸沒(méi)式中空體。本發(fā)明的裝置具有大量?jī)?yōu)點(diǎn)。當(dāng)在運(yùn)行中充入水時(shí)，設(shè)置為浸沒(méi)式中空體的載體在此對(duì)于充氣裝置給予了決定性幫助，即，減小浸入式充氣器的浮力。由此免除或至少最小化了對(duì)于用于抵消浮力以使充氣器靜止地穩(wěn)定的壓載重量的需要，從而避免了使浸入式充氣器具有過(guò)大的自重。 在本發(fā)明的一個(gè)有利方面中，浸沒(méi)式中空體被設(shè)置為細(xì)長(zhǎng)管，其優(yōu)點(diǎn)在于，現(xiàn)在可在本發(fā)明的浸入式充氣器的制造中使用低成本標(biāo)準(zhǔn)部件。 在本發(fā)明的另一有利方面中，經(jīng)設(shè)置為浸沒(méi)式中空體的浸入式充氣器載體被設(shè)置為矩形截面、圓形截面或橢圓形截面的管。由此使得能針對(duì)優(yōu)選充氣裝置來(lái)使浸入式充氣器個(gè)性化。 在本發(fā)明的又一有利方面中，浸沒(méi)式中空體配備有用于對(duì)該中空體充入氣體或空
氣的壓縮空氣供給器，借助于壓縮空氣供給器只需通過(guò)供給壓縮氣體以除去浸沒(méi)式中空體
中的水即可容易地使本發(fā)明的裝置浮出水面，從而促使浸入式充氣器因中空體不再被浸沒(méi)
而浮出水面。作為另外一種選擇，可以通過(guò)維護(hù)艇上的壓縮空氣源、通過(guò)為此專(zhuān)門(mén)在工廠(chǎng)中
設(shè)列的供給器或者通過(guò)相應(yīng)地使用對(duì)水充氣用的空氣來(lái)進(jìn)行壓縮空氣的供給。 在本發(fā)明的另一有利方面中，本發(fā)明的浸入式充氣器的載體至少部分地配備有包
圍該載體的多孔膜和用于在載體與膜之間供給氣體的氣體供應(yīng)部。因此，可以有利地獲得
現(xiàn)有技術(shù)中基本已知的充氣裝置，特別是通過(guò)簡(jiǎn)單地多的方式與本發(fā)明的組合。被設(shè)置為
細(xì)長(zhǎng)管的載體通過(guò)其外壁形成了充氣裝置的氣體供給器的壁，充氣裝置的氣體供給器的其
它壁通過(guò)多孔膜相對(duì)于載體(除孔之外)氣密性地被密封。 在本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施方式中，浸入式充氣器的中空體包含至少一個(gè)設(shè)置在所述中空體的第一端部中的第一末端部件，該部件帶有用于向充氣裝置供給壓縮空氣的第一通道和用于供給壓縮空氣以對(duì)中空體充入氣體或空氣的第二通道?，F(xiàn)有技術(shù)中已知存在整套方法用于將空氣注入器保持在水面下的恒定高度。然而，與這些方法相比，本發(fā)明的裝置的構(gòu)造現(xiàn)在使得可以實(shí)現(xiàn)需要更少的部件和更友好的安裝的設(shè)計(jì)，這些都使得在安裝和維修浸入式充氣器時(shí)可節(jié)約大量成本和時(shí)間。 在本發(fā)明的又一特別有利方面中，浸入式充氣器的特征在于，其包含安置在與中空體的第一端部相對(duì)的第二端部中的第二末端部件，所述第二末端部件具有用于對(duì)充氣裝置供給氣體或空氣的通道和出口通道。這使得可以更加有利地在相同時(shí)間以相同速度增加空氣供給，例如，使空氣供給翻倍。
在本發(fā)明的另一有利方面中，浸入式充氣器的特征在于，所述充氣器由至少兩個(gè)懸掛裝置懸掛。這使得能在協(xié)調(diào)充氣時(shí)的氣泡形成時(shí)將所述浸入式充氣器精確地設(shè)定成水平。 在本發(fā)明的另一有利方面中，浸入式充氣器的特征在于，至少一個(gè)懸掛裝置被設(shè)置用作充氣裝置的供給器。因此具有的優(yōu)點(diǎn)是可簡(jiǎn)化布置而且同時(shí)能降低懸掛裝置與供給器纏繞的風(fēng)險(xiǎn)。 在本發(fā)明的又一有利方面中，浸入式充氣器的特征在于，出口通道在操作狀態(tài)中被安置在中空體的底部附近。當(dāng)排空浸入式充氣器時(shí)，這便于排出仍存留其中的流體，以利于避免排出氣體在空心體底部上方的短路氣流。 在本發(fā)明的另一有利方面中，末端部件的第一通道帶有防止液流(例如廢水流)由中空體流經(jīng)第一通道的單向閥，從而有利地保證了不合需要的材料無(wú)法進(jìn)入充氣裝置的空氣供給。 在本發(fā)明的又一有利方面中，浸入式充氣器的特征在于壓載的重量，壓載的重量使得可以針對(duì)由廢水以及由各種情況下浸入式充氣器的運(yùn)行狀況所要求的必要條件或邊際情況而將本發(fā)明的裝置單獨(dú)調(diào)整。 在本發(fā)明的另一有利方面中，浸入式充氣器的特征在于被設(shè)置為淺圓柱體的中空體，在該中空體上帶有在圓柱體形的周壁表面上星形設(shè)置地向外突出的充氣裝置(例如，擴(kuò)散管等形式)。以此方式來(lái)設(shè)置本發(fā)明的浸入式充氣器使得本發(fā)明的運(yùn)行原理也可用于其它設(shè)計(jì)的浸入式充氣器，尤其包括分散地用作單個(gè)充氣器的這類(lèi)浸入式充氣器。
在本發(fā)明的浸入式充氣器的又一有利方面中，所述充氣器的特征也在于被設(shè)置為淺圓柱體的中空體，但此處的中空體帶有圓柱體凸頂形的充氣裝置。此處，與前述實(shí)施例相同，可以遵照給定的、可能已存在的系統(tǒng)來(lái)對(duì)本發(fā)明的裝置單獨(dú)調(diào)整，此時(shí)具有本發(fā)明的裝置所提供的特別優(yōu)點(diǎn)，即可輕易搬移浸入式充氣器。 在本發(fā)明的另一有利方面中，浸入式充氣器的特征在于，浸沒(méi)式中空體被設(shè)置為
細(xì)長(zhǎng)管，在浸沒(méi)式中空體上該充氣裝置由所述細(xì)長(zhǎng)管伸出并與外壁基本垂直，此處也對(duì)上
面描述的兩個(gè)例子有好的影響，即，對(duì)本發(fā)明的裝置進(jìn)行改裝并將其集成到已存在系統(tǒng)，或
者使本發(fā)明的裝置結(jié)合其他有利地已描述的變體、中空體和充氣裝置。 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)可以從所附的權(quán)利要求中看出。


為更好地理解本發(fā)明，下面將參考附圖，以幾個(gè)實(shí)施例的方式來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明，附圖中 圖1是本發(fā)明的浸入式充氣器的一個(gè)實(shí)施例的極為簡(jiǎn)化的示意圖，該圖為部分截面圖。 圖2是圖1所示的浸入式充氣器的透視圖。 圖3是本發(fā)明的浸入式充氣器的另一實(shí)施例的極為簡(jiǎn)化的示意圖，該圖以透視圖顯示。 圖4是本發(fā)明的浸入式充氣器的又一實(shí)施例的極為簡(jiǎn)化的示意圖，該圖以透視圖顯示。
圖5是圖4所示的浸入式充氣器的示意圖，該圖顯示截面。 圖6是本發(fā)明的浸入式充氣器的另一實(shí)施例的視圖。 圖7是本發(fā)明的浸入式充氣器的又一實(shí)施例的視圖。 圖8是圖7所示的浸入式充氣器的突出特點(diǎn)的透視圖。 圖9是本發(fā)明的浸入式充氣器的另一實(shí)施例的視圖。 圖10是本發(fā)明的浸入式充氣器的又一實(shí)施例的視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考圖1，該圖以非常簡(jiǎn)化的示意圖說(shuō)明了浸入式充氣器4，所述浸入式充氣器4包含安裝有充氣裝置1的載體3。載體3被設(shè)置為浸沒(méi)式中空體2，為便于更好地理解，其中浸沒(méi)式中空體2的空腔IO在此處和其它的圖中被繪制為交叉平行線(xiàn)陰影。例如，通過(guò)氣體供給器6將空氣沿箭頭L的方向供給至浸入式充氣器中并且通過(guò)充氣裝置1的載體3被供應(yīng)。在充氣裝置1的區(qū)域中記號(hào)樣式給出的箭頭B示出了從充氣裝置1向水面上升的氣泡的路徑。被設(shè)置為浸沒(méi)式中空體2的載體3 (如圖1和圖2所示)在這里顯示為狹長(zhǎng)的長(zhǎng)方六面體。在浸入式充氣器的運(yùn)行中，中空體2中經(jīng)繪制為交叉平行線(xiàn)陰影的表面區(qū)域可以充入流體或浸沒(méi)于流體中。從而將本發(fā)明的浸入式充氣器的浮力降低以致使中空體2浸沒(méi)。意圖將浸入式充氣器維持在穩(wěn)定高度，優(yōu)選在如圖所示的底部7附近。
現(xiàn)參考圖3，圖3說(shuō)明了本發(fā)明的另一實(shí)施例，繪出了在該情況下經(jīng)設(shè)置來(lái)與作為浸沒(méi)式中空體12的淺圓柱形中空體整合的載體13。如圖3所示，在作為氣體供給器由載體13承載的橫梁18上安置有充氣裝置ll，充氣裝置11帶有如圖所示的常規(guī)擴(kuò)散管15。該布置所提供的特殊優(yōu)點(diǎn)在于，一個(gè)浸沒(méi)式中空體12充當(dāng)擴(kuò)散管15的總管架(battery)。原則上，供給至充氣裝置11中的空氣與圖1和圖2的實(shí)施例中所示的氣體供給相同。因此，各充氣裝置11也具有通過(guò)氣體供給器16沿箭頭L方向的空氣供給，此處氣泡從充氣裝置11上升至水面的方向也如箭頭B的方向所示。 現(xiàn)參考圖4，圖4說(shuō)明了浸入式充氣器24的又一實(shí)施例，所述浸入式充氣器24包含安裝有輻條式排列的充氣裝置21的中心載體23或中心中空體22，所述充氣裝置21通過(guò)供氣管26接受輻條式的充入氣體。為更好地理解圖4中透視示出的本發(fā)明的實(shí)施方式，圖5以示意性的截面圖來(lái)說(shuō)明根據(jù)圖4的浸入式充氣器。通過(guò)供氣管26將空氣經(jīng)空氣通道29供給至充氣裝置21中，于是空氣沿箭頭B的方向再次向水面上升。
現(xiàn)參考圖6，圖6說(shuō)明了本發(fā)明的另一實(shí)施例，其形式為輻條式排列的浸入式充氣器36。原則上各元件的作用基本上與參考圖3和圖4時(shí)所述的例子作用相同。此處，也繪出了如圖3所示的構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)，該優(yōu)點(diǎn)與單個(gè)浸沒(méi)式中空體32與多個(gè)充氣裝置的組合有關(guān)。 現(xiàn)參考圖7，圖7說(shuō)明了本發(fā)明的浸入式充氣器44的又一實(shí)施例，所述浸入式充氣器44具有載體43，該載體43同時(shí)起著浸沒(méi)式中空體42的作用。如圖7中所示，通道46通過(guò)聯(lián)軸器(未示出)轉(zhuǎn)入將浸入式充氣器41左側(cè)密封的末端部件401中，該末端部件401處在也形成中空體42的載體43的內(nèi)部。末端部件401具有氣體供給通道49，經(jīng)由氣體供給通道49將空氣通過(guò)孔402導(dǎo)入載體43的外壁413與圍繞外壁413的膜403之間的載體43中，空氣可以通過(guò)所述膜403經(jīng)孔404沿箭頭B的方向向水面逸出。夾具405通過(guò)夾緊將膜403固定在例如設(shè)置為圓柱體的載體43的外殼上或在中空體42的外殼上。在中空體42的空腔410中，浸沒(méi)部分被繪制為交叉平行線(xiàn)陰影。壓縮空氣供給器406同樣在末端部件401中轉(zhuǎn)入氣體供給通道409中，通過(guò)氣體供給通道409可將中空體42的空腔410充滿(mǎn)壓縮空氣?？涨?10中的流體經(jīng)安置于圖7所示的浸入式充氣器41右側(cè)的末端部件412中的出口通道411而排出。當(dāng)沿箭頭DL方向?qū)嚎s空氣經(jīng)供給器406和氣體供給通道409導(dǎo)入浸入式充氣器41的空腔410中的末端部件401中時(shí)，空腔410中的流體通過(guò)出口通道411被排出而使空腔411排空，從而使浸入式充氣器41的浮力增加以致其上升至水面。
借助本發(fā)明的浸入式充氣器的這種構(gòu)造，即通過(guò)使用壓縮空氣來(lái)對(duì)浸沒(méi)式中空體"打氣"或排空，可使浸入式充氣器上升至水面以輕易地進(jìn)行維護(hù)，在維護(hù)結(jié)束之后該浸入式充氣器再次進(jìn)入水中，并且中空體自身被涌入水該浸入式充氣器再次下沉至其運(yùn)行高度。 圖7中還示意性地顯示了池底47，浸入式充氣器41在運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行位置在池底47附近。根據(jù)中空體42的厚度414和壁重或者中空體42的材料和空腔410的體積，可設(shè)定所需的浸入式充氣器41的浮力。 圖7中顯著簡(jiǎn)化了浸入式充氣器41的底側(cè)在"充氣操作"時(shí)膜403'的位置，所述位置用于根據(jù)中空體42的外壁413與膜403之間累積的超壓來(lái)設(shè)定這種情況下壓縮空氣的供給。彈性膜403的孔404開(kāi)啟并且空氣沿箭頭B的方向從浸入式充氣器41中釋放。
對(duì)于末端部件401的氣體供給通道409和49而言，可選的是采用單向閥407和/或408，以防止流體從空腔410分別回流至氣體供給通道409和49中，從而防止相應(yīng)的氣體供給器406和46發(fā)生故障。 現(xiàn)參考圖8，圖8以透視圖的方式說(shuō)明了圖7所示的浸入式充氣器41的突出特點(diǎn)。
當(dāng)然，可以理解，本發(fā)明的原理也可用于根據(jù)圖7的實(shí)施例所詳細(xì)描述的設(shè)計(jì)特點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)盤(pán)式充氣器的應(yīng)用。利用本發(fā)明的浸入式充氣器的原理可以產(chǎn)生許多可能的變體。因此，應(yīng)該理解，本發(fā)明及其權(quán)利要求范圍不限于此處通過(guò)實(shí)施例所顯示的實(shí)施方式。
現(xiàn)參考圖9，圖9說(shuō)明了浸入式充氣器包含在圖中左側(cè)的供給器521，該供給器521通常向上例如沿沿箭頭L方向引導(dǎo)至空氣補(bǔ)給器(未示出)上。壓縮空氣供給器506將空氣供給至空腔以對(duì)其充入氣體或空氣，從而導(dǎo)致浸入式充氣器上升并排出其中所容納的流體。雖然可以通過(guò)粗線(xiàn)或虛線(xiàn)所示的懸掛裝置502懸掛浸入式充氣器，但也可將該浸入式充氣器安置來(lái)單獨(dú)由供給器521和一個(gè)懸掛裝置520承載或者由兩個(gè)供給器521承載。
現(xiàn)參考圖IO，圖IO說(shuō)明了另一種浸入式充氣器(為節(jié)省空間將其二等分)，與圖7和圖8所示的浸入式充氣器相比，其兩側(cè)的末端通過(guò)通道46均帶有空氣供給L?？蓪⒂糜谂懦隽黧w的出口通道配置在一端的適當(dāng)位置上，例如，圖7和8所示和這里所描述的。當(dāng)然，如前文所述，同樣可以在根據(jù)圖IO(未示出)這種浸入式充氣器上提供上述的懸掛裝置。
攪拌和充氣交替進(jìn)行如下 如已知的那樣設(shè)計(jì)，在充氣后會(huì)伴有脫氮階段，通過(guò)關(guān)閉通過(guò)一個(gè)或多個(gè)供給器521經(jīng)通道46、49的空氣補(bǔ)給器來(lái)完成在區(qū)域中引入缺氧階段以便設(shè)定浸入式充氣器的充氣，其后通過(guò)經(jīng)由供給器406和409供給壓縮空氣來(lái)對(duì)空腔410充氣以便將其中的流體(通常是如水或廢水等流體)經(jīng)出口通道411、511排出。這導(dǎo)致浸入式充氣器在其上裝有氣體供給器的一側(cè)上傾斜，該傾斜持續(xù)到其上升至水面直立后為止。這與實(shí)現(xiàn)浸入式充氣器時(shí)所進(jìn)行的過(guò)程相同。升至表面后，關(guān)閉中空體中的壓縮空氣供給，導(dǎo)致中空體通過(guò)出口通道 411、511而再次充滿(mǎn)流體，由此變重而隨著浮力降低而下沉。一旦浸入式充氣器沉入其懸掛 裝置所限定的最低位置，則重復(fù)所述過(guò)程，即，再次將空腔410排空從而使浸入式充氣器再 次上升。 因此，通過(guò)對(duì)浸入式充氣器的中空體進(jìn)行交替的浸沒(méi)與排空而使其連續(xù)地迅速上 浮和下沉，由此將改變?yōu)槠鸬綌嚢杵鞯淖饔茫瑥亩a(chǎn)生本發(fā)明的用于脫氮的缺氧階段。
浸入式充氣器的這種迅速上浮與下沉運(yùn)動(dòng)實(shí)際上起到攪拌流體并且防止了污泥 的累積。 要終止脫氮?jiǎng)t停止該過(guò)程，S卩，將浸入式充氣器浸沒(méi)并在充氣器的"下沉"位置重
新充入空氣，以完成對(duì)流體充氣。
附圖標(biāo)記列表1、11、21、31充氣裝置2、12、22、32、42浸沒(méi)式中空體3、13、23、33載體4、14、24、34、41、44浸入式充氣器
5、15、25、35擴(kuò)散管或膜充氣器6、16、26、36、46氣體供給7、47底部9、29空氣通道10空腔18橫梁49第一供給通道59第二供給通道401第一末端部件402通道403、403'膜404孔405夾具406壓縮空氣供給器407單向閥408單向閥409通道410空腔411出口通道412末端部件413圓柱形外壁414壁厚415底部501末端部件
11
502通道509通道511出口通道515底部520懸掛裝置521供給器B箭頭、氣泡移動(dòng)方向箭頭、空氣供給方向箭頭、壓縮空氣供給方向
權(quán)利要求
一種用于流體(特別是廢水)攪拌和/或充氣的方法，所述方法具有以下循環(huán)反復(fù)的步驟a)和b)a)借助浸入式充氣器對(duì)流體進(jìn)行預(yù)定的第一時(shí)段(t1)的充氣，所述浸入式充氣器包含至少一個(gè)安置于經(jīng)設(shè)計(jì)為浸沒(méi)式中空體(2、42)的載體(3、43)上的充氣裝置(1)，其中所述中空體(2、42)浸沒(méi)于所述流體并且通過(guò)所述充氣裝置將空氣引入所述流體，由此使得能在所述流體中發(fā)生硝化；b)借助所述浸入式充氣器對(duì)所述流體進(jìn)行預(yù)定的第二時(shí)段(t2)的攪拌，其中節(jié)流或關(guān)閉所述充氣裝置(1)的氣流，并為了對(duì)所述中空體(2、42)充入氣體或空氣，借助于壓縮空氣供應(yīng)部以排空此前被浸沒(méi)的所述中空體，因此所述浸入式充氣器發(fā)揮了攪拌器的功能，即，在流體中向上運(yùn)行并且在此時(shí)攪拌所述流體，從而能在所述流體中進(jìn)行脫氮。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法的特征在于，所述第一時(shí)段和所述第二時(shí)段 (tl、t2)由控制器調(diào)節(jié)。
3. —種尤其是用于實(shí)施如權(quán)利要求1或2所述的方法的浸入式充氣器，所述充氣器包 含至少一個(gè)安置在載體(3、43)上的充氣裝置(l)，所述充氣器的特征在于，所述浸入式充 氣器(1)包含至少一個(gè)由所述載體(3、43)形成的浸沒(méi)式中空體(2、42)。
4. 如權(quán)利要求3所述的浸入式充氣器，所述充氣器的特征在于，所述浸沒(méi)式中空體(2、 42)被設(shè)置為細(xì)長(zhǎng)管。
5. 如權(quán)利要求4所述的浸入式充氣器，所述充氣器的特征在于，所述浸沒(méi)式中空體(2) 被設(shè)置為矩形截面、圓形截面或橢圓形截面的管。
6. 如權(quán)利要求3 5中任一項(xiàng)所述的浸入式充氣器，所述充氣器的特征在于，所述浸沒(méi) 式中空體(2)配備有用于對(duì)所述中空體(2)充入氣體或空氣的壓縮空氣供給器。
7. 如權(quán)利要求3 6中任一項(xiàng)所述的浸入式充氣器，所述充氣器的特征在于多孔膜 (403)和氣體供給器(402)，所述多孔膜(403)至少部分地包圍所述載體(3、43)之一，所述 氣體供給器(402)用于在所述載體(42)與所述膜(403)之間供給氣體。
8. 如權(quán)利要求7所述的浸入式充氣器，所述充氣器的特征在于，其包含至少一個(gè)安置 在所述中空體(2)的第一端部區(qū)域中的第一末端部件(401)，所述第一末端部件(401)具有 第一通道(49)和第二通道(409)，所述第一通道(49)用于所述充氣裝置(1)的供給，所述 第二通道(409)用于供給壓縮空氣以對(duì)所述中空體(2、42)充入氣體或空氣，其中在與所述 第一端部相對(duì)的第二端部中包含出口通道(411)，所述出口通道(411)用于排出所述中空 體中所含流體。
9. 如權(quán)利要求8所述的浸入式充氣器，所述充氣器的特征在于，其包含安置在與所述 中空體(2)的所述第一端部相對(duì)的第二端部中的第二末端部件，所述第二末端部件帶有用 于對(duì)所述充氣裝置(1)供給氣體或空氣的供給通道(59)和出口通道(511)。
10. 如權(quán)利要求8或9所述的浸入式充氣器，所述充氣器的特征在于，所述浸入式充氣 器由至少兩個(gè)懸掛裝置(520)懸掛。
11. 如權(quán)利要求io所述的浸入式充氣器，所述充氣器的特征在于，所述懸掛裝置中至少有一個(gè)被設(shè)置為用于所述充氣裝置(1)的供給器(521)。
12. 如權(quán)利要求9 11中任一項(xiàng)所述的浸入式充氣器，所述充氣器的特征在于，所述出 口通道(411)在操作狀態(tài)中被安置在所述中空體的底部附近。
13. 如權(quán)利要求8 12中任一項(xiàng)所述的浸入式充氣器，所述充氣器的特征在于，所述第 一通道(49)和/或所述第二通道(409)帶有防止液流由所述中空體(2)流經(jīng)所述第一通 道或第二通道(409)的單向閥(407、408)。
14. 如權(quán)利要求3 13中任一項(xiàng)所述的浸入式充氣器，所述充氣器的特征在于壓載的重量。
15. 如權(quán)利要求3 14中任一項(xiàng)所述的浸入式充氣器，所述充氣器的特征在于被設(shè)置 為淺圓柱體的中空體(2)，在所述中空體(2)上帶有在圓柱體形的周壁表面上星形設(shè)置地 向外突出的充氣裝置(21、31)。
16. 如權(quán)利要求3 15中任一項(xiàng)所述的浸入式充氣器，所述充氣器的特征在于被設(shè)置 為淺圓柱體的中空體(2)，在所述中空體(2)上帶有圓柱體凸頂形的充氣裝置。
17. 如權(quán)利要求4 15中任一項(xiàng)所述的浸入式充氣器，所述充氣器的特征在于，所述浸 沒(méi)式中空體被設(shè)置為細(xì)長(zhǎng)管，在所述浸沒(méi)式中空體上充氣裝置(11)由所述細(xì)長(zhǎng)管伸出并 與外壁基本垂直。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)流體、特別是污水進(jìn)行攪拌和/或充氣的方法，所述方法具有以下循環(huán)反復(fù)的步驟借助浸入式充氣器對(duì)流體進(jìn)行預(yù)定的第一時(shí)段(t1)的充氣，所述浸入式充氣器使用至少一個(gè)安置于經(jīng)設(shè)計(jì)為浸沒(méi)式中空體(2、42)的載體(3、43)上的充氣裝置(1)，其中所述中空體(2、42)浸沒(méi)于所述流體并且通過(guò)所述充氣裝置將空氣引入所述流體，從而在所述流體中形成硝化的可能；借助所述浸入式充氣器對(duì)所述流體進(jìn)行預(yù)定的第二時(shí)段(t2)的攪拌，其中節(jié)制或關(guān)閉經(jīng)過(guò)所述充氣裝置(1)的氣流，并為了對(duì)所述中空體(2、42)充入氣體或空氣，借助于壓縮空氣供應(yīng)部以排空此前被浸沒(méi)的所述中空體，因此所述浸入式充氣器發(fā)揮了攪拌裝置的功能，在所述功能中使流體上升并且在此時(shí)攪拌所述流體，其中在所述流體中形成脫氮的可能；本發(fā)明還涉及浸入式充氣器。
文檔編號(hào)C02F3/12GK101743054SQ200880024911
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月18日
發(fā)明者彼得·克羅納, 斯特凡·布徹 申請(qǐng)人:保沃克斯工藝技術(shù)有限公司