DE10234067A1

DE10234067A1 - Making oxygenated water continuously, recirculates water and oxygen-enriched air, contacting them in dissolver vessel where pressure is held constant

Info

Publication number: DE10234067A1
Application number: DE2002134067
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr. Müller-Hardenberg; Gerd-Uwe Dr. Meylahn
Original assignee: FISCHTECHNIK FREDELSLOH GmbH
Current assignee: Fa Dr Gerhard Mueller 37186 Moringen De; MUELLER-HARDENBERG, GERHARD, DR., 37186 MORINGEN, D
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2004-02-05

Abstract

Water depleted in oxygen, is circulated between a batch vessel, bubble separator, gas introduction unit and a gas dissolver. Oxygen-enriched gas is circulated between the gas introduction unit, the dissolver, the bubble separator and a gas reservoir. Oxygen-depleted fresh water is added to make up the circulating water, corresponding in quantity with the oxygenated water produced. Excess oxygen is supplied to the circulating gas. Oxygen-containing gas is blown off from the gas reservoir, to hold the pre-selected pressure in the dissolver vessel constant. Mean residence time of water in the dissolver is at least 0.1- 0.5 h. The mass flow ratio between water and gas in recirculation, is 500-2000. Oxygen is supplied in the excess ratio of 1.5 - 10 times, in comparison with that dissolving. The excess is 2.5-10 times. The water is supersaturated 1.8-3 times. The sum of dissolved partial pressures of the non-oxygen dissolved gases is less than 0.2 bar, preferably less than 0.1 bar. The water is at 22degreesC-30degreesC. An Independent claim is included for corresponding water-oxygenation plant.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von mit Sauerstoff angereichertem Wasser durch Feinzerteilung von Sauerstoff in Wasser unter erhöhtem Druck und Abtrennung nicht gelöster Gasblasen.The present invention relates to a method and an apparatus for producing with oxygen enriched water through fine division of oxygen into water under elevated Printing and separation not solved Gas bubbles.

Die Anreicherung von Sauerstoff in Wasser wird seit langem in der aeroben Wasseraufbereitung durchgeführt. Dabei wird das Wasser überwiegend an Luft verdüst, wobei Sauerstoffgehalte von etwa 10 mg/l Wasser erhalten werden. Höhere Klärleistungen werden durch Eindüsen von Sauerstoff bei entsprechend erhöhter Klärschlammdichte erzielt. Für eine effektive Sauerstoffnutzung kommt die Eindüsung von Sauerstoff nur bei turmförmigen Klärbecken mit 10 bis 30 m Höhe in Frage.The enrichment of oxygen in Water has long been used in aerobic water treatment. there the water is mostly on Atomized air, whereby oxygen contents of about 10 mg / l water are obtained. higher Clarification services will be by injecting of oxygen with a correspondingly increased sewage sludge density. For an effective The use of oxygen comes from the injection Oxygen only in tower-shaped clarifiers with a height of 10 to 30 m in question.

Auch in der Fischzucht (einschließlich Muscheln, Abalone, etc.) ist es erforderlich, den Atmungssauerstoff für die Fische durch Sauerstoffanreicherung des Wassers bereitzustellen. Auch hier ist es wegen der Verdünnung mit dem Beckenwasser wünschenswert, höher mit Sauerstoff angereichertes Wasser in das Fischbecken einzutragen, so dass nach der Vermischung ein optimaler Sauerstoffgehalt von 10 bis 15 mg/l resultiert.Also in fish farming (including mussels, Abalone, etc.) it is necessary to use the breathing oxygen for the fish by oxygenating the water. Here too it is because of the dilution with the pool water desirable higher with Enter oxygen-enriched water into the fish tank, so that after mixing an optimal oxygen content of 10 to 15 mg / l results.

In neuerer Zeit wird die therapeutische Wirkung von mit Sauer stoff angereichertem Wasser diskutiert. Diese Wirkungen sollen einerseits auf der desinfizierenden Wirkung des Sauerstoffs im Wasser, d.h. einer Reduktion der Keimübertragung mit dem Tränkewasser, auf einer Anregung aerober Digestion und auf einer besseren Sauerstoffversorgung des Blutes beruhen. Erste Untersuchungen zeigen, dass die Anreicherung von Sauerstoff im Tränkewasser für Zucht- und Nutztiere zu einer besseren Futteraufnahme und -verwertung sowie einem allgemein besseren, am Fell bzw. dem Gefieder ablesbaren Gesundheitszustand der Tiere führt. Sauerstoffangereichertes Tränkewasser scheint also geeignet, zukünftig nicht mehr zulässige Wachstumsförderer und Antibiotika zu ersetzen. Dabei werden Sauerstoffgehalte des Wassers von oberhalb 40 mg/l, vorzugsweise oberhalb von 70 mg/l, insbesondere von 100 mg/l oder mehr angestrebt.More recently, therapeutic Effect of water enriched with oxygen discussed. This Effects should on the one hand on the disinfectant effect of the Oxygen in the water, i.e. a reduction in germ transmission with the drinking water, on a stimulation of aerobic digestion and on a better oxygen supply of the Blood based. Initial studies show that enrichment of oxygen in the drinking water for breeding and farm animals for better feed intake and utilization as well a generally better state of health, which can be read from the fur or plumage of animals. Drinking water enriched with oxygen So seems appropriate in the future no longer allowed Stimulators and to replace antibiotics. The oxygen content of the Water above 40 mg / l, preferably above 70 mg / l, in particular of 100 mg / l or more.

Positive diätetische und therapeutische Wirkungen werden sauerstoffangereichertem Trinkwasser auch beim Menschen nachgesagt. Auf Flaschen abgefülltes Trinkwasser mit Sauerstoffgehalten von 40 bis 70 g/l sind im Handel erhältlich.Positive dietary and therapeutic Effects of drinking water enriched in oxygen are also People said. Bottled drinking water with oxygen contents from 40 to 70 g / l are commercially available.

Ein gattungsgemäßes Verfahren zur Anreicherung von Sauerstoff in Wasser ist aus der WO 97/27146 bekannt. Danach wird das mit Sauerstoff anzureichernde Wasser durch eine Vorrichtung gepumpt, die eine Venturidüse, mittels der Sauerstoff in das Wasser eingeleitet und fein zerteilt wird, sowie mehrere statische und dynamische Mischer zur Lösung des Sauerstoffs bei einem Druck von mindestens 2,8 bar (40 psi) aufweist. Vor dem Auslass des mit Sauerstoff angereicherten Wassers befindet sich eine Gasblasenabtrennvorrichtung, mittels der nicht gelöster Sauerstoff abgetrennt und zur Venturidüse zurückgeführt wird. Der gesamte dem System zugeführte Sauerstoff wird also gelöst. Das Verfahren weist eine Sauerstoffnutzung von 100% auf. Das bekannte Verfahren ist ein „straight-through"-Verfahren, bei dem das Wasser jeden Ort der Vorrichtung nur einmal passiert.A generic method for enrichment of oxygen in water is known from WO 97/27146. After that the water to be oxygenated by a device pumped that a Venturi nozzle, introduced into the water by means of oxygen and finely divided as well as several static and dynamic mixers to solve the problem Oxygen at a pressure of at least 2.8 bar (40 psi). Located in front of the outlet of the oxygenated water a gas bubble separation device, by means of which undissolved oxygen separated and returned to the Venturi nozzle. The entire fed into the system So oxygen is dissolved. The process uses 100% oxygen. The known Process is a "straight-through" process in which the water only passes once each location of the device.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, höher mit Sauerstoff angereichertes Wasser bei näher an Normaldruck liegenden Drücken bereitzustellen, insbesondere einen höheren Anteil an Sauerstoff an der Gassättigung des Wassers zu realisieren.Object of the present invention is higher oxygenated water at closer to normal pressure To press to provide, in particular a higher proportion of oxygen the gas saturation to realize the water.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein bei Reduktion auf Normaldruck mehrfach an Sauerstoff übersättigtes Wasser zur Verfügung zu stellen, das weniger zur Freisetzung des gelösten Gases neigt, d. h. bei dem der Ungleichgewichtszustand der Übersättigung über längere Zeiträume aufrechterhalten bleibt.Another object of the invention consists of an oxygen supersaturated several times when reduced to normal pressure Water available to be less likely to release the dissolved gas, d. H. at which maintains the imbalance state of supersaturation over long periods of time.

Aufgabe der Erfindung ist schließlich auch, eine Vorrichtung zur Anreicherung von Sauerstoff in Wasser zur Verfügung zu stellen, die (mit Ausnahme notwendiger Pumpen) ohne rotierende Teile und druckerhöhende Einbauten auskommt und die daher wartungsaufwandsarm auch in ländlicher Umgebung oder in Gewässernähe bei hoher Verfügbarkeit betrieben werden kann.Finally, the object of the invention is one Device for enrichment of oxygen in water is available too put the (with the exception of necessary pumps) without rotating parts and pressure increasing Built-in and therefore requires little maintenance even in rural areas Environment or near water at high Availability can be operated.

Ferner ist Aufgabe der Erfindung, sauerstoffangereichertes Wasser an einer Vielzahl von Tränkestellen für die Tierhaltung ständig zur Verfügung zu stellen.Another object of the invention is oxygenated water at a variety of drinking points for the Keeping animals constantly to disposal to deliver.

Ein Problem der Sauerstoffanreicherung unter Druck ist, dass das einsetzbare Rohwasser regelmäßig Anteile an gelösten nicht-Sauerstoff-Gasen wie Stickstoff und Kohlendioxid aufweist, die einen erheblichen Lösungspartialdruck ausmachen können. So beträgt die Löslichkeitsgrenze von Sauerstoff bei Normaldruck und 20°C etwa 42 mg/l (Lösungspartialdruck des Sauerstoffs: lbar). An Luft mit Gas gesättigtes Wasser weist aber bereits einen Stickstofflösungspartialdruck von 0,78 bar auf, so dass nur noch 8,8 mg Sauerstoff pro Liter Wasser bis zur Erreichung der Gassättigung zur Verfügung stehen, entsprechend einem Sauerstofflösungspartialdruck von 0,21 bar. Bei an Luft zu 80% mit Gas gesättigtem Wasser beträgt der Stickstofflösungspartialdruck noch 0,63 bar. Zur Herstellung von 84 mg/l Sauerstoff enthaltendem Wasser ist ein Druck von mehr als 2,63 bar erfor derlich, d.h. nach Entspannung auf Normaldruck ist das Wasser 2,63-fach an Gas übersättigt. Biologisch aufbereitetes Wasser, z.B. aufbereitetes Wasser aus Fischzuchtbecken, kann gelöste Anteile an Kohlendioxid aufweisen, deren Lösungspartialdruck ebenso zu berücksichtigen ist. Je höher die Übersättigung nach Entspannung auf Normaldruck ist, desto ausgeprägter ist die Neigung zur Blasenkeimbildung und damit zur Reduktion des bei höherem Druck gelösten Sauerstoffgehaltes.One problem with oxygen enrichment under pressure is that the raw water that can be used regularly has proportions of dissolved non-oxygen gases such as nitrogen and carbon dioxide, which can result in considerable partial pressure of the solution. The solubility limit of oxygen at normal pressure and 20 ° C is about 42 mg / l (partial pressure of solution of oxygen: lbar). However, water saturated with air in gas already has a nitrogen solution partial pressure of 0.78 bar, so that only 8.8 mg of oxygen per liter of water are available until the gas is saturated, corresponding to an oxygen solution partial pressure of 0.21 bar. In the case of water that is 80% gas-saturated in air, the nitrogen solution partial pressure is still 0.63 bar. To produce 84 mg / l oxygen-containing water, a pressure of more than 2.63 bar is required, ie after relaxation to normal pressure, the water is 2.63 times supersaturated in gas. Biologically treated water, eg treated water from fish farming tanks, can have dissolved portions of carbon dioxide, the solution part of which pressure must also be taken into account. The higher the supersaturation after relaxation to normal pressure, the more pronounced is the tendency to bubble nucleation and thus to a reduction in the oxygen content dissolved at higher pressure.

Tränkewasser für Zuchttiere sollte vorzugsweise eine höhere Temperatur von etwa 22 bis 30°C aufweisen, da dieses insbesondere von jungen Tieren lieber aufgenommen wird. Bei höheren Temperaturen nimmt die Sauerstofflöslichkeit ab. Bei 30°C beträgt sie nur noch 36,4 mg/l, so dass noch höhere Drücke für die Anreicherung erforderlich sind.Drinking water for breeding animals should preferably a higher one Have a temperature of about 22 to 30 ° C, since this is especially preferred by young animals. At higher Temperatures decrease the oxygen solubility. At 30 ° C it is only still 36.4 mg / l, so that even higher pressures for the enrichment required are.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht dem gemäß auch darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei dem das mit Sauerstoff angereicherte Produktwasser sehr geringe Gehalte an gelösten nicht-Sauerstoffgasen aufweist.An object of the invention is accordingly also in to provide a method and an apparatus in which the Product water enriched with oxygen has very low levels dissolved has non-oxygen gases.

Diese und andere Aufgaben werden durch die Erfindung gelöst. Insbesondere ist es erfindungsgemäß möglich, mit Sauerstoff angereichertes Wasser mit einem Sauerstoffgehalt von 60 bis 140 mg/l (20°C Wassertemperatur), vorzugsweise 80 bis 120 mg/l, bei einem Lösungsdruck von 1,5 bis 3,5 bar absolut, vorzugsweise 1,8 bis 3 bar, zur Verfügung zu stellen, das einen Lösungspartialdruck von nicht-Sauerstoffgasen von weniger als 0,3 bar, vorzugsweise weniger als 0,2 bar, insbesondere bevorzugt weniger als 0,10 bar, aufweist. Bei anderer Temperatur werden entsprechend dem abweichenden Lösungsvermögen entsprechend abweichende Sauerstoffgehalte erzielt.These and other tasks will be solved by the invention. In particular, it is possible according to the invention to add oxygen Water with an oxygen content of 60 to 140 mg / l (20 ° C water temperature), preferably 80 to 120 mg / l, at a solution pressure of 1.5 to 3.5 absolute bar, preferably 1.8 to 3 bar, that a solution partial pressure non-oxygen gases less than 0.3 bar, preferably less than 0.2 bar, particularly preferably less than 0.10 bar, having. At different temperatures, corresponding to the dissolving ability different oxygen levels achieved.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von mit Sauerstoff angereichertem Wasser durch Verteilung von Sauerstoff in Form feinteiliger Gasblasen in dem Wasser bei erhöhtem Druck, teilweise Auflösung der Gasblasen und Abtrennung von nicht gelöstem Gas, das dadurch gekennzeichnet ist, dass mit Sauerstoff angereichertes Wasser zwischen einem Lösebehälter, einer Gasblasenabtrennung, einer Gaseinleitungsvorrichtung und einer Gaszerteilungsvorrichtung zirkuliert wird, sauerstoffreiches Gas zwischen der Gaseinleitungsvorrichtung, der Gaszerteilungsvorrichtung, dem Lösebehälter, der Gasblasenabtrennung und einem Gasreservoir zirkuliert wird, dem zirkulierenden Wasser sauerstoffarmes Rohwasser entsprechend der Menge an ausgeschleustem sauerstoffreichen Produktwasser zugeführt wird, dem zirkulierenden Gas Sauerstoff zugeführt wird und sauerstoffhaltiges Gas aus dem Gasreservoir abgeblasen wird, wobei der vorgewählte Druck in dem Lösebehälter konstant gehalten wird.The invention relates to a Process for the continuous production of oxygenated Water through the distribution of oxygen in the form of fine gas bubbles in the water at elevated Printing, partial dissolution the gas bubbles and separation of undissolved gas, which is characterized is that oxygenated water between a dissolving tank, a Gas bubble separation, a gas introduction device and a gas separation device is circulated, oxygen-rich gas between the gas introduction device, the gas separation device, the dissolving container, the gas bubble separation and is circulated in a gas reservoir, the circulating water low in oxygen Raw water according to the amount of oxygen-rich discharged Product water supplied is supplied to the circulating gas oxygen and oxygen-containing Gas is blown out of the gas reservoir at the preselected pressure constant in the dissolving tank is held.

Erfindungsgemäß werden also im System befindliches sauerstoffreiches Wasser und im System befindliches sauerstoffreiches Gas partiell getrennt zirkuliert, wobei auf der gemeinsamen Zirkulationsstrecke zwischen Gaseinleitung in das Wasser und Gasblasenabtrennung aus dem Wasser der Stoffaustausch zwischen den Phasen stattfindet.According to the invention, there are thus in the system oxygen-rich water and oxygen-rich in the system Gas circulates partially separately, on the common circulation path between gas introduction into the water and gas bubble separation the exchange of water between the phases takes place.

Vorzugsweise erfolgt die Produktwasserentnahme, d.h. die Entnahme von an Sauerstoff angereichertem Wasser, in einer solchen Menge, dass das Verhältnis aus Wasserinhalt des Lösebehälters und stündlicher Entnahmemenge mindestens 0,1 beträgt, d.h. dass die mittlere Gesamtverweilzeit des Wassers in dem Lösebehälter unter Berücksichtigung einer Vielzahl von Zirkulationsdurchgängen mindestens 0,1 Stunden beträgt. Besonders bevorzugt sind Verweilzeiten von mindestens 0,2 Stunden. Verweilzeiten von mehr als 3 Stunden sind unwirtschaftlich. Bevorzugt sind Verweilzeiten unterhalb 0,5 Stunden.The product water is preferably withdrawn, i.e. the removal of oxygenated water, in one such amount that the ratio from the water content of the dissolving tank and hourly Withdrawal amount is at least 0.1, i.e. that the middle Total residence time of the water in the dissolving tank taking into account a large number of circulation cycles for at least 0.1 hour is. Residence times of at least 0.2 hours are particularly preferred. residence of more than 3 hours are uneconomical. Residence times are preferred less than 0.5 hours.

Vorzugsweise soll ferner das Massenstromverhältnis zwischen zirkuliertem Wasser im Lösebehälter und zirkuliertem Gas zwischen 500 und 2000, besonders bevorzugt zwischen 800 und 1500 liegen, um eine hohe Blasendichte und damit eine große Phasengrenzfläche zur Verfügung zu stellen.Preferably, the mass flow ratio between circulated water in the dissolving tank and circulated gas between 500 and 2000, particularly preferably between 800 and 1500 lie around a high bubble density and thus a large phase interface disposal to deliver.

Die Menge an Sauerstoff, der in die Gaszirkulation eingeleitet wird, wird vorzugsweise entsprechend der Austragsmenge an Produktwasser und dem vom entsprechend voreingestellten Druck im Lösebehälter abhängigen gewünschten Sauerstoffgehalt des Produktwassers vorgewählt. Der Eintrag des Sauerstoffs erfolgt vorzugsweise in die Gaszirkulationsleitung vor der Eindüsung des Gases in die Gaszerteilvorrichtung. Zur Gewährleistung eines niedrigen Lösungspartialdruck von nicht-Sauerstoffgasen erfolgt die Sauerstoffeinleitung im Überschuss, wobei überschüssiges Gas über ein Überdruckventil des Gasreservoirs abgeblasen wird, so dass der Druck konstant gehalten wird. Das Abblasen von überschüssigem Gas verhindert die Anreicherung von nicht-Sauerstoffgasen in dem Zirkulationsgas und gewährleistet, dass der Lösungspartialdruck von nicht-Sauerstoffgasen im Produktwasser abgebaut wird.The amount of oxygen that is in the Gas circulation is preferably initiated accordingly the discharge amount of product water and that of the correspondingly preset Pressure in the dissolving tank dependent desired Preselected oxygen content of the product water. The entry of oxygen preferably takes place in the gas circulation line before the injection of the Gases in the gas splitter. To ensure a low solution partial non-oxygen gases are introduced in excess, taking excess gas through a pressure relief valve of the gas reservoir is blown off so that the pressure is kept constant becomes. Blowing off excess gas prevents the accumulation of non-oxygen gases in the circulation gas and ensures that the solution partial pressure is broken down by non-oxygen gases in the product water.

Erfindungsgemäß bevorzugt erfolgt die Sauerstoffeinleitung mit 1,5- bis 10-fachem Überschuss, besonders bevorzugt mit 2- bis 10-fachem Überschuss, insbesondere bevorzugt mit mindestens 2,5-fachem Überschuss. Dies entspricht einer Sauerstoffnutzung von lediglich 10 bis 60%. Erfindungsgemäß werden bei nur 2-facher Gasübersättigung des Produktwassers Sauerstoffgehalte von 80 mg/l bei 20°C und 67mg/l bei 30°C erzielt. Bei 100%iger Sauerstoffnutzung werden lediglich 55 bzw. 46 mg/l gelöster Sauerstoff erzielt.According to the invention, oxygen is preferably introduced with 1.5 to 10-fold excess, especially preferably with a 2 to 10-fold excess, particularly preferably with at least a 2.5-fold excess. This corresponds to an oxygen consumption of only 10 to 60%. According to the invention at only 2 times Gas supersaturation of the product water oxygen contents of 80 mg / l at 20 ° C and 67mg / l at 30 ° C achieved. With 100% oxygen use, only 55 or 46 mg / l dissolved Achieved oxygen.

Gemessen an den absolut erforderlichen Sauerstoffmengen fällt der erfindungsgemäß geringe Sauerstoffnutzungsgrad nicht ins Gewicht, insbesondere wenn das Produktwasser als Trink- oder Tränkewasser zum Einsatz kommen soll. Im Falle der Versorgung von Fischfarmen mit ungleich größeren Mengen an sauerstoffangereichertem Wasser ist es möglich, die Sauerstoffnutzung durch zwei- oder mehrstufige Gegenstromkaskadenverfahren zu erhöhen.Measured by the absolutely necessary amounts of oxygen falls the low degree of oxygen utilization according to the invention not important, especially if the product water is used as drinking or drinking water should be used. In the case of supply to fish farms with much larger quantities on oxygenated water it is possible to use oxygen increase by two- or multi-stage countercurrent cascade processes.

Gegenstand der Erfindung ist auch mit Sauerstoff angereichertes Wasser, das 1,8- bis 3-fach an gelöstem Gas übersättigt ist, wobei die Summe der Lösungspartialdrücke der gelösten nicht-Sauerstoff-Gase weniger als 0,2 bar beträgt zur Verwendung als Tränkewasser für Zucht- oder Nutztiere.The invention also relates to oxygen-enriched water which is 1.8 to 3 times more dissolved gas is supersaturated, the sum of the partial solution pressures of the dissolved non-oxygen gases being less than 0.2 bar for use as drinking water for breeding or farm animals.

Vorzugsweise beträgt dabei die Summe der Lösungspartialdrücke der gelösten nicht-Sauerstoff-Gase weniger als 0,1 bar.The sum of the solution partial pressures is preferably the dissolved non-oxygen gases less than 0.1 bar.

Vorzugsweise wird das Wasser mit einer Temperatur von 22 bis 30°C zur Tränke eingesetzt.Preferably the water is with a temperature of 22 to 30 ° C to the potions used.

Gegenstand der Erfindung ist auch die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einsetzbare Vorrichtung zum Lösen von Sauerstoff in Wasser enthaltend
einen Wasserkreislauf, enthaltend
einen Sauerstofflösebehälter,
eine Gasblasenabtrennvorrichtung,
eine Wasserzirkulationspumpe und -leitung,
in der Zirkulationsleitung angeordnete Gaseinleitungs- und Gaszerteilvorrichtungen,
sowie eine Einleitvorrichtung für Frischwasser und eine Entnahmevorrichtung für Produktwasser, und
einen Gaskreislauf, enthalten
ein Gasreservoir, das in Verbindung zu der Gasblasenabtrennvorrichtung steht,
eine Gaszirkulationsleitung mit einer Gaszirkulationspumpe, wobei die
Gaszirkulationsleitung das Gasreservoir mit der Gaseinleitungsvorrichtung verbindet,
sowie Einleitvorrichtungen für Sauerstoff und eine Abblasevorrichtung
zur Ausschleusung von Gas aus dem Gasreservoir.The invention also relates to the device which can be used for carrying out the method according to the invention for dissolving oxygen in water
containing a water cycle
an oxygen release tank,
a gas bubble separator,
a water circulation pump and pipe,
gas inlet and gas dividing devices arranged in the circulation line,
and an introduction device for fresh water and a removal device for product water, and
a gas cycle included
a gas reservoir which is connected to the gas bubble separation device,
a gas circulation line with a gas circulation pump, the
Gas circulation line connects the gas reservoir to the gas introduction device,
and oxygen injectors and a blowdown device
for discharging gas from the gas reservoir.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten 1, die eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt, näher erläutert.The invention is described below with reference to the accompanying 1 , which shows a preferred embodiment of the device according to the invention, explained in more detail.

1 zeigt eine Sauerstoffanreicherungsvorrichtung 1, die aus einem äußeren geschlossenen Behälter 2 und einem inneren, oben offenen Behälter 3 besteht. Der Wasserzirkulationskreislauf besteht aus der Zirkulationspumpe 4, der Zirkulationsleitung 4.1, der Gaseinleitung 5, der Gaszerteilvorrichtung 6, dem Tauchrohr 7, dem den Lösebehälter darstellenden inneren Behälter 3, der als Gasabtrennvorrichtung dienenden Überlaufkante 8 des Lösebehälters 3, dem Zwischenraum zwischen äußerem und inneren Behälter 9, in dem bei 8 übergelaufenes und überwiegend von Blasen befreites Wasser langsam nach unten strömt, so dass noch im Wasser eingeschlossene Gasblasen an den durch den Pfeil 10 angedeuteten Flüssigkeitspegel aufsteigen können, einen am Boden des Raumes 9 angeordneten Zirkulationswasseraustritt 11 sowie dem zur Zirkulationspumpe 4 zurückführenden Teil der Zirkulationsleitung 4.2. In die Zirkulationsleitung 4.2 mündet der mit einem regelbaren Ventil 12 ausgestattete Rohwasserzulauf 13. Die Produktwasserausschleusung kann als Abzweig 14.1 der Zirkulationsleitung 4.1 vorgesehen sein. Die Produktwasserausschleusung ist vorzugsweise mit einem nicht dargestellten Entnahmeventil ausgestattet. Das Rohwasserzulaufventil 12 oder das Entnahmeventil wird über den Niveauregler 15 des Raumes 9 gesteuert. 1 shows an oxygenation device 1 made from an outer closed container 2 and an inner, open-topped container 3 consists. The water circulation circuit consists of the circulation pump 4 , the circulation line 4.1 , the gas inlet 5 , the gas splitting device 6 , the dip tube 7 , the inner container representing the dissolving container 3 , the overflow edge serving as a gas separation device 8th of the release container 3 , the space between the outer and inner container 9 , in which at 8th overflowed and mostly bubble-free water slowly flows downwards, so that gas bubbles still trapped in the water on the arrow 10 indicated liquid levels can rise, one at the floor of the room 9 arranged circulation water outlet 11 as well as the circulation pump 4 returning part of the circulation line 4.2 , In the circulation line 4.2 it opens with an adjustable valve 12 equipped raw water inlet 13 , The product water discharge can be used as a branch 14.1 the circulation line 4.1 be provided. The product water discharge is preferably equipped with a removal valve, not shown. The raw water supply valve 12 or the sampling valve is operated via the level regulator 15 of the room 9 controlled.

Der Gaszirkulationskreislauf besteht aus dem im Kopf des Behälters 2 angeordneten Gasreservoir 16, dem Gasaustritt 17, dem anschließenden Teil der Gaszirkulationsleitung 18.1, einer nicht dargestellten Gasförderpumpe, dem druckseitig an der Gasförderpumpe anschließenden Teil der Gaszirkulationsleitung 18.2, der Gaseinlassdüse 5 zur Eindüsung des Gases in die Wasserzirkulation, der Gaszerteilvorrichtung 6, dem Tauchrohr 6 und dem Lösebehälter 3, an dessen Flüssigkeitsoberfläche 19 und Überlaufkante 8 das Gas in das Reservoir 16 zurückgeführt wird. Frischer Sauerstoff wird bei 20 in die Gaszirkulationsleitung 18.1 eingespeist. Überschüssiges Gas wird über das Druckventil 21 abgeblasen.The gas circulation circuit consists of the one in the top of the container 2 arranged gas reservoir 16 , the gas leak 17 , the subsequent part of the gas circulation line 18.1 , a gas feed pump, not shown, the part of the gas circulation line connecting on the pressure side to the gas feed pump 18.2 , the gas inlet nozzle 5 to inject the gas into the water circulation, the gas splitting device 6 , the dip tube 6 and the release container 3 , on its liquid surface 19 and overflow edge 8th the gas into the reservoir 16 is returned. Fresh oxygen is added 20 into the gas circulation line 18.1 fed. Excess gas is released through the pressure valve 21 blown off.

Die Gaszerteilvorrichtung 6 kann, wie dargestellt, aus einer venturiartigen Rohrverengung bestehen, die gegebenenfalls zusätzlich zur Verwirbelung des Gas-Wasser-Gemisches ein Gitter oder eine Lochplatte quer zur Durchströmrichtung aufweist. Alternativ kann die Gaseinleitung auch direkt in die Venturidüse erfolgen, wobei die Gaszirkulation selbstansaugend ausgebildet sein kann.The gas splitting device 6 can, as shown, consist of a venturi-like pipe constriction, which optionally has a grid or a perforated plate transversely to the flow direction in addition to the swirling of the gas-water mixture. Alternatively, the gas can also be introduced directly into the Venturi nozzle, and the gas circulation can be self-priming.

Die als Gasblasenabscheider fungierende Überlaufkante 8 kann ferner vorteilhaft einen konisch nach unten und nach außen gerichteten Ablaufkragen aufweisen, über den das überlaufende Wasser als dünner Film abläuft, so dass die Phasentrennung verbessert wird.The overflow edge that acts as a gas bubble separator 8th can also advantageously have a conical downward and outward discharge collar, over which the overflowing water runs off as a thin film, so that the phase separation is improved.

Bevorzugtes Einsatzgebiet der Erfindung ist die kontinuierliche Bereitstellung von mit Sauerstoff angereichertem Wasser an einer Vielzahl von Tränkestellen der Tierzucht.Preferred field of application of the invention is the continuous supply of oxygenated Water at a variety of drinking places animal breeding.

Hierzu ist der Produktwasserentnahmeabzweig 14.1 als eine Bypass-Zirkulationsleitung mit Rückführleitung 14.2 ausgebildet, wobei die Bypass-Leitung einen an der Tränkestelle verlaufenden Leitungsabschnitt aufweist, der eine Vielzahl von Abzweigen aufweist, an deren Ende zur Tränkung von Säugetieren künstliche Zitzen mit selbsttätig öffnenden Ventilen vorgesehen sind. Im Falle von Federvieh können Ventile vorgesehen sein, sich im Falle des Betretens von mit Sensoren ausgestatteten Platten öffnen. Die Viehzuchttechnik hält verschiedene Möglichkeiten bereit, an Tränkestellen nur dann Flüssigkeiten abzugeben, wenn das Tier zu trinken beabsichtigt. Zum Beispiel können an den „Zitzen" Rückschlagventile vorgesehen sein, die öffnen, wenn das trinkende Tier Druck ausübt. Für Pferde, die nur ungern an Druckzapfventilen trinken, werden vorzugsweise automatisch ni veau- oder zeitgesteuerte Ventile eingesetzt, die in Tränketröge, wie z.B. Eimer, fördern. Vorzugsweise können die Tränketröge jeweils nach vorgewählter Standzeit vor der Wiederbefüllung automatisch entleert werden.The product water tap is for this purpose 14.1 as a bypass circulation line with return line 14.2 The bypass line has a line section running at the drinking point, which has a multiplicity of branches, at the end of which artificial teats with automatically opening valves are provided for watering mammals. In the case of poultry, valves can be provided which open when plates equipped with sensors are entered. Livestock technology offers various options for dispensing liquids at drinking troughs only when the animal intends to drink. For example, check valves can be provided on the “teats” which open when the drinking animal exerts pressure. For horses that are reluctant to drink from pressure dispensing valves, level or time-controlled valves are preferably used automatically, which are placed in drinking troughs, such as buckets The drinking troughs can preferably be emptied automatically after the preselected period of time before refilling.

Claims

Process for the continuous production of oxygen-enriched water by distributing oxygen in the form of finely divided gas bubbles in the water at elevated pressure, partially dissolving the gas bubbles and separating undissolved gas, characterized in that oxygen-depleted water between a dissolving container, a gas bubble separation, a gas introduction device and a gas separation device is circulated, oxygen-rich gas is circulated between the gas introduction device, the gas separation device, the dissolving tank, the gas bubble separation and a gas reservoir, the circulating water is supplied with oxygen-poor fresh water in accordance with the amount of oxygen-free product water discharged, oxygen is supplied to the circulating gas in excess, and oxygen Gas is blown out of the gas reservoir, the preselected pressure in the dissolving container being kept constant.

A method according to claim 1, characterized in that the average residence time of the water in the dissolving container at least 0.1 hours is.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the average residence time is less than 0.5 hours.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the mass flow ratio between circulated water and circulated gas between 500 and Is 2000.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the oxygen with 1.5 to 10-fold excess to that in solution Oxygen is introduced.

A method according to claim 5, characterized in that the excess is 2.5 to 10 times.

Release device containing oxygen in water containing a water cycle a Oxygen dissolving tank a Gasblasenabtrennvorrichtung, a water circulation pump and -management, gas inlet arranged in the circulation line and gas separators, and an introduction device for fresh water and a Withdrawal device for product water, and one Gas cycle included a gas reservoir that communicates to the gas bubble separation device, a gas circulation line with a gas circulation pump, the Gas circulation line connects the gas reservoir to the gas introduction device, such as Introducers for Oxygen and a blower for the removal of Gas from the gas reservoir.

Apparatus according to claim 7, wherein and comprises the blow-off device has a pressure controlled valve.

Apparatus according to claim 7 or 8, wherein the water circulation line before returning to the gas inlet has a bypass line, the bypass line has a line section having a plurality of branches, and the branches valves have by an animal with the intention to drink or to fill Watering troughs or time-dependent to be controlled.

On oxygenated water that is 1.8 to 3 times supersaturated in dissolved gas, where the sum of the solution partial pressures of the dissolved non-oxygen gases is less than 0.2 bar.

Water according to claim 10, wherein the sum of the solution partial pressures of the dissolved non-oxygen gases is less than 0.1 bar.

Water according to claim 10 or 11 having a temperature of 22 up to 30 ° C.

Use of the water according to one of claims 1 to 12 as drinking water for breeding or farm animals.