DE10312827A1

DE10312827A1 - Verfahren zur Regenerierung von Wasser mit einer sauerstoffarmen Atmosphäre

Info

Publication number: DE10312827A1
Application number: DE2003112827
Authority: DE
Inventors: Alfons Koopmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-03-22
Filing date: 2003-03-22
Publication date: 2004-09-30
Also published as: DE502004009783D1; WO2004082816A1; EP1610887B1; EP1610887A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regenerierung von Wasser mit einer sauerstoffarmen Atmosphäre. DOLLAR A Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, die die Regenerierung von Wasser effektiver gestaltet als bisher und welche auch mobil einsetzbar sind. DOLLAR A Verfahren zur Regenerierung von Wasser mit einer sauerstoffarmen Atmosphäre, dadurch gekennzeichnet, dass zu regenerierendes Wasser unter einem hohen Druck im Bereich von 6 bis 20 Bar, bevorzugt 8 Bar, zusammen mit Luft bzw. Sauerstoff gleichen Drucks verwirbelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regenerierung von Wasser oder anderen Flüssigkeiten mit einer sauerstoffarmen Atmosphäre.
Ausgangspunkt der Erfindung ist ein bei Verschmutzung von Gewässern sich häufig einstellendes Problem, nämlich die Sauerstoffverarmung solcher Gewässer. Insbesondere dann, wenn die Außentemperaturen ansteigen und verrottbare Schwebstoffe im Wasser sind oder das Gewässer durch Einleitung von Umweltgiften, Gülle und dergleichen hochbelastet ist, kann der Sauerstoffgehalt im Wasser innerhalb von kürzester Zeit rapide absinken, was dann regelmäßig zu einem großen Fischsterben und zu der umfassenden Vernichtung der Fauna und Flora im Gewässer führt.

Es ist zwar insbesondere aus der Fischwirtschaft durchaus bekannt, den Sauerstoffgehalt von Gewässern anzuheben, indem beispielsweise in das Gewässer Luft oder Sauerstoff durch Bläschen eingetragen oder Wasser aus dem Gewässer verwirbelt wird, welches hierbei Sauerstoff aus der Luft aufnimmt. Die bisherigen Verfahren zur Sauerstoffanreicherung und damit zur Regenerierung von Wasser sind jedoch nicht sehr effizient. So müssen beispielsweise sehr große Wassermengen verwirbelt werden oder es müssen sehr aufwendige Apparaturen verlegt werden, damit Luft oder reiner Sauerstoff in Bläschenform in das Wasser eingetragen werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, die die Regenerierung von Wasser effektiver gestaltet als bisher und welche auch mobil einsetzbar sind.

Die Erfindung löst die Aufgabe mit einem Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 5. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Bei der Erfindung wird das zu regenerierende Wasser unter hohem Druck im Bereich von 6–20 Bar, bevorzugt 8 Bar, zusammen mit Luft bzw. Sauerstoff verwirbelt. Die hierzu benötigte Apparatur kann beispielsweise eine solche sein, welche bislang auch bereits bei Feuerlöschgeräten eingesetzt wird, um ein Schaumfeuerlöschmittel zu erzeugen. Hierbei wird Wasser mit einem Schäumer innerhalb einer Kammer verwirbelt, so dass ein sehr großes Schaumvolumen erzeugt wird.

Wird Wasser zusammen mit Luft bzw. Sauerstoff bei hohem Druck in einer Kammer verwirbelt, so entsteht nicht etwa sprudelndes Wasser, vergleichbar einem Mineralwasser mit Kohlensäure, sondern bei der richtigen Einstellung entsteht ein praktisch blasenfreies Luft-/Sauerstoffwassergemisch. Wird dieses Luft-/Wassergemisch nun in das Gewässer zurückgepumpt, aus dem zuvor das sauerstoffarme Wasser entnommen wurde, kann innerhalb von kürzester Zeit, d.h. innerhalb von wenigen Stunden, bei großen Gewässern innerhalb von wenigen Tagen, der Sauerstoffgehalt des gesamten Gewässers erheblich verbessert werden.

Weil nämlich durch die Verwirbelung von Wasser mit Luft/Sauerstoff ein blasenfreies Wasser-Luft-/Sauerstoffgemisch entsteht, entweicht nicht gleichzeitig wieder der Sauerstoff aus dem Gemisch, sondern verbleibt in dem Gewässer und vermischt sich auf natürliche Weise mit dem dort vorhandenen sauerstoffarmen Wasser.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Volumenverhältnis des zu mischenden Gases (also Luft oder Sauerstoff) mit der zu mischenden Flüssigkeit aus Wasser etwa im Bereich von 1 zu 2 bis 4 zu 1, bevorzugt etwa 2 zu 1, beträgt.

Zur Durchführung des Verfahrens wird nunmehr mit einer Pumpe Wasser, welches mit Sauerstoff angereichert werden soll, zu einer Verwirbelungskammer gepumpt. Das Wasser hat dort bereits einen hohen Druck von etwa 6–10 Bar, bevorzugt 8 Bar. Gleichzeitig wird in die Verwirbelungskammer auch Luft mit den entsprechenden vorgenannten Drücken eingetragen und in der Kammer wird das Wasser und die Luft (bzw. der Sauerstoff) verwirbelt, so dass sich Wasser und Luft miteinander vermischen. Das Wasser-Luft-/Sauerstoffgemisch wird über einen angeschlossenen Schlauch oder eine entsprechend angeschlossene Leitung wieder in das Gewässer zurückgeleitet bzw. gepumpt, aus dem zuvor das sauerstoffarme Wasser entnommen wurde.

Je nach Pumpleistung können entsprechende Wassermengen (oder anderen Flüssigkeiten) mit Luft bzw. Sauerstoff angereichert werden. Damit kann ein sehr großes mit Sauerstoff angereichertes Wasservolumen in das Gewässer zurückgegeben werden, welches unter Sauerstoffarmut leidet.

Die Figur zeigt eine Aufbauskizze mit der Einrichtung zur Mischung von Luft und Wasser. Hierbei ist zu erkennen, dass mittels eines Motors 2, insbesondere eines Rapsöldieselmotors, welcher seinen Treibstoff aus einem entsprechenden Tank 6 erhält, die notwendige Kraft bzw. Energie zur Verfügung gestellt wird, um einerseits einen Luftkompressor 4 zu bedienen und andererseits eine Kreiselpumpe, angetrieben von einem Motor 11, zu betreiben. Der Luftkompressor als auch die Kreiselpumpe werden also hydraulisch angetrieben und das hierfür benötigte Hydrauliköl ist unter anderem auch in einem Tank 7 gespeichert und das erwärmte Öl aus dem Ölkreislauf wird in einem Ölkühler 8 gekühlt.
Mittels des Luftkompressors wird Luft angesaugt und auf einen vorbestimmten Wert, z.B. 8 Bar verdichtet und verdichtete Luft wird in einem Luftbehälter 5 gespeichert. Am Ausgang des Luftbehälters ist ein Druckventil mit Manometer 9 angeordnet, so dass Luft aus dem Luftbehälter gesteuert herausgelangen kann, wobei durch die Steuerung dafür gesorgt wird, dass die Ausgangsluft stets den gewünschten Druckwert aufweist.
Mittels der Kreiselpumpe wird die anzureichernde Flüssigkeit, also z.B. Wasser aus einem Teich oder einem anderen Gewässer, angesaugt und einem Luftwasseraufbereiter 12 mit einem vorbestimmten Druck, z.B. ebenfalls 8 Bar, eingepumpt. Auch die Luft wird in diesem Luftwasseraufbereiter einer entsprechenden Leitung zugeführt. In dem Luftwasseraufbereiter gelangen Wasser und Luft in einer gemeinsamen Kammer zusammen und werden dort verwirbelt bzw. vermischt und das dann entstehende Luft-Wasser-Gemisch ist gänzlich oder weitestgehend blasenfrei und wird dann entsprechend über eine Ausgabeleitung wieder ausgestoßen.
Mittels eines Bedienfeldes 13 kann sowohl das Druckventil am Ausgang des Luftbehälters als auch ein weiteres Steuerventil, welches die Wasserzufuhr innerhalb des Luftwasseraufbereiters steuert, in der gewünschten Weise eingestellt werden.
Im dargestellten Beispiel werden etwa 1600l Luft mit etwa 800l Wasser pro Minute blasenfrei vermischt. Selbstverständlich sind Abweichungen von diesem Zahlenbeispiel ohne weiteres möglich; so kann beispielsweise auch ein anderes Luft-Wasser-Verhältnis eingestellt werden. Mit einer vergrößerten Pumpleistung bzw. einer erhöhten Kompressorleistung können auch insgesamt die Luftwassermengen vergrößert werden.
Die gesamte Einrichtung zur Sauerstoffanreicherung einer Flüssigkeit ist äußerst kompakt und kann beispielsweise auf einem kleinen Autoanhänger untergebracht werden oder auf einem Pritschwagen mitgeführt werden, so dass die gesamte Einrichtung äußerst mobil einsetzbar ist. Auch kann die erfindungsgemäße Einrichtung zur Sauerstoffanreicherung auf einem Amphibienfahrzeug mitgeführt werden, so dass die erfindungsgemäße Einrichtung zur Sauerstoffanreicherung auch in Gebieten eingesetzt werden kann, die wegen Versumpfung oder aus anderen Gründen schlecht erreichbar sind.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ist nicht nur geeignet, Wasser mit Sauerstoff zu regenerieren, sondern auch andere Flüssigkeiten mit einem Gas entsprechend anzureichern, wobei der Druck auf einen bestimmten Wert im Bereich von 6 bis 50 Bar einzustellen ist. Dies gilt natürlich nicht nur für den Druck der Flüssigkeit, sondern auch entsprechend für den Druck des Gases.

Claims

Verfahren zur Regenerierung von Wasser mit einer sauerstoffarmen Atmosphäre, dadurch gekennzeichnet, dass zu regenerierendes Wasser unter einem hohen Druck im Bereich von 6 bis 20 Bar, bevorzugt 8 Bar, zusammen mit Luft bzw. Sauerstoff gleichen Drucks verwirbelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserluft- bzw. Wassersauerstoffgemisch in das Wasserreservoir, aus dem das Wasser mit geringem Sauerstoff entnommen worden ist, zugegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Verwirbelung von Wasser und Luft/Sauerstoff ein blasenfreies Wasserluft-/Sauerstoffgemisch entsteht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumenverhältnis des zu mischenden Gases, also Luft oder Sauerstoff, mit der zu mischenden Flüssigkeit aus Wasser etwa 2 : 1 beträgt.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Pumpe Wasser mit zu geringem Sauerstoffgehalt und mittels einer zweiten Pumpe Luft jeweils bei einem Druck von etwa 6 bis 10 Bar, bevorzugt 8 Bar, in eine Kammer bzw. einen Verwirbelungsraum eingetragen werden, wo sich das Wasser und die Luft miteinander vermischen und dass einem Verwirbelungsraum eine Ausgangsleitung angeschlossen ist, über welche das Wasser fertig luftgemischt aus dem Verwirbelungsraum ausgedrückt wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ausgang der Verwirbelungskammer ein Schlauch oder eine Leitung angeschlossen ist.
Verfahren zur Anreicherung einer Flüssigkeit mit einem Gas, dadurch gekennzeichnet, dass die anzureichernde Flüssigkeit unter einem hohen Druck im Bereich von 5 bis 50 Bar, bevorzugt etwa 8 bis 15 Bar zusammen mit dem Gas mit gleichem Druck verwirbelt wird.