DE2248685B2 - Vorrichtung zum eintragen von sauerstoff in abwaesser, insbesondere in guelle oder jauche - Google Patents
Vorrichtung zum eintragen von sauerstoff in abwaesser, insbesondere in guelle oder jaucheInfo
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Description
Eine Vorrichtung laut Oberbegriff des Hauptanspruches ist bekannt (DT-AS 1196 136). Hierbei ist die
Wasserstrahldüse und das damit fluchtende Ansaugrohr senkrecht zum Flüssigkeitsspiegel angeordnet. Mit
dieser bekannten Vorrichtung kann zwar verglichen mit üblichen maschinellen Umwälzvorrichtungen mit geringerem
Energieaufwand eine Erhöhung der Berührungszeit zwischen den Luftblasen und dem Abwasser
erreicht werden, wegen der senkrechten Anordnung der Düsen-Ansaugrohr-Einheit wird jedoch nur eine mehr
oder weniger lokale toroidale Flüssigkeitsströmung in unmittelbarer Umgebung dieser Einheit erreicht, so daß
der erreichbare Wirkungsgrad nicht optimal ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, den Wirkungsgrad, d. h. die in das Abwasser eintragbare Sauerstoffmenge
je aufgewandter Energieeinheit einer derartigen Vorrichtung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch die
kennzeichnenden Merkmale desselben gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei einer anders aufgebauten Vorrichtung zum Eintragen von Sauerstoff in Abwasser mit nur einer
ίο oberhalb des Wasserspiegels angeordneten Wasserstrahldüse
jedoch ohne zugeordnetem Ansaugrohr unterhalb des Wasserspiegels ist es an sich bekannt, die
Düse in einem Winkel von etwa 60° gegenüber dem Wasserspiegel geneigt anzuordnen (DT-OS 16 09 022).
Hierdurch wird zwar eine Verbesserung der Mischwirkung erreicht, der erzielbare Wirkungsgrad ist jedoch
wegen des fehlenden Ansaugrohres unterhalb des Wasserspiegels wesentlich geringer als bei einer
Vorrichtung der zuerst erwähnten Art. Erst die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine optimale
gleichmäßige Verteilung des Sauerstoffes über die gesamte Abwassermenge und zwar ohne störende
Schaumbildung mit einem Wirkungsgrad, der wesentlich über «lern mit sämtlichen bekannten Vorrichtungen
crzielbaren Wirkungsgrad liegt. Mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nämlich eine quer gerichtete
Gesamtströmung im Abwasserbehälter bzw. eine Rundumslröniung und somit eine mehrfache Sauerstoffanreiclierung
erreicht und es wird wesentlich mehr
JO Umgcbungsluft in das Ansaugrohr eingetragen als bei
einer bekannten Vorrichtung dieser Art.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Aiisführiingsbeispielen näher
erläutert.
J5 F i g. I und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Vorrichtung
angewendet bei einem Jauche-Speicherbehälter in einem Stall.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt längs der Linie III —111 der
erfindungsgemäßen Vorrichtung nach F i g. 2.
Fig. 4 zeigt anhand eines Diagramms den Zusammenhang
zwischen der Düsenstrahllänge und der erreichbaren .Sauerstoffeintragung.
F i g. 5 zeigt die Anwendung der erfindungsgemäßen Voi richtung bei einem ringförmigen Speichertrog.
F i g. 6 bis 9 /eigen die Anbringung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung auf einem Schwimmer und die
Benutzung zum Eintragen von Sauerstoff in einem Kanal oder Teich.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 32 zum Eintragen von Sauerstoff besteht aus einem Verbindungsrohr 41,
in dessen am oberen Ende ausgebildeten Innengewinde 42 ein Rohrabschnitt 43 eingeschraubt ist. Innerhalb des
Rohres 41 ist nahe dem oberen Ende eine Düse 44 mit einer Strahldüse 46 angeordnet. Durch den Düsenauslaß
48 der eigentlichen Düsenöffnung 47 wird unter Druck stehendes Abwasser, das über ein Rohr 37 und ein
Verzweigungsstück mittels einer Pumpe 31 zugeführt wird, als Strahl hoher Geschwindigkeit abgestrahlt. Der
Düsenauslaß 48 ist in einem bestimmten Abstand
ω) oberhalb des in Fig. 3 gestrichelt angedeuteten
Wasserspiegels angeordnet und der Strahl ist auf diese Wasseroberfläche gerichtet. Axial fluchtend mit dem
Düsenauslaß 48 ist unterhalb des Wasserspiegels ein Ansaugrohr 51 angeordnet, so daß durch den Strahl-
i>-> strom eine Mischung von Oberflächenwasser und
Umgebungsluft in das Ansaugrohr 51 angesaugt wird. Das Rohr 41 ist über die Düsenöffnung 47 hinaus
verlängert und hält dieses Ansaugrohr 51. Das
Verbindungsrohr besitzt zwei diametral gegenüberliegende längliche öffnungen 52, durch welche in diesem
Halteabschnitt des Rohres 41 zwei Stegabschnitie 5? entstehen, durch welche das Ansaugrohr 51 in einem
vorbestimmten axialen Abstand und fluchtend mit der Düse 44 gehalten ist. Die unleren Ränder der beiden
Fenster bzw. öffnungen 52 bilden eine öffnung 54 und
den eigentlichen Einlaß des Ansaugrohres 51, durch welchen die Oberflachenflüssigkeit und die Umgebung:-
luft unter der Einwirkung des Düsenstrahles eingesaugt werden.
Nach Fig. I und 2 ist die erfindimgsgeinäße
Vorrichtung 32 oberhalb eines Speicherbehalters 20 angeordnet, der beispielsweise unter dem Fußboden des
Fulterplatzes in einem Stall angeordnet ist und in welchem der tierische Abfall zusammen mit Wasser
gesammelt wird. LJm eine Zirkulation des Abwassers in diesem Behälter 20 zu ermöglichen ist eine Querwand
21 nahe dem einen Behülterende vorgesehen, die den
Behälter in zwei Abschnitte 22 und 23 i-iterteilt, die
durch eine ZirkuluiionsJeitujig 24 miteinander verbunden
sind. Damit kann das Abwasser in Richtung des Pfeiles 26 zwischen den beiden Behülterabschnitten
zirkulieren. Aus dem Behälter 20 wird periodisch ein Teil des Abwassers über die Pumpe 31 und eine Leitung 27
abgezogen und einem Verteilerfeld 28 zugeleitet.
Aus der Kurve 50 des Diagramms nach Fig.4, auf
dessen Abszisse die Strahllänge eines unter einem Winkel von 45° auf den Wasserspiegel gerichteten
Düsenstrahls in Vielfachen des Düsendurchmessers d und auf dessen Ordinate die relative Sauerstoffeintragungsmenge
aufgetragen ist, ergibt sich, daß diese Eintragungsmenge zunimmt, wenn der Strahlweg einen
Abstand von fünfmal den Düsendurehmesser überschreitet. Mit einem Abstand dreißigmal so groß wie der
Durchmesser (/ wird die Eintragungsmenge doppelt so groß wie mit einer bisher bekannten Vorrichtung. In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Abstand A nach Fig. 3 vorzugsweise zwischen fünfzehn-
und zwanzigmal dem Düsendurehmesser d gewählt. Vergleichsversuche haben ergeben, daß mit
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die sowohl Umgebungsluft als auch Oberflächenwasser in das
Ansaugrohr 51 ansaugt, die eintragbare Sauerstoffmenge pro aufgewendete Energieeinheit bis zu 40% größer
ist als beispielsweise mit einer bekannten Vorrichtung mit freiem Düsenstrahl und ähnlicher Strahlweglünge.
Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Ansaugrohr 5 i mit einem Innendurchmesser
c von etwa dreimal dem Düsendiirchmcsser ι/und
mit einer axialen Länge /wischen dreißig und vier/igmal
dem Düsendurehmesser d angewendet. Besonders ) günstige Ergebnisse werden erreicht, wenn die Öffnung
54 des Einlasses des Ansaugrohres 51 in einem Abstand Ii unterhalb des Wasserspiegels angeordnet wird, der
/wischen fünf und sechsmal dem Durchmesser liegt, und wenn der Strahl mit einem Druck zugeführt wird, tier
IU /wischen 0,5 und 0,7 aiii Überdruck liegt.
Die Vorrichtung J2 nach der Erfindung kann gemäß Fig. 1 und 2 an jedem bestehenden Sammelbehälter 20
angebracht werden, eine verbesserte Wirkung wird jedoch erreicht, wenn die Vorrichtung im Sinne der
1·'i g. "3 bei einem Behälter 80 mit einem geschlossenen
ovalen Strömungsweg benut/l wird. Die ovale Form des Behälters 80 gewährleistet eine geschlossene Strönningssehleife
längs welcher das Abwasser mit einer bestimmten Geschwindigkeit zirkulieren kann, so daß
sichergestellt ist, daß die Feststoffteilchen des Abwassers in Suspension bleiben. Hierdurch wird cmc ex lerne
Zirkulationsleitung zur Herbeiführung des gewünschten geschlossenen Strömungspfades überflüssig. Wenn
wünschenswert können zwei erfindungsgemäße Vorrichtungen 32 vorgesehen sein, und zwar jeweils eine am
Beginn jedes der geraden Abschnitte 81 des Ovals, und zwar jeweils ausgerichtet in der gleichen Richtung, wie
dies durch die Pfeile 82 angedeutet ist.
F i g. 6 bis 12 zeigen die Anwendung einer erfindungs-
so gemäßen Vorrichtung 32 zum Eintragen von Sauerstoff in eine Lagune oder einen Kanal 85. Zu diesem Zweck
ist die Vorrichtung 32 auf einem Schwimmer 87 befesligt, auf welchem auch der Pumpmotor 91 mit dem
Saugrohr 93 angebracht ist. Zusätzlich ist laut Fig. 7
js noch ein Reinigungsstift 101 für die Düse vorgesehen,
der zum Reinigen der Düse in die Düsenbohnmg einsteckbar ist.
Nach Fig. 8 können in dem Belüftimgsteich oder
Kanal 85 auf dessen Boden schwimmende Trennwände
■to 103 vorgesehen weiden, die parallel /u den Seitennindern
104 angeordnet sind und deren Enden 106 im Abstand von den Rändern 107 enden. Dadurch werden
voneinander getrennte Slröinungsschleifen gebildet, längs welchen das Abwasser zirkulieren kann. Es
können auch mehrere solche Strömungspfade dadurch gebildet werden, daß der Teich durch eine zusätzliche
Schwimmwand 108, die sich über die gesamte Länge des Teiches erstreckt, in Teilabschnitte unterteilt wird.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Vorrichtung zum Eintragen von Sauerstoff in Abwässer, insbesondere in Gülle oder Jauche, mit
einer über dem Flüssigkeitsspiegel angeordneten Wasserstrahldüse und einem unterhalb des Wasserspiegels
axial mit der Strahldüse fluchtend angeordneten offenen Ansaugrohr, dadurch gekennzeichnet,
daß durch eine Haltevorrichtung die zur Strahldüse (46) gerichtete öffnung (54) des
Ansaugrohres (51) unterhalb des Wasserspiegelsund zugleich die Strahldüse (46) oberhalb des Wasserspiegels
derart gehalten sind, daß der axiale Abstand (A) zwischen DUsenauslaß (48) und Wasserspiegel
mehr als das Fünffache des Durchmessers (d) der Düsenöffnung (47) beträgt, und daß das Ansaugrohr
(51) und die Strahldüse (46) unter einem Winkel gegenüber dem Wasserspiegel geneigt sind, der
zwischen dem zum Eindringen des Strahles in die Wusseroberfläche nötigen Minimalwinkel und 85°
liegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansaugrohr (51) und die Strahldüse
(46) über ein Verbindungsrohr (41) miteinander verbunden sind, welches zwei diametral gegenüberliegende
längliche öffnungen (52) aufweist, durch die Wasser und Umgebungsluft in das Ansaugrohr (51)
eintreten können.
3. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand (A)
zwischen Düsenauslaß (48) und Wasserspiegel etwa fünfzehn bis zwanzigmal so groß wie der Durchmesser
(d)der Düsenöffnung (47) gewählt ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die obere öffnung (54)
des Ansaugrohres (51) in einem Abstand (B) unterhalb der Wasseroberfläche angeordnet ist, der
fünf bis sechsmal so groß wie der Durchmesser (d) der Düsenöffnung (47) ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des
Ansaugrohres (51) etwa dreißig bis vierzigmal so groß wie der Durchmesser (d)der Düsenöffnung (47)
gewählt ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des
Verbindungsrohres (41) etwa dreimal so groß wie der Durchmesser (d)der Düsenföffnung(47) gewählt
ist.
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