DE2355463A1

DE2355463A1 - Gewaesserbelueftungseinrichtung

Info

Publication number: DE2355463A1
Application number: DE19732355463
Authority: DE
Inventors: Hans-Guenter Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-11-07
Filing date: 1973-11-07
Publication date: 1975-05-15

Description

Hans Günter Schmidt 48 Bielefeld, den 2.11,73

Ing. grad. "«ertherstr. 62 a Z 3 O O 4 O

Techn. Phys. Produktentw. Tel. (o52i) 7 42 22

Gewässerbelüftungseinrichtung

Die Erfindung, betrifft eine Belüftungseinrichtung für Brack- oder Abwasser beliebiger Tiefe mit gleichzeitiger Filterungs- und Entkeimungseinrichtung. . . .

Der Zweck gebräuchlicher Gewässerbelüftungseinrichtungen besteht darin, sauerstoffarme Ab- und Brackwassermassen mit Sauerstoff anzureichern, um entweder Verunreinigungen direkt zu oxydieren bzw. die Voraussetzung für die Lebensmöglichkeit von Mikroorganismen zu schaffen, die dann aerobe Klärvorgänge einleiten. Dabei kommt es nicht nur darauf an, den genannten Zweck optimal zu erfüllen, sondern die Einrichtung •so einfach und preiswert zu gestalten, daß sie an jedem verschmutzten Gewässer problemlos eingesetzt werden kann.

Es ist bekannt, Berieselungsbelüf ter_ einzusetzen, um aerobe Klärvorgänge durchzuführen, wie es z.B. in jeder Kläranlage geschieht- oder Druckluft in fein oder feinstverteilter Form durch das zu belüftende Gewässer zu leiten. Es ist ebenfalls bekannt, Wasser als Fontänen in die Luft zu schicken, wo es in fein verteilter Form Sauerstoff aufnimmt und neben dem Belüftungseffekt noch optische Merkmale erfüllt; weiterhin werden kreisel- oder turbinenradähnliche Elemente benutzt, um die Gewässeroberfläche durch Turbulenz zu vergrößern und mit dem Luftsauerstoff in Kontakt zu bringen. Dabei werden zum Teil Saugrohre benutzt, die einige Meter tief ins Wasser reichen können und gleichzeitig mit Druckluft beschickt werden.

Unabhängig von ihrer zufriedenstellenden Wirkungsweise ist allen Verfahren gemeinsam, daß Aufwand und Betriebskosten so groß sind, daß Firmen, landwirtschaftliche Unternehmen, Kommunen usw. den Einsatz von Belüftungseinrichtungen nur dort erwägen, wo es nicht mehr anders geht.

So erfordern Berieselungsbelüfter bei geringem Wasserdurchsatz mehrere hundert Kubikmeter Lavaschlacke o.a., die in Betonbecken angeordnet wird und zusätzliche Pumpsysteme. Oberflächen-.

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kreisel benötigen Getrieben<otorer und hohe ^ntrgxekosten xra Betrieb bei erreichbaren Leistungen von 1kg aufgenommenen Sauerstoff pro aufgewendeter kwh. Druckluftbeliifter schließlich sind nicht nur auf der Investitionsseite unwirtschaftlich, sondern erst recht im Dauerbetrieb, bedingt durch die Verdichterwirkungsgrade und Instandhaltungs- und Wartungskosten. Keines der aufgeführten Systeme kann wirtschaftlich Gewässer größerer Tiefe belüften.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine effektvolle Gewässerbelüftung bei geringst möglichen Investitions- und Betriebskosten zu verwirklichen, die universell einsetzbar ist bei tiefen und flachen Gewässern, mobil oder stationär angeordnet werden kann, zusätzlich Filter oder Entkeimungseinrichtungen enthalten kann und darüber hinaus Wirkungsgrade erreicht, die Pumpen oder Verdichter nicht erzielen können..

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf einer in ausreichender Größe hergestellten schwimmenden oder auf Stützen stehenden Plattform mit zentrischer Öffnung ein Kreiselelement derart angeordnet ist, daß es einerseits von einem geeigneten Antrieb direkt oder indirekt in Drehung versetzt werden kann, andererseits mit einem Ende durch die in der Plattform zentrisch angeordneten Öffnung mit definierter Tiefe in das zu belüftende Wasser taucht.

Durch die Rotation entsteht ein Parabolloid, der das Wasser an der Kreiselwand aufsteigen läßt und von dessen Kante mit der entsprechenden Umfangsgeschwindigkeit abschleudert. Je nach der gewählten Geschwindigkeit entsteht ein feiner Regen oder gar ein Aerosol, das mit seiner großen Oberfläche eine seiner Temperatur entsprechenden Sättigung der Flüssigkeit mit Sauerstoff bzw. Luft erreicht.

Bei Aufprall auf die Gewässeroberfläche vergrößert die zerteilte und gesättigte Wassermasse dieselbe um beträchtliche V/erte, wodurch diese ebenfalls mehr Luftsauerstoff absorbieren kann. Gleichzeitig entsteht eine Bewegungskomponente vom Belüftungsgerät fort mit dem Effekt, daß eine Zone kontinuierlichen Wasseraustausches entsteht. Die Wirktiefe des Gerätes ist abhängig von dem verwendeten, ■ fest mit der Plattform oder dem Schwimmkörper verbundenem Saug- oder Steigerohr, durch

das das weggeschleudert« li-aeser nr.ch dem Prinzip kommunizierender Röhren nachfließt, was bei nahezu laminarer Strömung geschieht und ein Grund für den sehr guten mechanischen Wirkungsgrad ist. Die Stelle, an der der Kreisel und das feststehende Rohr ineinandergreifen, ist Lager und Dichtung zugleich, indem eine Labyrinthdichtung und eine nach der hydrodynamischen Schmiertheorie ausgebildete Zone aufeinanderfolgen, wobei Kreisel und Saugrohr einander nicht berühren.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist die gleichzeitige Verwendung eines Sand- oder Kiesfilters am unteren Ende des Saugrohres, der derart ausgebildet ist, daß bereits wenige Zentimeter Wassersäule ausreichen, den Differenzdruck zu überwinden und die mögliche Anordnung eines UV-Lichtstrahlers im Saugrohr, der überwiegend jene Mikroorganismen zerstört, die anaerobe Prozesse einleiten.

Die erzielbaren Vorteile mit diesem Gerät liegen insbesondere in seinen niedrigen Herstellungskosten, in seiner sicheren Betriebsweise und - durch seinen guten Wirkungsgrad bedingt - niedrigen Arbeitskosten bei einer den kommerziellen Geräten mindestens gleichwertigen Effektivität. Dadurch werden Anwendungsgebiete erschlossen, die von der Belüftung von Fischzuchtgewässern, Parkteichanlagen, Bächen Flußläufen, ja sogar von Seen reichen, um dadurch den aeroben Reinigungsprozess zu unterstützen oder umgekippte Gewässer wieder nutzbar zu machen. Die Geräte können leicht angebracht und wieder entfert werden, um zum nächsten Einsatzort zu gelangen - dazu bedarf es lediglich ι die Verankerung aufzuwickeln und das Gerät zu verladen.

Im folgenden ist eine schwimmende Ausführung des Gerätes beschrieben und es zeigen:

Fig. 1 ein Gerät im Schnitt

Fig. 2 ein Kreiselelement mit Saugrohranschluß

Wird das Kreiselelement 1 durch den Motor k in Bewegung gesetzt, bilden die sich ebenfalls mitdrehenden Wassermassen den Rotationsparabolloiden 1a. Das Wasser fließt infolge der Fliehkraft bis zur Kante Ib des Kreiselelementes 1 und löst sich dort ab, um tangential als feiner Eegen oder Aerosol 1c durch die Luft geschleudert zu werden. Die gezeigten Pfeilrichtungen geben den Verlauf der entstehenden Wasser-

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strömung an. Der Schwimmkörper 2 kann z.B, durch ein ausgeschäumtes Hohlteil oder aus einzelnen Elementen gebildet werden. Die Streben J>b fixieren dabei die Lage des Saugrohres J>. Bedingt durch den tief liegenden Schwerpunkt kann das Gerät auch bei starkem Wellengang nicht kentern. Der trichterförmige Wassereintritt 3c kann frei im Wasser verweilen oder bei telesköpförmiger Ausführung des Saugrohres 3 in ein z.B. Kiesbettfilter führen. Oberhalb des Schwimmkörpers 2 tragen die Verstrebungen 4b den Antrieb k, der eine spritzwasserdichte Ausführung sein kann oder in einem entsprechenden Gehäuse untergebracht wird. Besteht der Antrieb aus einem Elektromotor, wird ein Kabel ^c bis zum Anschlußkasten ans Ufer geführt. Die im Dreieck angeordneten Ankertaue 5 haben an ihren Enden Betonklötze 5&, die die Lage des Gerätes festlegen.

Die Fig. 2 zeigt das Kreiselelement 1 mit der Antriebswelle 1e, den Verbindungsstücken 1d, dem Lagerteil 1f und der Labyrinthdichtung 1g. Das Saugrohr 3 führt die Wassermassen bis in den Kreisel 1, wo sie an der Kante 1b abgeschleudert werden. Die günstigste Form des Kreisels 1 dürfte der skizzierten Ausbildung ähnlich sein, weitere Ausführungen können zylindrisch, konisch, mit einem separaten Schleuderrand 1a usw. sein. ' ~

Wie man sieht, wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Gewässerbelüftungseinrichtung ein Gerät geschaffen, das einfach und kostensparend aufgebaut und bei leichter Handhabung in der Lage ist, die an ein derartiges Gerät gestellten Forderungen zu erfüllen.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale", insbesondere die offenbarte konstruktive und technische Gestaltung werden, soweit sie gegenüber dem Stand der Technik einzeln oder in Kombination neu sind, als erfindungswesentlich beansprucht.

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Claims

Patentansprüche

1. Gewässerbelüftungseinrichtung dadurch gekennzeichne daß ein motorisch angetriebener Kreisel, dessen innere Oberfläche dem Linienzug einer quadratischen Funktion folgt, mit seinem unteren Ende ins Wasser taucht und dieses unter Bildung eines Rotationsparabolloiden an seinen Wandungen aufsteigen läßt, um es oberhalb der Wasserlinie als Sprühwasser oder Aerosol abzuschleudern, auf einer aus einem ausgeschäumten Hohlkörper bestehenden Plattform mit zentrischer Aussparung derart angeordnet ist, daß der untere Kreiselteil an ein Saugrohr, das an der Plattform fest installiert ist, anschließt, um das zu belüftende Wasser aus jeder beliebigen Tiefe holen zu können.

2. Gewässerbelüftungseinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisel ein zylindrisch oder konisch geformtes Gebilde mit einer Abströmkante ist.

3· Gewässerbelüftungseinrichtung nach Anspruch 1-2 dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite des Kreisels Maßnahmen zur Wasserführung wie z.B. Rillen oder Leitprofile erhält.

4. Gewässerbelüftungseinrichtung nach Anspruch 1-3 dadurch ge-, kennzeichne t, daß der Schwimmkörper durch eine Vielzahl kleinerer schwimmfähiger Elemente wie z.B. Stäbe oder Kugeln gebildet wird, die von einem korbähnlichen Element gehalten werden,

5· Gewässerbelüftungseinrichtung nach Anspruch Λ-k dadurch gekennzeichnet, daß das Saugrohr teleskopartig angeordnet und ausgefahren werden kann.

6. Gewässerbelüftungseinrichtung nach Anspruch 1-5 dadurch g e ke nn zei c hn e t, daß am Fuß des Saugrohres eine Filteranlage -z.B-4 ein Kiesbettfilter- angeordnet ist.

7. Gewässerbelüftungseinrichtung nach Anspruch 1-6 dadurch gekennzeichnet, daß im Saugrohr eine UV-Strahleinrichtung angeordnet ist.

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