DE2925084A1

DE2925084A1 - Verfahren zur sauerstoffbehandlung von verunreinigtem wasser, insbesondere von seen, teichen o.dgl.

Info

Publication number: DE2925084A1
Application number: DE19792925084
Authority: DE
Inventors: Rene Margerin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-06-27
Filing date: 1979-06-21
Publication date: 1980-01-10
Also published as: FR2429755A1

Description

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Rene MARGERIN - 4 - L 11-454

16, avenue de Verdun ^-3.6 5 U OH

F-593DD VALENCIENNES Sä/km

Verfahren zur Gauerstoffbehandlung von verunreinigtem Wasser, insbesondere von Seen, Teichen oder dergleichen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Wasser laut Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Solche Verfahren dienen dazu, Sauerstoff diesem Wasser zuzuführen, wenn die natürlichen Mechanismen der ProzFJsse zum Oxydieren von Wasser (durch Wasser und Licht) nicht mehr ausreichen.

Die Faktoren, die eine solche unzureichende Oxyriisrung verursachen, erfordern gemäß der Natur der Verschmutzungen, der Ausdehnung, d'?r Tiefe des zu behandelnden Bereichs die Anwendung verschiedener und sehr unterschiedlicher Oxydierungsverfahren gemäß der Tiefe des Mediums, dem 1imnologischen zu behandelnden Lager, je nachdem, ob das Wasser zur Ernährung bestimmt ist oder nicht, je nachdem, ob man die thermische oder chemische Schichtung beachten will, die sich einstellt, wenn der Bereich bzw. das Medium eine gewisse Tiefe aufweist.

Solche Verfahren sind bekannt (FR-PS 2 235 068 und FR-OS 2 331 519). Sie bestehen im allgemeinen darin, daß auf verschiedene Arten Luft oder Sauerstoff in denselben, zu behandelnden Bereich eingegeben wird, im allgemeinen durch Einblasen unter gewünschtem Druck direkt mittels verschiedener bekannter Systeme über ein in den selben Bereich ningetnuchtes Behältnis, wobei diestis von zwei Strömen (abwechselnd

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oder planmäßig) aus Sauerstoff und dem zu behandelnden Wasser durchströmt wird. Wenn man die Hypolimnion in der Tiefe behandeln will, wird durch diese bekannten Systeme also Luft oder Sauerstoff in diese Tiefe eingegeben, um die Umsetzung organischer Substanzen durch Aerobie aufrechtzuerhalten.

Wenn man das Epilimnion, beispielsweise im Fall der Eutrophisation behandeln will, kann man andere Systeme zum direkten Einblasen von Luft oder Sauerstoff in den Bereich des Epilimnium oder gleichermaßen bekannte Verfahren zum Oxydieren durch Einwirkung, Zerstäubung, Durchwirbeln (durcf· Systeme mit Turbinen etc.) anwenden.

Ferner ist noch ein automatisches Schiff mit einem dichten Bassin bekannt, das aber nicht unter Druck steht (FR-PS 1 098 554). Ferner weist dieses Schiff nachgiebige Ansaugleitungen und Austrittslsitungen, sowie Pumpen zum Ansaugen und Abgeben des Wassers auf.

Desweiteren ist ein Verfahren auf einem automatischen Schif-f bekannt(US-PS 3 755 142). Hierbei wird in einem kontinuierlichen Verfahren, jedoch ohne Steuerung, flüssiger Sauerstoff ohne Druck eingesetzt. Das Wiederfüllen des Bassins wird mittels Pumpen durchgeführt und das Ansaugen und Wiederabgeben von Wasser wird nicht in ausgewählten Tiefen durchgeführt.

Schließlich ist es noch bekannt, Wasser durch eine Pumpe anzusaugen und das unter Druck stehende Gas in die Flüssigkeit unter Druck nach der Ansaugpumpe einzugeben (FR-PS 2 368 99C) Plan kann das Gas über der Flüssigkeit hierbei wiedergewinnen, um es wieder in dieselbe Flüssigkeit zu injizieren, jedoch mit einem druck, der über dem atmosphärischem Druck liegt.

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Diese vorstehend genannten bekannten Verfahren weisen den Nachteil auf, daß sie große Mengen an Sauerstoff, Motorkraft verbrauchen und teuere Anlagen benötigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorstehend angegebenen Nachteil zu beseitigen, und das Problem auf völlig andere Art zu lösen, indem nicht versucht wird, das Wasser direkt in einen Bereich und einer Höhe zu behandeln, wo sich die Oxydierung einstellt, sondern daß das Wasser aus diesem Bereich in ausgewählter Höhe entnommen und durch einfache Art und Weise durch den hydrostatischen Druck in einen Behälter geleitet wird, wo es unter Druck behandelt wird.

Diese Aufgabe wird bei einem V/erfahren laut Oberbegriff des Anspruches 1 und einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrens- und des Vorrichtungs-Hauptanspruches gelöst.

Es ist anzumerken, daß das erfindungsgemäß unter einem Druck behandelte Wasser, der höher als der hydrostatische Druck an der Stelle ist, an welcher das Wasser entnommen worden ist.

Weitere wesentliche unterschiede ergeben sich durch die nachfolgenden Vorteile:

- Die beschleunigte Wirkung des Sauerstoffs durch den in dem Behälter aufrechterhaltenen Druck,

- Die mögliche Steuerung seiner Wirkung in Menge und Zeit, ebenso wie die mögliche Steuerung der Zusätze, die in leichter Art und Weise in dem Behälter möglicherweisn zugegeben werden können,

- Das einfache Vorstehen von Aufnahmeteilen zur Entnahme von Proben von Wasser und Gas vor oder während des Be-

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handelns,

- Steuerung und mögliche Regelung des Verdrängens des behandelten Wassers,

- Möglichkeit, die Schichtung der limnologischen Lager zu berücksichtigen oder sie zu durchwirbeln,

- Möglichkeit, eventuelle Entnahmebereiche für Trinkwasser zu berücksichtigen und dieses einer speziellen Behandlung zu unterziehen,

- Mobilität des Verfahrens, das einen schnellen Eingriff in kritische Bereiche zuläßt.

Es wird Wasser aus gewählter Tiefe entnommen, das durch einfachen hydrostatischen Druck in den Behälter 1 geleitet wird, der nach Schließen der Ventile, die den Zulauf steuern, dicht abgeschlossen ist. Dieses Reservoir, das ein an die Größe und die Tiefe des zu bearbeitenden Mediums angepaßtes Fassungsvermögen aufweist, ist unter einem schwimmenden Ponton angeordnet und bildet Teil desselben. Seine Eintauchtiefe, die gemäß dem Füllungsgrad veränderbar ist, ist durch das Eintauchen der Schwimmer 3 des Pontons begrenzt, wie aus den Fig. 1 und 2 nebst der Beschreibung ersichtlich ist.

Die Entnahme des Wassers wird unter Zwischenschaltung eines Ventils 4 und einer elastischen Rohrleitung 5 durchgeführt, die an ihrem Ende einen Saugkopf 1Θ aufweist, welcher auf dem gewählten Niveau mittels eines Schwimmers 6 gehalten wird. Diese Entnahmetiefe ist auf diese Weise unabhängig von der mehr oder weniger großen Eintauchtiefe des Reservoirs bzw. Behälters 1.

Während des Füllens unter hydrontatischem Druck wird die Luft in dem Behälter durch eine Rohrleitung 7, die ein Ventil B aufweist, verdrängt. Das Verdrängen findet an der

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Oberfläche des Wassers mittels eines Fluidejectorsystems 19 (Fig. 3) statt, das die Saugwirkung des Wassers durch eine Rohrleitung 9 und eine Zerstäubung bewirkt) durch dieses oder jegliches äquivalente System wird auf diese Weise verdrängte Luft zum Einführen in das Wasser des Epi limriiuns verwendet. Dieses System 19 wird auf der Wasseroberfläche mittels eines Schwimmers 10 gehalten. Um der verschiedenen Eintauchtiefe des Pontons (Unterschied zwischen den Fig. 1 und 2) Rechnung zu tragen, endet die Entlüftungsleitung 7 in einem flexiblen Teil 11. Das Füllen des Behälters 1 wird in einer Höhe aufgehalten, so daß sich ein Raum 12 ergibt, der zur Aufnahme eines als Funktion des Volumens des Behälters und des Verbrauchs von Sauerstoff bestimmtes Volumen an Sauerstoff geeignet ist, das man bestimmen und festlegen kann.

Das Auffüllen wird automatisch angehalten (siehe Fig. 2), sobald das Niveau die Öffnung 20 der in den inneren Teil des Behälters 1 hineinreichenden Rohrleitung 7 überschritten hat. Die Stellung dieser Öffnung kann gemäß dem ausgesuchten Volumen für den Raum 12 in der Höhe eingestellt werden.

Nach dem Füllen werden die Ventile 4 und θ zum Einlassen des Wassers und zum Entweichen der Luft geschlossen. Der Behälter 1 ist dann vollständig dicht und kann durch Zufuhr von Luft oder Sauerstoff unter Druck mit mehreren bar (gemäß dem gewünschten Druck) durch Öffnung des Ventils 13 unter Druck gesetzt werden. Das Einführen von Sauerstoff in das Wanner kann durch eine Rohrleitung 14 erfolgen, die im unteren Bereich des Behälters 1 in einer Blaseinrichtung 17 endet. Diese kann mit allen Einrichtungen (Gitter etc.) vorsehen sein, die die Verteilung und die Diffusion über die flüssige M a 3 sr begünstigen. Wir vors teilend nrw'ihnt, kann der Druck geregelt werden und bis zu einigen bar von der (nicht dargestellten) Quelle in Strömungsrichtung vor der Rohrleitung 14

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betragen, was die Auflösung einer Menge an Sauerstoff in dem Wasser gestattet, die merklich über der sich bei atmosphärischem Druck auflösenden Menge liegt. Dieser Druck beschleunigt in gleicher Weise den Stoffwechselprozess der organischen, in dem behandelten Wasser vorhandenen Produkte.

Nach dieser Druckbehandlung, die man mit Rücksicht auf den vorstehend dargelegten Nutzen zeitmäßig begrenzen kann, wird das Ventil 13 zur Zuführung von Sauerstoff geschlossen, wenn man das Verfahren an anderer Stelle wiederholen will. Dann wird der Ponton 2 an die gewünschte Stelle gebracht, wonach das Ventil 4 geöffnet wird, um zu behandelndes Wasser in einer ausgewählten Zone aus einer durch die Lage des Saugkopfes 18 bestimmten Höhe einströmen zu lassen. Ferner kann der Ponton an jede andere gewollte Stelle gebracht werden.

Das von einer Stelle minderen Druckes entnommene Wasser setzt augenblicklich Sauerstoff'frei, wobei die Geschwindigkeit, mit der das behandelte Wasser und der freigesetzte Sauerstoff sich in dem Wasserspiegel vermischen, dessen Oxydation mit einem besseren Wirkungsgrad sicherstellt.

Um eine ökonomische Ausbeute von Sauerstoff zu haben, wird der Druck durch Injektion von Luft durch einen (nicht dargestellten) Motokompressor auf dem Ponton 2 erhalten. Die komprimierte Luft wird durch die Rohrleitung 16 mit einem Ventil 15 eingeführt. Wenn das gesamte Wasser des Behälters herausgedrängt ist, ergibt sich die in Fig. 1 gezeigte Lage. Hierbei läßt man den Luftdruck einige Augenblicke fortbestehen, um eine Beseitigung des verbleibenden Sauerstoffs sicherzustellen, der sich mit der komprimierten Luft vermischt hat, wobei die Beseitigung nur die Oxydierung des Mediums vervollständigen kann.

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Nach der Beseitigung und nachdem das Ventil 15 geschlossen und das Ventil 8 zum Entweichen der Luft geöffnet worden ist, kann wieder ein neuer Zyklus beginnen; hierbei wird das Ventil 4 offengeleassen, um den Zutritt von Wasser zu gestatten. Dann ergibt sich ersichtlich die insgesamt in Fig. 1 dargestellte Lage.

Für die Sauerstoffquelle werden bekannte Einrichtungen verwendet [gebündelte oder in Verband geschaltete Flaschen oder am besten einen Behälter flüssigen Sauerstoffs mit einem Kälteverdampfer, der einen variablen Ausgangsdruck aufweist]. Diese Sauerstoffquellen werden durch den schwimmenden Ponton getragen, ebenso wie die Gruppe von Motorkompressoren, die Steuereinrichtungen für die verschiedenen Teile, die Festlegeeinrichtungen für die Schwimmer 6 und 10, die Steuerung der Ventile etc., die auf den Fig. 1 und 2 nicht dargestellt sind und deren Betätigung von der Plattform des Ponton aus durchgeführt werden.

Die Mannlöcher des Behälters 1, die Brücken und Zustiegsleitern sind nicht dargestellt.

Das Fassungsvermögen des Behälters 1 ist mit Bezug auf die Größe und Tiefe des zu behandelnden Wasserspiegels ausgelegt

Dieses Volumen ist festgelegt, wodurch sich ein Gesamtgewich ergibt (Ponton, Behälter 1, Schwimmer 3, verschiedene auf dem Ponton befindliche Einrichtungen).

Dieses Gesamtgewicht, das Fassungsvermögen des Behälters und das Fassungsvermögen aller Schwimmer 3 [vier Schwimmer 3 sind lediglich zu Kennzeichnungszwecken angegeben) haben relativ leicht zu bestimmende Werte, um mit Bezug auf den Wasserspiegel

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Rene MARGERIN - 11 - L 11.454

a) die Gesamtstellung gemäß Fig. 1 mit dem leeren Behälter der bis zu halber Tiefe eingetaucht ist,

b) die Gesamtstellung gemäß Fig. 2 mit dem vollen und gänzlich eingetauchten Behälter 1 und den teilweise eingetauchten Schwimmern 3 zu erhalten, die die Schwimmfähigkeit garantieren.

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Leerseite

Claims

Rene MARGERIfJ - Jf- L 11.454

IG, avenue de Verdun Sä/km

F-59300 VALEiJCJEfJMES

Verfahren zur Sauerstoffbehandlung von verunreinigtem Wasser, insbesondere von Seen, Teichen oder dergleichen

PATE f J TA M SPRÜCHE

1. Verfahren zur Sauerstoffbehandlung von verunreinigtem Wasser, insbesondere von Seen, Teichen oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daB Wasser von einer Stelle zum Einbringen in ein geschlossenes Behältnis entnommen wird, welches dort eingetaucht wird, wo es unter Druck mit einem oxydierenden Gas mit einem Übermaß an gelöstem Sauerstoff (Henry'sches Gesetz) behandelt wird, daß man es.an derselben oder einer anderen Stelle des Sees oder Teiches, letzteres nach Verbringen der gesamten Anordnung wieder abgibt, wobei das Verdrängen des behandelten Wassers aus dem Behältnis durch Einführen von Druckluft durchgeführt wird, die danach im Moment des erneuten Füllens des Behältnisses zur Behandlung von Wasser im Bereich oder der Umgebung der Vorrichtung in einer zweiten Einrichtung verwendet wird, die mit freier Luft arbeitet.

2. Vorrichtung zur Durchführung das Verfahrens gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen geschlossenen Behälter, der in seinem unteren Bereich einen kommunizierend mit dem Wasser des Sees oder Teichs

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ORIGINAL INSPECTED

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verbundene Leitung und ^. in Arisaug- und Verdrängungssys torn für das Wasser sowie ein Druck injektionssystem für ein αxydierendes Gas oder Sauerstoff in Form einer Verteilungseinrichtung und irn oberen Bereich in einer Kuppel eine Liif tungs lsi tung -Für das in dem Behälter enthaltene Gas von der Füllunp· desselben und eine Leitung zum Abführen der durch d-as Wasser verdrängten Luft aufweist, durch eine Sauerstoff quelle,

durch ein Verbindungsrohrleitungsnetz mit den Betriebsyentilen und deren Steuereinrichtungen, durch eine Druckluftquelle, wie ein Kompressor, durch eine Reihe von Antriebs- und Betriebseinrichtungen der Schwimmeinrichtung,

durch eine Evakuierungsleitung für das Gas, die in der Kuppel berinnt und mit einem nachgiebigen Rohrleitungsnetz mit einer schwimmenden Ejektoreinrichtung verbunden ist, die Wasser aus einer bestimmten Tiefe unter ihr ansaugt und dieses mit dem evakuierten Gas, angereichert mit Sauerstoff zerstäubt, wobei die Ejektoreinrinhtung auf dem Prinzip des Wassertrommelgebläses bzw. der Wasserstrahlpumpe basiert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem unteren Bereich des Behälters kommunizierend mit dem Äußeren verbundene Leitung flexibel bzw. gelenkig und beweglich ausgebildet ist und in einem Saugkorb endet, der in gewünschter Tiefe angeordnet und an einem Schwimmer angehängt werden kann.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,dadurch gekennzeichnet, daß die SauerstoFfquelIe als beweglicher Behälter ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u rc h g ε k e η η -

ORIGINAL INSPECTED

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Rrhr HARGERIN - 3 - L 11.454

zeichnet, daß der bewegliche Behälter flüssigen Sauerstoff enthält und von einem Kälteverdampfer gefolgt int.

G. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, d a d u roh gekennzeichnet , daß die Leitung zum Verdrängen von Wasser aus dem Behälter an einen Luftkompressor angeschlossen ist, der auf der schwimmenden Vorrichtung angeordnet und mit dem oberen Bereich der Kuppel des Behälters verbunden ist sowie dort mündet.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis B, g e k e nnzeichnst durch die Anbringung von Aufnahmeteilen, die das Eingeben von Zusätzen und die Entnahme von Wasser und Gas zulassen.

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ORIGINAL INSPECTED