DE3434623C2

DE3434623C2 -

Info

Publication number: DE3434623C2
Application number: DE19843434623
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. Thomsen; Hans-Juergen Prof. Dr. Overbeck; Waldemar Prof. Dr. 2320 Ploen De Ohle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-09-21
Filing date: 1984-09-21
Publication date: 1988-08-11
Also published as: DE3434623A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung der Selbstreinigungskraft von Gewässern durch Versor gung des Tiefenwassers mit Sauerstoff nach dem Oberbe griff des Hauptanspruchs sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for support the self-cleaning power of water by utilities supply of deep water with oxygen to the Oberbe handle of the main claim and a device for Performing this procedure.

Die Verunreinigung der Gewässer und ihre Übersättigung mit Nährstoffen stellen bekanntlich ein schwerwiegendes ökologisches Problem dar, da sie die Selbstreinigungs kraft der Gewässer überfordern. Maßnahmen zur Begren zung von Schadstoffen in Abwässern und mehrstufige Kläranlagen, allein, können keine ausreichende Abhilfe schaffen, insbesondere, wenn ein Gewässer bereits eu troph, d.h. mit Nährstoffen überlastet, ist.Water pollution and oversaturation with nutrients is known to be a serious one ecological problem since it is self-cleaning overwhelmed by the water. Measures to limit extraction of pollutants in waste water and multi-stage Sewage treatment plants, alone, cannot provide adequate relief create, especially if a body of water is already eu troph, i.e. overloaded with nutrients.

Aus der DE-OS 23 50 467 ist bereits ein Verfahren be kannt, bei dem Oberflächenwasser durch ein Brunnenrohr mittels einer Pumpe in den Bereich des Tiefenwassers geführt wird, um eine Anreicherung des sauerstoffarmen Tiefenwassers mit sauerstoffreichem Oberflächenwasser zu bewirken.From DE-OS 23 50 467 a method is already knows the surface water through a well pipe by means of a pump in the area of the deep water is carried out to enrich the oxygen deficient Deep water with oxygen-rich surface water to effect.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei dem vorbekannten Verfahren die Gefahr besteht, daß das nach unten ge pumpte warme und damit spezifisch leichtere Oberflä chenwasser sich mit dem Tiefenwasser nicht ausreichend durchmischt und dann unter Durchbrechen der Temperatur trennschicht zwischen dem Oberflächenwasser und dem Tiefenwasser nach oben aufsteigt. Ein solcher Vorgang kann im besonderen bei großer Pumpleistung auftreten. Er ist ausgesprochen unerwünscht, weil einerseits die angestrebte Anreicherung des Tiefenwassers mit Sauer stoff unvollkommen bleibt, andererseits auch mitge führtes nährstoffreiches Tiefenwasser an der Wasser oberfläche unter Lichteinfluß zusätzlichen Algenwuchs hervorruft.However, it has been shown that in the known Procedure there is a risk that the ge down pumped warm and thus specifically lighter surfaces with the deep water mixed and then breaking the temperature separating layer between the surface water and the Deep water rises to the top. Such a process can occur especially with high pumping capacity. It is extremely undesirable because, on the one hand, the Desired enrichment of the deep water with acid fabric remains imperfect, but also included guided nutrient-rich deep water on the water surface under the influence of light additional algae growth evokes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Unterstüzung der Selbstreinigungskraft von Gewäs sern durch Versorgung des Tiefenwassers mit Sauerstoff gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens so wei terzubilden, daß die Sauerstoffversorgung des Tiefen wasserbereiches auch bei gegenüber dem Tiefenwasser sehr warmem Oberflächenwasser gewährleistet ist.The invention has for its object a method to support the self-cleaning power of water by supplying the deep water with oxygen according to the preamble of claim 1 and a Device for performing this method so white that the oxygenation of the deep water area also in relation to deep water very warm surface water is guaranteed.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn zeichnenden Teil des Hauptanspruchs genannten Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by the Characterizing part of the main claim solved.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 ist Gegenstand des Anspruchs 3.A device for performing the method according to Claim 1 is the subject of claim 3.

Besondere Ausführungsformen des Verfahrens bzw. der Vorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bzw. 4 bis 7 angegeben.Special embodiments of the method or Device are in claims 2 and 4 to 7 respectively specified.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß schon im Brunnen rohr eine Abkühlung des auszustoßenden Wassers erfolgt. Die Folge ist eine bessere Durchmischung des Tiefenwas sers mit Oberflächenwasser und damit eine bessere Sau erstoffanreicherung des Tiefenwassers.With the invention it is achieved that already in the well pipe, the water to be ejected is cooled. The result is a better mixing of the deep water sers with surface water and thus a better sow enrichment of the deep water.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Dabei zeigt:An embodiment of the invention is as follows explained using a drawing. It shows:

Abb. 1 eine schwimmfähige und am Gewässer grund verankerte Ausführung und Fig. 1 a buoyant version and anchored to the bottom of the water

Abb. 2 eine an einem Boot aufgehängte Ausfüh rung der Vorrichtung. Fig. 2 an execution of the device suspended from a boat.

In der Abb. 1 bedeuten 1 die Wasseroberfläche, 2 den Bereich des Oberflächenwassers, 3 die Temperaturgrenz schicht (Sprungschicht), 4 den Tiefenwasserbereich und 5 den Gewässergrund.In Fig. 1, 1 means the water surface, 2 the area of the surface water, 3 the temperature boundary layer (jump layer), 4 the deep water area and 5 the bottom of the water.

6 ist das Brunnenrohr. In seinem unteren Teil, der aufgeschnitten gezeichnet ist, befindet sich die Motor pumpe 7 (im vorliegenden Fall eine Propellerpumpe). 6 is the well pipe. In its lower part, which is shown cut open, there is the motor pump 7 (in the present case a propeller pump).

Wird die Motorpumpe 7 eingeschaltet, so saugt sie das Wasser aus dem oberen Teil des Brunnenrohres 6 an und fördert es in das Tiefenwasser 4 hinein.If the motor pump 7 is switched on, it sucks in the water from the upper part of the well pipe 6 and conveys it into the deep water 4 .

Der Propellerschutzring ragt aus einer Öffnung 8 der Rohrwandung heraus. Die Montageplatte 9 der Motorpumpe 7 ist schräggestellt, so daß der Wasserstrahl 10 schräg nach unten gerichtet ist. Da das ausgestoßene Wasser spezifisch leichter als das Tiefenwasser ist, geht der Strahl in eine Art ballistischer Kurve mit Tendenz nach oben über. Die Neigung der Montageplatte 9 ist ver stellbar.The propeller protection ring protrudes from an opening 8 in the tube wall. The mounting plate 9 of the motor pump 7 is inclined so that the water jet 10 is directed obliquely downwards. Since the water that is ejected is specifically lighter than the deep water, the jet turns into a kind of ballistic curve with a tendency upwards. The inclination of the mounting plate 9 is adjustable.

11 ist eine Öffnung zum Einlaß von Tiefenwasser und 12 ein Schieber, mit dem die Öffnung 11 zu einem mehr oder weniger großen Teil abgedeckt wird, wodurch man das Maß der Beimischung von Tiefenwasser bestimmt. 11 is an opening for the inlet of deep water and 12 a slide, with which the opening 11 is covered to a greater or lesser extent, thereby determining the degree of admixture of deep water.

Am oberen Ende des Brunnenrohres 6 ist ein Schwimmkör per 13, in concreto ein luftgefüllter Gummischlauch, angebracht, dessen Auftriebskraft ausreicht, um das Brunnenrohr 6 samt seinen Armaturen im Wasser aufstei gen zu lassen. Ein solches Aufsteigen wird aber durch seine Verankerung verhindert, die aus einer schweren, am Gewässergrund liegenden Ankerplatte 14 und drei am unteren Rohrende angreifenden Ankertauen 15, 16, 17 besteht.At the upper end of the well pipe 6 , a floating body is attached by 13 , in concreto an air-filled rubber hose, the buoyancy of which is sufficient to allow the well pipe 6 and its fittings to rise in the water. However, such an ascent is prevented by its anchoring, which consists of a heavy anchor plate 14 lying on the bottom of the water and three anchor ropes 15 , 16 , 17 acting on the lower end of the pipe.

Das Brunnenrohr 6 schwebt daher nach Art einer Anker taumine über dem Gewässergrund, und zwar bei geeigneter Länge der Ankertaue 15, 16, 17 in solcher Lage, daß sich sein oberes Ende im Oberflächenwasser 2, sein un teres Ende dagegen im Tiefenwasser 4 befindet. The well pipe 6 therefore floats in the manner of an anchor taumine over the bottom of the water, and with a suitable length of anchor ropes 15 , 16 , 17 in such a position that its upper end is in surface water 2 , its lower end, however, is in deep water 4 .

18 ist das Stromversorgungskabel für die Motorpumpe 7. 18 is the power supply cable for the motor pump 7 .

Um zu verhindern, daß störende Fremdkörper (Steine, Laub oder dergleichen) in das Brunnenrohr 6 hineinfal len, ist seine obere Öffnung mit einem Sieb 19 abge deckt.To prevent disturbing foreign bodies (stones, leaves or the like) len into the well pipe 6 , its upper opening is covered with a sieve 19 .

In der Abb. 2, in der die mit der Abb. 1 übereinstim menden Teile mit den gleichen Bezugszahlen versehen sind, ist das Brunnenrohr 6 mittels der Halterungen 20 und 21 an einem Boot 22 symmetrisch aufgehängt.In Fig. 2, in which the parts matching with Fig. 1 are provided with the same reference numerals, the well pipe 6 is suspended symmetrically by means of the brackets 20 and 21 on a boat 22 .

Falls, wie im dargestellten Fall, nur eine Auslaßöff nung 8 vorgesehen ist, würde das Brunnenrohr 6 infolge der Rückstoßkraft im Sinne des eingezeichneten Pfeiles schwenken und sich schräg stellen.If, as in the case shown, only one outlet opening 8 is provided, the well pipe 6 would pivot as a result of the recoil force in the direction of the arrow and be inclined.

Um dies zu verhindern, ist zwischen Boot 22 und Brun nenrohr 6 ein Halteseil 23 vorgesehen, das an einer Öse 24 des Brunnenrohres 6 angreift und an Bord des Bootes 22 arretiert werden kann.In order to prevent this, nenrohr provided between boat 22 and Brun 6 a tether 23 which engages an eyelet 24 of the well pipe 6 and can be locked on board the boat 22nd

Unterhalb des Brunnenrohrbodens sind zwei aufblasbare Gummischläuche 25 vorgesehen, und zwar zu folgendem Zweck:Two inflatable rubber tubes 25 are provided below the well tube bottom, for the following purpose:

Wenn ein anderer Einsatzort aufgesucht werden soll, werden diese Schläuche 25 mit Preßluft gefüllt, während gleichzeitig das Halteseil 23 entarretiert wird. Die luftgefüllten Schläuche 25 lassen das untere Ende des Brunnenrohres aufschwimmen, so daß das Rohr mehr oder weniger waagerecht im Wasser liegt. In dieser Lage ist sein Strömungswiderstand bei der Fahrt zum nächsten Einsatzort am geringsten. Außerdem ist es so am besten vor Beschädigung gesichert.If a different place of use is to be sought, these hoses 25 are filled with compressed air, while at the same time the tether 23 is unlocked. The air-filled hoses 25 float the lower end of the well pipe so that the pipe lies more or less horizontally in the water. In this position, its flow resistance is the lowest when driving to the next location. It is also the best way to protect it from damage.

Weitere, hier nicht weiter dargestellte zweckmäßige Einzelheiten können darin bestehen, daß das Austritts rohr in horizontaler Ebene schwenkbar ausgebildet ist, wobei die Schwenkbewegung durch Fernsteuerung oder durch Selbstumschaltung beim Erreichen der Endlagen erzielt wird. Eine weitere mögliche Ausführung besteht darin, daß die Auslaßöffnung im Boden des Brunnenrohres 6 vorgesehen wird und in einen drehbaren Topf mündet, der seinerseits nach Art des Segnerschen Wasserrades schräggestellte oder gekrümmte Auslaßrohre aufweist, so daß der Topf durch den Rückstoß des austretenden Was sers in Drehung versetzt wird.Further expedient details, not shown here, may consist in the fact that the outlet pipe is designed to be pivotable in the horizontal plane, the pivoting movement being achieved by remote control or by self-switching when the end positions are reached. Another possible embodiment is that the outlet opening is provided in the bottom of the well pipe 6 and opens into a rotatable pot, which in turn has inclined or curved outlet pipes in the manner of the Segner water wheel, so that the pot is rotated by the recoil of the escaping water is moved.

Diese Ausführungen sind geeignet, die gleichmäßige Ver teilung des ausgestoßenen Wassers zu begünstigen.These designs are suitable for the uniform Ver favor the division of the discharged water.

Damit die Anlage stets der jeweiligen ökologischen Si tuation entsprechend arbeitet, kann ein Schaltgerät vorgesehen werden, das die Pumpe in Abhängigkeit der maßgeblichen Meßwerte, insbesondere Temperatur und Sauerstoffgehalt des Misch- und des Umgebungswassers steuert. Diese Meßwerte, die von Meßfühlern ermittelt werden, wären einem Prozeßrechner zuzuführen, der die Meßwerte in Steuerdaten für das Schaltgerät umsetzt.So that the system always corresponds to the respective ecological Si tuation works accordingly, a switching device be provided that the pump depending on the relevant measured values, in particular temperature and Oxygen content of the mixed and ambient water controls. These measured values, determined by sensors would be fed to a process computer that the Measured values are converted into control data for the switching device.

Claims

1. A method to support the self-cleaning power of water by supplying the deep water with oxygen, oxygen-rich surface water is promoted within a well pipe into the deep water area and is ejected there in one or more jets into the deep water, characterized in that the surface water before An adjustable proportion of deep water is mixed with beige.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the surface water mixed with deep water sloping downwards into the deep water will come across.

3. Device for performing the method according to claim 1, with an open top well pipe, which extends between the area of the surface water and the area of deep water and in which an underwater motor pump is arranged, characterized in that the well pipe ( 6 ) is seen with a floor on which or at least in the vicinity of which the submersible motor pump ( 7 ) is attached and that the well pipe ( 6 ) at its lower end an adjustable in size opening ( 11 ) for the inlet of deep water and in Height of the motor pump ( 7 ) has an opening ( 8 ) for outlet of the surface water mixed with the deep water entering through the opening ( 11 ).

4. The device according to claim 3, characterized in that the outlet opening ( 8 ) is provided with an obliquely downwardly inclined outlet pipe.

5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the motor pump ( 7 ) is arranged facing down at an adjustable angle ver.

6. The device according to claim 4 or 5, characterized records that the outlet pipe in a horizontal plane is designed to be pivotable.

7. The device according to claim 3, characterized in that the outlet opening is in the bottom of the well pipe ( 6 ) and opens into a rotatable pot, which in turn has inclined or curved outlet pipes in the manner of the Segner water wheel.