DE4014088A1 - Verfahren zur einsaettigung von luft oder gasen in wasser - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Einsättigung von Luft oder Gasen in Wasser, wobei die entstehenden Druck- und Entspannungs­ ströme für die Aufgabenstellungen, Beschickung und Energieeintrag für Flotationsprozesse, Belüftung oder Begasung von Wasservorlagen, Belüftung oder Begasung von stehenden Gewässern, bei gleichzeitiger Entstehung und Verwendung von Wasserdrücken zur Entnahme für hydraulische Steuerungsaufgaben und Unterdruckerzeugung zur Einsaugung von atmosphärisch zugeleiteter Luft oder Gasen, beziehungsweise der durch die Druckentspannung entstehenden Energie zur feinen Eindispergierung von Luft oder Gasen in einen Wasserstrom zurück zur Pumpenansaugung und somit zur Einsättigung derselben in einer Druckstrecke, verwendet werden.

Belüftungsprozesse mittels Einsättigung von Luft oder Gasen in Wasser bei Fließdruck und anschließender Entspannung des Druckstromes werden zum Flockenaus­ trag mittels Luftbläschenanlagerung bei Flotations­ prozessen, zur Belüftung von Rohwasserströmen zur Vermeidung anaerober Vorgänge im Wasser und zur Trinkwasserbelüftung verwendet.

Es ist bekannt, daß Druckbelüftungsverfahren für Wasser mittels Einsatz eines Druckkessels und diesem per Kompression zugeführter Luft oder Gas der Druckkesselüberwachungspflicht unterliegen und solche Verfahrensschaltungen aufwendig und groß bauen. Andere Druckbelüftungsverfahren siehe Patent Nr. D 34 12 217 haben den Nachteil, daß der gesamte zu behandelnde Wasserstrom unter Druck gebracht und belüftet werden muß, wobei ein hoher elektrischer Energiebedarf entsteht.

Ein anderes Belüftungsverfahren, beschrieben unter Europapatent Nr. 00 25 813 arbeitet mit einer saug­ seitig vor einer Kreiselpumpe angeordneten Wasser­ strahlpumpe, welche Luft durch Unterdruck empfängt und einer der Kreiselpumpe nachgeordneten Wasserstrahl­ pumpe, die Druckhaltung, Druckentspannung sowie Energieeintrag in das durch Unterdruck empfangene Rohwasser, bewirkt.

Dabei muß die durch Unterdruck empfangene Luft so genau an die theoretische Luftmitförderrate der Kreiselpumpe angepasst werden, sodaß die Kreiselpumpe zum Einen nie soviel Luft empfängt, daß diese in der Leistung und im Druck abfällt, zum Anderen auch nie soviel Luft erhält, daß diese in der, der Kreiselpumpe nachgeordneten Drucklösestrecke nicht vollständig in das Wasser eingelöst werden kann und somit große Blasen die nachgeschaltete Wasserstrahlpumpe passieren und den anschließenden Flotati­ onsprozeß stören.

Zudem besitzt dieses Verfahren keine Blasenabscheidung und auch nicht die Möglichkeit den erzeugten Druckstrom für zusätzliche Anwendungen wie hydraulische Steuerungen oder zusätzliche Belüftungsaufgaben zu benutzen.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.

Die Erfindung wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe ein Belüftungs- und Druckkonzept zu schaffen, welches die Regelung der einzusättigenden Luft oder des Gases in den Belüftungsdruckstrom ver­ einfacht, zuviel eingesaugte oder eingerachte Luft­ oder Gasanteile automatisch abscheidet, den Druckstrom dazu verwendet, die der Kreiselpumpe zufließende Wasser- Luftmischung aus der Druckentspannung fein zu dispergieren, sodaß der Einsättigungsprozeß bereits in dea Pumpenstufen beginnt, sowie den Lufteinsättigungsprozeß durch gleich­ zeitig der Pumpe zufliessende Mikroblasen aus der Ent­ spannung des luftgesättigten Wasserstromes zu verbessern, sodaß der Lufteinsättigungsgrad nahezu 100% der theoretischen Lufteinsättigungswerte von Luft in Wasser gemäß der Regeln von Henry & Dalton erreicht wird.

Desweiteren wird bei einer gattungsmäßigen Verfahrens­ anornung erreicht, daß durch gezielte Druckentspannung zurück in eine Entspannungskammer, der Wasserdruck in der Luftlösestrecke so verändert werden kann, daß ver­ schieden große Mikrobläschen aus der Entspannung entstehen, und somit verschiedene Aufgabenstellungen z. B. für Flotationsvorgänge gelöst werden können.

Als Nebenprodukt der Schaltung wie in Figur B gezeigt, kann eine Belüftung des ablaufenden Wasserstromes erreicht und somit eine oxidierende Nachwirkzeit stattfinden. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen A und B dargestellt und werden nachstehend näher beschrieben.

Wie in der Zeichnung A dargestellt, wird aus einem Vorlauf­ behälter 1, durch welchen Wasser läuft, ein Anteil dieses Wassers durch eine Zulauföffnung 2, angeordnet am unteren Ende, einer im Vorlaufbehälter 1 angeordneten, nach oben geschossenen Entspannungskammer 3, mit Entlüftungsanschluß 9 von einer Kreiselpumpe 4, angesaugt und in einer Druckstrecke 5, die über einen Druckstutzen mit Druckentspannung 6, welche aufgrund der Druckentspannung Luft einsaugt oder empfängt, und der Pumpenansaugung fein dispergiert zufördert, mit Luft gesättigt, während ein weiterer Druckstutzen mit Druckentspannung 7, druckentspanntes, mit Luft gesättigtes Wasser an Flotationsvorgänge, Belüftungsbehälter oder Be­ lüftungsteiche abgibt, sowie ein weiterer Druckstutzen mit Druckentspannung 8, druckentspanntes, luftgesättigtes Wasser in die Entspannungskammer 3 zurückfördert, aus welcher Überschußluft über den Entlüftungsanschluß 9 entweicht und das Wasser von der Kreiselpumpe 4 wieder angesaugt wird.

Wie in der Zeichnung B dargestellt, wird durch Öffnung der Entspannungskammer 3 nach oben und Verbindung mit der Ablauföffnung 10, eine Umleitung des gesamten Wasserstromes vom Vorlaufbehälter 1 durch die Zulauf­ öffnung 2 in die Entspannungskammer 3 und zum Ablauf 10 erreicht, wobei der Entlüftungsanschluß 9 entfallen kann.

Claims (6)

1. Verfahren zur Einsättigung von Luft oder Gasen in Wasser, erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß Wasser einen Vorlaufbehälter durchströmt, in welchen eine nach oben mit einem Entlüftungsanschluß 9 versehene Entspannungskammer 3, eingefügt ist, deren am unteren Ende angeordnete Zulauföffnung 2, einen Anteil des durch den Vorlaufbehälter i strömenden Wassers empfängt, welches von einer Kreiselpumpe 4 aus der Entspannungskammer 3, angesaugt wird, dann eine der Kreiselpumpe 4, nachgeordnete Druckstrecke 5 durchströmt, welche in ihrem Verlauf Druckstutzen be­ sitzt, von welchen ein Druckstutzen eine Druckentspan­ nung, ausgeführt als Düse 6, Wasserstrahlpumpe 6, oder Ventil 6, welche Luft oder Gas empfangen, um diese Luft oder das Gas, aufgrund der Druckentspannung fein dispergiert mit dem Wasserstrom der Pumpenansaugung zuzufördern, ein Druckstutzen eine Druckentspannung, ausgeführt als Düse 7, Wasserstrahlpumpe 7, oder Ventil 7, zugeordnet ist, um druckentspanntes luft- oder gasgesättigtes Wasser, einer Wasservorlage, aus­ geführt als Flotationsgefäß, Belüftungsbehälter oder Belüftungsteich, zuzufördern, sowie ein Druckstutzen, eine Druckentspannung, ausgeführt als Ventil 8, Loch­ blende 8, oder einstellbare Druckhaltevorrichtung 8, zugeordnet ist, um druckentspanntes, luft- oder gas­ gesättigtes Wasser, der im Vorlaufbehälter i einge­ bauten Entspannungskammer 3, wieder zuzuführen.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß unter Beibehaltung der Schaltreihenfolge, die im Vorlaufbehälter 1 eingebaute Entspannungskammer 3, an Ihrem oberen Ende statt mit einem Entlüftungs­ anschluß 9, mit einer dem Ablauf 10 zugeordneten Öffnung versehen ist, sodaß aufgrund der aufwärts­ gerichteten Strömung, der gesamte Wasserstrom, der die Entspannungskammer durchfließt, mit aus der Druckentspannung 8 entstehenden dipergierten Luft­ oder Gasanteilen, belüftet oder begast wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Wasser und dispergierte Luft oder Gas empfang­ ende Kreiselpumpe 4, als Eintauchpumpe oder Unter­ wasserpumpe in die Entspannungskammer 3 eingebaut ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß statt einer Kreiselpumpe 4 eine andere für Gas­ oder Luftmitführung geeignete Druckpumpe eingesetzt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Druckstrecke 5 zusätzliche Druckstutzen für andere Belüftungs-, Begasungs- oder hydraulische Antriebs­ aufgaben , zugeordnet sind.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Entspannungskammer 3 außerhalb des Vorlauf­ behälters 1 angeordnet ist und mit dem Vorlaufbehälter durch Rohrleitungen oder Öffnungen verbunden ist.