DE4214318C1 - Vorrichtung zum Abschäumen von im wesentlichen organischen, im Süßwasser oder Seewasser enthaltenen Bestandteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abschäumen von im wesentlichen organischen, im Süßwasser oder Seewasser (Salzwasser) enthaltenen Bestandteilen, bestehend aus einem rohrförmigen, ggf. bodenseitig geschlossenen, mündungsseitig offenen, lotrecht angeordneten Behälter mit einem Wasserzulauf, einem Wasserüberlauf, einer Luftzufuhrvorrichtung, die vorzugsweise nahe des unteren, der Mündung abgewandten Endes des Behälters in diesen einmündet, einem an die Mündung, insbesondere achsparallel zum Behälter, angeschlossenen Steigrohr, dessen untere Mündung dicht oberhalb des Füllpegels des Behälters oder in Höhe des Füllpegels angeordnet ist und dessen obere Mündung freiliegt, sowie ggf. einem das Steigrohr umgebenden, topfartigen Auffangbehälter, dessen Boden vom Steigrohr abgedichtet durchsetzt ist, wobei der lichte Querschnitt des Steigrohrs der mittels der Luftzufuhrvorrichtung in den Behälter eingeführten Luftmenge angepaßt ist.

Vornehmlich in der Seewasseraquaristik sind derartige Vorrichtungen bekannt. Eine bekannte derartige Vorrichtung besteht aus einem kompletten Aggregat, welches in ein Seewasseraquarium eingesetzt werden kann.

Dieses Aggregat umfaßt ein Bodenteil mit einer Fördereinrichtung, mittels derer Wasser aus dem Seewasseraquarium abgezogen werden kann. An den Wasseransaugstutzen dieses Pumpenaggregates kann eine Belüftungsleitung angeschlossen werden, so daß über die Belüftungsleitung, die zur Umgebungsluft hin offen ist, Umgebungsluft mit eingesaugt werden kann, die ggf. über eine Luftmischungseinrichtung gemäß DE-PS 35 42 811 in feiner Verteilung dem Wasserstrom beigemengt wird.

Der Ablaufstutzen dieses Pumpaggregates mündet in einen Behälter, der an dem Bodenteil befestigt ist. In Bodennähe dieses Behälters weist dieser eine Abgangsöffnung auf, die über ein Wehr, welches nahe unterhalb der Mündung des Behälters angeordnet ist, mit dem Aquarium in Verbindung steht, so daß das geförderte Wasser über das Wehr ablaufen und in das Aquarium zurückfließen kann. Vor die Mündung des Behälters ist ein Steigrohr angesetzt, welches von einem Auffangbehälter umgeben ist. Die Mündung des Steigrohres liegt etwa in der Niveauhöhe des Wasserspiegels innerhalb des Behälters. Die einzige Abgangsöffnung für die im Behälter im eingesaugten Wasser befindliche Luft ist durch das Steigrohr gebildet, welches den Boden des dicht auf die Behältermündung aufgesetzten Auffangbehälters durchsetzt oder an eine entsprechende Lochung des Bodens dicht angefügt ist.

Bei Inbetriebnahme der Vorrichtung wird Wasser aus dem Aquarium abgesaugt und mit Luft vermengt und in den Behälter eingeführt, wobei die fein verteilte Luft in Form von Bläschen aufsteigt. An diesen Bläschen lagern sich organische Bestandteile des Wassers an, die somit mit den Bläschen im Behälter aufsteigen und zwar bis zur behälterseitigen Mündung des Steigrohres. Diese Bläschen steigen dann in dem Steigrohr auf, wobei die Länge des Steigrohres so bemessen ist, daß der aufsteigende Schaum in gewisser Weise getrocknet wird, daß überschüssiges Wasser also zurücklaufen kann. Die Bläschen zerplatzen an der obenliegenden Mündung des Steigrohres oder treten aus dieser Mündung aus, so daß die mit den Bläschen nach oben geförderten organischen Bestandteile außerhalb des Steigrohres abgelagert und vom Auffangbehälter aufgefangen werden können.

Diese bekannte Vorrichtung ist zwar funktionstüchtig, jedoch besteht ein Bedarf, den Reinigungsvorgang zu beschleunigen, also die Entfernung der organischen Bestandteile aus dem Wasser möglichst schnell durchführen zu können. Es ist dazu nicht möglich, die Pumpenleistung zu steigern, da dann eine zu große Wassermenge gefördert würde und das Wasser mit durch das Steigrohr austreten könnte, wobei zudem eine Beeinträchtigung der Blasenbildung und damit der Entfernung der organischen Bestandteile zu erwarten wäre.

Eine prinzipiell ähnliche Vorrichtung ist aus der US 48 34 872-A bekannt.

Der Einsatz derartiger Vorrichtungen bei Süßwasser- Einrichtungen (Aquarien, Teichen oder dergleichen) ist bisher nicht möglich, da aufgrund der gegenüber Seewasser unterschiedlichen Oberflächenspannung des Süßwassers eine Blasenbildung und ein Aufsteigen der Blasen in einem solchen Steigrohr nicht möglich ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gattungsgemäßer Art zu schaffen, bei der der Betrieb in Seewasseranlagen (Salzwasser) der Abschäumvorgang beschleunigt wird und auch das Abschäumen von organischen Bestandteilen aus Süßwasser ermöglicht ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 (Kennzeichenteil) angegeben.

Grundsätzlich ist die Erfindung nicht auf den Einsatz bei Aquarien beschränkt, sondern die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auch bei Teichanlagen oder anderen Großwasseranlagen sinnvoll einsetzbar. Es ist auch nicht erforderlich, daß die Vorrichtung unmittelbar in das zu reinigende Wasser eingesesetzt wird, sondern das Wasser kann auch über Schlauchleitungen von dem zu reinigenden Behältnis oder dergleichen abgesaugt und in gleicher Weise wieder zurückgeführt werden.

Auch die Anordnung eines Auffangbehälters für die mit den Luftblasen abgeführten organischen Bestandteile ist kein unbedingtes Erfordernis, da dann, wenn beispielsweise eine Aufstellung der Vorrichtung neben einer zu reinigenden Einrichtung (Aquarium oder Teich) erfolgt, die Schmutzbestandteile einfach abtropfen können, ohne daß sie in das gereinigte oder zu reinigende Wasser zurückgelangen.

Die grundsätzliche Lehre der Erfindung zielt dahin, bei einem relativ großen Durchsatz von mit Luft gemischtem Wasser eine schnelle Abschäumung in der Weise zu erzielen, daß kleine Steigrohrquerschnitte in hoher Anzahl zur Verfügung gestellt werden, so daß eine Vielzahl von Luftbläschen mit angelagerten organischen Bestandteilen in kurzer Zeit abgefördert werden können.

Dabei ist der freie Querschnitt der rohrähnlichen Steigrohrelemente so zu bemessen, daß dieser nicht zu groß gewählt ist, so daß auch im Süßwasser gebildete Luftblasen noch aufsteigen können und nicht schon vorher innerhalb der Steigrohrquerschnitte zerplatzen, wobei der Querschnitt andererseits nicht zu klein gewählt werden darf, um eine Kapillarwirkung zu vermeiden.

Bei einer Kapillarwirkung würde ein unerwünschter Wassertransport durch die Steigrohre oder steigrohrähnlichen Elemente erfolgen, was unerwünscht ist.

Die Länge der Rohre ist so zu bemessen, daß eine ausreichende Trocknung des aufsteigenden Schaumes erfolgt, das mitaufsteigende Wasser also weitestgehend innerhalb der Steigrohre zurücklaufen kann.

Unter dem Begriff "Wandungsteile" sind beliebige Formen zu verstehen, die aus geschlossenen quasi rohrförmigen Elementen mit beliebigem Querschnitt gebildet sind oder aber auch Elemente, die in Form aufrechter Stäbe oder Wandungsteile kein vollständiges rohrförmiges Teil bilden, sondern nur Wandungsteilbereiche entstehen.

Gedanklich kann man sich ein solches Wandungsteil beispielsweise so vorstellen, daß beispielsweise ein Rohr durch axial verlaufende Trennschritte in mehrere Segmente gleicher Länge zerlegt wird, die dann zwischen sich einen Raum einschließen, in dem das Aufsteigen von Blasen und dergleichen ermöglicht ist.

Aus der GB-PS 13 91 483 ist eine Flotationsvorrichtung bekannt, bei der mittels Mikrobläschen eine Trennung von flüssigen und Feststoff-Bestandteilen erfolgt. Dabei ist im Mündungsbereich eines oben offenen Behälters ein Rastergitter mit großmaßigem Raster angeordnet, welches dazu dient, eine mechanische Verstärkung des aufgeschwemmten Feststoffkuchens zu erreichen und welches bewirkt, daß beim Abziehen des über das Rastergitter vorstehenden Kuchens mittels einer mechanischen Einrichtung eine Verwirbelung im Übergangsbereich zwischen Flüssigkeit und Kuchen weitestgehend vermieden wird.

Bevorzugt ist dabei vorgesehen, daß die Wandungsteile jeweils eine kreisrunde Querschnittsfläche zwischen sich einschließen.

Diese Form entspricht der Kugelform der aufsteigenden Luftbläschen, so daß ein hervorragender Abtransport der Luftbläschen samt organischen Bestandteilen ermöglicht ist.

Eine besonders bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, daß die Wandungsteile durch eine Vielzahl von dünnen Rohren gebildet sind.

Beispielsweise können an einer Bodenplatte, die auf die Behältermündung aufsetzbar ist, eine Vielzahl von Lochungen ausgebildet sein, an welche Lochungen dann jeweils dünne Steigrohre angeschlossen sind. Eine weiter bevorzugte Ausbildung wird darin gesehen, daß die zwischen den Wandungsteilen oder durch die dünnen Rohre gebildeten Durchlaßquerschnitte einen Durchmesser von weniger als 8 mm und mehr als 3 mm aufweisen.

Bevorzugt ist ein möglichst kleiner Querschnitt, um das Aufsteigen von Bläschen zu fördern und auch bei Süßwasser einen Abtransport von organischen Bestandteilen mittels der aufsteigenden Luftbläschen zu ermöglichen. Ein Querschnitt von 6 mm bis etwa 3 mm ist ein bevorzugter Bereich.

Eine mögliche Variante wird darin gesehen, daß das Steigrohr mehrere konzentrisch ineinander gefügte Rohre umfaßt, deren Wandungsabstand insbesondere zwischen 8 und 3 mm liegt und die jeweils durch über die gesamte Rohrlänge zwischen den benachbarten Rohrwandungen angeordnete Stege in rohrförmige Kammern aufgestellt sind, wobei der seitliche Stegabstand etwa 3 bis 8 mm beträgt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 die Vorrichtung in Draufsicht, im Schnitt I-I der Fig. 2 gesehen;

Fig. 2 desgleichen in Seitenansicht, im Schnitt II-II der Fig. 1 gesehen.

Die Vorrichtung zum Abschäumen von im wesentlichen organischen, im Wasser enthaltenen Bestandteilen ist anhand eines schematisch dargestellten Aquariums erläutert. Der Wasserstand innerhalb des Aquariums ist mit 1 bezeichnet.

Die Vorrichtung besteht aus einem in das Wasser eingesetzten Aggregat, welches ein Bodenteil 2 aufweist. In diesem Bodenteil 2 ist eine Förderpumpe angeordnet, wobei über einen Ansaugstutzen 3 Wasser aus dem Aquarium abgesaugt wird. An dem Ansaugstutzen 3 ist ein Luftzufuhrstutzen 4 ausgebildet, auf den ein nicht dargestellter Luftschlauch aufgesteckt werden kann, welcher mit Atmosphärenluft in Verbindung steht.

Hierdurch ist es möglich, zu der eingesaugten Wassermenge gleichzeitig Luft miteinzusaugen.

Von dem Bodenteil 2 geht ferner ein Abgangsstutzen 5 in Fig. 2 nach oben ab, der in einen Behälter 6 mündet, der unmittelbar dicht auf das Bodenteil 2 aufgesetzt ist. Der Behälter 6 ist rohrförmig ausgebildet und im Ausführungsbeispiel durch das Bodenteil 2 unten geschlossen. Mündungsseitig ist der Behälter offen. Der Behälter 6 ist gemäß Fig. 2 lotrecht in der Betriebslage angeordnet. Der Behälter 6 weist nahe seines Bodens (Bodenteil 2) eine radiale Öffnung 7 auf, die mit einem Behälterteil 8 nach Art kommunizierender Rohre in Verbindung steht. Das Behälterteil 8 ist bei 9 offen, so daß über dessen Randkante das aus dem Stutzen 5 in dem Behälter 6 eintretende Wasser überlaufen kann und in das Aquarium zurücklaufen kann, wie dies durch den Pfeil 10 angedeutet ist. Die Luftzufuhr zu dem in den Behälter 6 eingeförderten Wasser kann auch in anderer Form erfolgen. Beispielsweise kann in dem Behälter 6 ein sogenannter Sprudelstein angeordnet sein, der mit einer äußeren Luftpumpe in Verbindung steht, die elektrisch betrieben ist.

Mittels der Luftpumpe wird dann über den Sprudelstein Luft in feiner Verteilung in das in dem Behälter 6 geförderte Wasser eingemischt.

Um eine möglichst gute Durchmischung bei einer solchen Anordnung zu erreichen, ist vorteilhaft, wenn die Luftzufuhreinrichtung nahe des Bodens des Behälters 6 angeordnet ist.

An die (in Fig. 2) oben liegende Mündung des Behälters 6 ist eine Bodenplatte 11 angeschlossen, deren Unterseite dicht oberhalb des Wasserspiegels 12 liegt, der sich innerhalb des Behälters 6 einstellt. Diese Bodenplatte 11 weist eine Vielzahl von Lochungen auf, in welche dünne Steigrohre 13 dicht eingefügt sind. Die Steigrohre verlaufen achsparallel zur Mittellängsachse des Behälters 6 und münden an ihrem in Fig. 2 oben liegenden Ende offen. Die Steigrohre 13 sind von einem topfartigen Auffangbehälter 14 mit radialem Spiel umgeben, dessen Boden durch den Boden 11 gebildet ist. Die gesamte Einheit bestehend aus dem Boden 11, den Steigrohren 13 und dem Auffangbehälter 14 ist lösbar auf die Mündung des Behälters 6 aufgesetzt, so daß im Auffangbehälter 14 sich absetzender Schmutz nach Abnahme des Behälters 14 von der Mündung des Behälters 6 entfernt werden kann.

Der lichte Querschnitt der gesamten Steigrohre 13 ist der Luftmenge angepaßt, die mittels der Luftzufuhreinrichtung in dem Behälter 6 eingeführt wird, beispielsweise über den Luftzufuhrstutzen 4 oder eine andere Einrichtung. Der Durchlaßquerschnitt der Steigrohre 13 beträgt vorzugsweise weniger als 8 mm, insbesondere 3 mm.

Nach Inbetriebnahme der Vorrichtung wird durch den Ansaugstutzen 3 in Richtung des Pfeiles 15 Wasser aus dem Aquarium oder dergleichen angesaugt, wobei gleichzeitig in Richtung des Pfeiles 16 über einen Schlauch oder dergleichen über den Luftzufuhrstutzen 4 Luft angesaugt und mit dem angesaugten Wasser vermengt wird. Diese Mischung von Luft und Wasser wird über den Abgangsstutzen 5 in den Behälter 6 hineingedrückt, wobei das überschüssige Wasser über die Wehrkante 9 ablaufen kann, während die Luft in Form von Bläschen innerhalb des Behälters 6 aufsteigt. An diese Bläschen lagern sich im Wasser befindliche organische Bestandteile an, die gemeinsam mit den Luftbläschen aufsteigen. Die Luftbläschen werden dann in die Steigrohre 13 gedrängt und steigen bei entsprechendem Anfall von Luftbläschen in den Steigrohren 13 auf. Dabei läuft überschüssiges Wasser ab, so daß der Schaum quasi getrocknet wird. Der Durchmesser der Steigrohre 13 ist so gewählt, daß einerseits ein Aufsteigen der Schaumblasen ermöglicht ist, ohne daß diese innerhalb der Steigrohre zerplatzen, wobei andererseits der Querschnitt so groß gewählt ist, daß eine Kapillarwirkung unterbunden ist, also ein unerwünschter Wassertransport durch die Steigrohre 13 nicht stattfindet. Die aufsteigenden Luftbläschen können aus der Mündung der Steigrohre 13 austreten, und anschließend zerplatzen oder sich im Auffangbehälter 14 sammeln und dort zerplatzen, wobei die angelagerten organischen Bestandteile sich auf dem Boden 11 absetzen. Zusätzlich kann der Auffangbehälter 14 durch ein gelochtes Deckelteil mit einem Absetzkragen an der in Fig. 2 oben liegenden Mündung abgeschlossen sein. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß beim Einsatz der Vorrichtung zum Abschäumen von Seewasser eine besonders intensive und schnelle Abfuhr von organischen Bestandteilen mittels der Luftbläschen ermöglicht ist, wobei beim Einsatz der Vorrichtung in Süßwasser trotz der hohen Oberflächenspannung des Süßwassers aufgrund der geringen Querschnitte der Steigrohre 13 ein Aufsteigen der mit organischen Bestandteilen beladenen Luftbläschen ermöglicht ist, so daß diese Vorrichtung auch ein Abschäumen von organischen Bestandteilen aus Süßwasser ermöglicht.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Abschäumen von im wesentlichen organischen, im Süßwasser oder Seewasser (Salzwasser) enthaltenen Bestandteilen, bestehend aus einem rohrförmigen, mündungsseitig offenen, lotrecht angeordneten Behälter mit einem Wasserzulauf, einem Wasserüberlauf, einer Luftzufuhrvorrichtung, einem an die Mündung angeschlossenen Steigrohr, dessen untere Mündung dicht oberhalb des Füllpegels des Behälters oder in Höhe des Füllpegels angeordnet ist und dessen obere Mündung freiliegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Steigrohr durch eine Vielzahl von dicht benachbarten Wandungsteilen gebildet ist, die sich von einem gelochten Boden (11) an der unteren Mündung des Steigrohres lotrecht bis zum oberen Mündungsniveau des Steigrohres erstrecken, wobei durch die Wandungsteile eine Vielzahl von rohrähnlichen Steigrohrelementen mit kleinem Querschnitt gebildet sind, die an die Lochungen des Bodens angeschlossen sind, deren gesamter lichter Querschnitt dem lichten Querschnitt eines einzigen großen Steigrohres nahekommt, wobei der freie Querschnitt jedes rohrähnlichen Steigrohrelementes so bemessen ist, daß einerseits ein Aufsteigen von Luftblasen ermöglicht ist, ohne daß diese innerhalb der rohrähnlichen Steigrohrelemente zerplatzen und andererseits eine Kapillarwirkung unterbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungsteile jeweils eine kreisrunde Querschnittsfläche zwischen sich einschließen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungsteile durch eine Vielzahl von dünnen Rohren (13) gebildet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Wandungsteilen oder durch die dünnen Rohre (13) gebildeten Durchlaßquerschnitte einen Durchmesser von weniger als 8 mm und mehr als 3 mm aufweisen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steigrohr mehrere konzentrisch ineinander gefügte Rohre umfaßt, die jeweils durch über die gesamte Rohrlänge zwischen den benachbarten Rohrwandungen angeordnete Stege in rohrähnliche Kammern aufgeteilt sind, wobei der seitliche Stegabstand etwa 3 bis 8 mm beträgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandungsabstand der konzentrischen Rohre zwischen 3 und 8 mm liegt.