DE68902622T2

DE68902622T2 - Verfahren und vorrichtung fuer die qualitaetsmodifizierung einer grossen wassermenge.

Info

Publication number: DE68902622T2
Application number: DE8989310538T
Authority: DE
Inventors: Sadao Kojima; Masahiko Makino
Original assignee: Kaiyo Kogyo KK
Current assignee: Kaiyo Kogyo KK
Priority date: 1988-10-13
Filing date: 1989-10-13
Publication date: 1993-01-21
Anticipated expiration: 2009-10-14
Also published as: EP0366317A1; EP0366317B1; ES2035575T3; DE68902622D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Qualität einer großen Wassermenge - insbesondere durch Erhöhung der Menge gelösten Sauerstoffs bzw. durch Einstellung des pH-Werts - sowie eine Vorrichtung zur Verwirklichung dieses Verfahrens.
Erfindungsgemäß vorgesehen sind dabei insbesondere ein Verfahren sowie eine Vorrichtung, durch die hoch sauerstoffhaltiges Wasser in das von einem intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregat geförderte Wasser eingebracht wird und sich im Zuge der Verteilung und Umwälzung dieses von der Pumpe geförderten Wassers so verteilt, daß der in einer großen Wassermenge vorhandene Gehalt an gelöstem Sauerstoff verbessert wird. Daneben sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren sowie eine Vorrichtung vor, um hoch sauerstoffhaltiges Wasser in eine tiefe Schicht sauerstoffarmen bzw. sauerstofffreien Wassers einzuleiten, wobei ein intermittierend arbeitendes Druckluft-Wasserpumpaggregat aufwärts und abwärts gerichtete Wasserströmungen erzeugt, so daß die in einer großen Wassermenge vorhandene Menge gelösten Sauerstoffs optimiert wird. Weiterhin vorgesehen sind erfindungsgemäß ein Verfahren sowie eine Vorrichtung, um die Qualität einer großen Wassermenge in einem Trinkwasserstaubecken, Vorratsbecken, Teich, Graben, Fluß usw. zu verbessern.

Stand der Technik

Zur Optimierung des Gehalts an gelöstem Sauerstoff in einer großen Wassermenge werden herkömmlicherweise intermittierend arbeitende Druckluft-Wasserpumpaggregate eingesetzt, die bei Wasser von relativ geringer Tiefe (z.B. bis 50 m) auch eine gute Wirksamkeit aufweisen. So wurde z.B. festgestellt, daß sich die Menge gelösten Sauerstoffs in Wassermengen von 5000.000 - 1.000.000 t mit Hilfe eines intermittierend arbeitenden Druckluft- Wasserpumpaggregats von 50 cm Pumpzylinder-Durchmesser verbessern ließ. Ein von der Anmelderin konzipiertes intermittierendes Druckluft-Wasserpumpaggregat gemäß der japanischen Gebrauchsmuster-Veröffentlichung Nr. 398/88 wurde in Japan vielerorts eingesetzt und erwies sich als sehr wirksam.
Offenbart wurden zudem ein System zur Einstellung des pH-Werts von Leitungswasser mittels gelöschtem Kalk sowie ein System zum Schutz einer Wasserspeiseleitung vor Korrosion mit Hilfe von Kalzium.

Offenbarung der Erfindung

Bei großen Wassermengen, in denen die mit gelostem Sauerstoff gesättigte Schicht nur eine geringe Tiefe (wie z.B. 30 cm - 1 m) aufweist, wie dies in Gebieten mit relativ hoher Temperatur wie: z.B. den Tropen oder Subtropen vorkommt, oder bei Wassermengen, in deren tiefen Schichten (z.B. 50 m und mehr) keinerlei Sauerstoff mehr vorhanden ist, läßt sich die Menge des im Wasser gelösten Sauerstoffs nur mit Hilfe eines intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregats verbessern. Dieses Pumpaggregat funktioniert dergestalt, daß sauerstoffarmes oder sauerstoffloses Wasser aus dem Bodenbereich der großen Wassermenge an die Wasseroberfläche hochgepumpt und dort verteilt wird, während sauerstoffgesättigtes Wasser von der Wasseroberfläche bzw. aus oberflächennahen Schichten abwärts in Richtung auf den Boden gepumpt wird, um die Qualität des sauerstoffarmen oder sauerstofflosen Wassers in Bodennähe auf diese Weise zu verbessern. Wenn die Wasserschicht an bzw. nahe der Oberfläche, die mit gelöstem Sauerstoff gesättigt ist, jedoch nur eine sehr geringe Tiefe aufweist, so findet innerhalb der Wassermenge insgesamt nur eine Bewegung ohnehin sauerstoffarmen Wassers statt, so daß sich eine Optimierung des gelösten Sauerstoffanteils in dem Wasser nur schwer in kurzer Zeit erreichen läßt. Dies erweist sich insbesondere in den Fällen als problematische Aufgabe, in denen sich im Bodenbereich der großen Wassermenge aerobe Mikroorganismen vermehren, die einen hohen Sauerstoffbedarf aufweisen, oder in denen es sich bei der großen Wassermenge um ein abgeschlossenes Gewässer wie z.B. ein Stau- oder Vorratsbecken handelt, dem viel sauerstoffarmes oder sogar sauerstofffreies Wasser zufließt. In diesen Fällen läßt sich eine hinreichende Sauerstoffmenge über ein intermittierend arbeitendes Druckluft-Wasserpumpaggregat wohl kaum noch zuführen. Unwahrscheinlich ist auch, daß mittels eines solchen intermittierend arbeitenden Druckluft Wasserpumpaggregats genügend Sauerstoff zugefuhrt werden kann, um aeroben Mikroorganismen, die auf dem anaeroben Boden unter der großen Wassermenge die dort abgelagerten organischen Substanzen abbauen, die Vermehrung zu ermöglichen.
Als schwierig erweist sich auch die Aufgabe, saures Wasser in einen alkalischen Zustand zu überfuhren. Obwohl sich der Lösung von Phosphor aus dem Boden unter der großen Wassermenge und dessen Vermischung mit dieser Wassermenge durch die Zufuhr von Sauerstoff mit Hilfe des intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregats vorbeugen läßt, ist die Entfernung von Phosphor aus der großen Wassermenge doch mit Schwierigkeiten verbunden. Hier liegt eine weitere Aufgabe vor.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Lösung der vorgenannten Aufgaben. Dies erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß zuvor erzeugtes hoch sauerstoffhaltiges (oder gar mit Sauerstoff übersättigtes) Wasser in das von einem intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregat geförderte Wasser einleitet wird, so daß sich dieses hoch sauerstoffhaltige Wasser möglichst schnell wirksam verteilt, um auf diese Weise den in einer großen Wassermenge gelösten Sauerstoffanteil erfolgreich zu erhöhen.
Erfindungsgemäß wird hoch sauerstoffhaltiges Wasser in einem zwangsweisen Prozess hergestellt und dann dem Wasser zugemischt, das einer großen Wassermenge bzw. einer sauerstoffarmen oder sauerstofflosen Schicht einer großen Wassermenge bzw. dem einer abgeschlossenen großen Wassermenge zuströmenden Wasser zufließt, wobei andererseits sauerstoffarmes bzw. sauerstoffloses Wasser aus dem Bodenbereich der großen Wassermenge mit Hilfe eines intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregats an die Wasseroberfläche gepumpt und das Wasser zwischen dem Boden und der Oberfläche derart in Bewegung versetzt und durchmischt wird, daß die erstgenannte Aufgabe erfüllt wird.
Dabei wird erfindungsgemäß Wasser mit einem darin gelösten Anteil gelöschten Kalks dem von einem intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregat gefördeerten Wasser so zugefuhrt, daß sich dieses Wasser wirksam in einer großen Wassermenge verteilt und mit dieser durchmischt, um auf diese Weise Verbesserungen der Wasserqualität zu erzielen, also z.B. eine Einstellung des pH-Werts dieses Wassers und die Festlegung des Phosphorgehalts zwecks Verhinderung einer Eutrophierung des Wassers.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Optimierung des gelösten Sauerstoffgehalts in einer großen Wassermenge, das dadurch gekennzeichnet ist, daß sauerstoffarmes oder sauerstoffloses Wasser aus der großen Wassermenge eines Flusses oder abgeschlossenen Wasserbeckens entnommen und zunächst in sauerstoffreiches Wasser umgewandelt wird, welches dann dem Förderstrom eines intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregats so zugeführt wird, daß sich dieses sauerstoffreichenaltige Wasser mit der Verteilung und Umwälzung des von der Pumpe geförderten Wassers in der großen Wassermenge verteilt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Optimierung des gelösten Sauerstoffgehaltes in einer großen Wassermenge, das dadurch gekennzeichnet ist, daß sauerstoffarmes oder sauerstoffloses Wasser aus der großen Wassermenge eines Flusses oder eines abgeschlossenen Wasserbeckens entnommen und zunächst in sauerstoffreiches Wasser umgewandelt wird, welches dann in einen sauerstoffarmen oder sauerstofflosen Teil der großen Wassermenge eingeleitet wird, wobei ein intermittierend arbeitendes Druckluft-Wasserpumpaggregat in der großen Wassermenge eine diskontinuierliche Aufwärts- und Abwärtsströmung erzeugt und diese umwälzt.
Bei den vorgenannten Aufgaben, die dieser Erfindung zugrundeliegen, besteht ein intermittierend arbeitendes Druckluft-Wasserpumpaggregat aus oberen und unteren Wasserpumpzylindern, wobei die Förderung des Wassers entweder durch den oberen Wasserpumpzylinder oder durch den unteren Wasserpumpzylinder oder durch beide erfolgt. Die Erzeugung des sauerstoffreichen Wassers erfolgt dadurch, daß Luft mit hohem Sauerstoffanteil (ca. 80%) in das der großen Wassermenge entnommene sauerstoffarme bzw. sauerstofflose Wasser eingeblasen wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Optimierung der Qualität einer großen Wassermenge, das dadurch gekennzeichnet ist, daß dem von einem intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregat geforderten Wasserstrom Wasser mit einem darin gelösten Anteil geloschten Kalks beigemischt wird, so daß sich mit der Verteilung und Umwälzung des gepumpten Wassers eine Einstellung des pH-Werts der großen Wassermenge ergibt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Optimierung der Qualität einer großen Wassermenge, das dadurch gekennzeichnet ist, daß dem von einem intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregat geförderten Wasserstrom Wasser mit einem darin gelösten Anteil gelöschten Kalks beigemischt wird, so daß sich in der genannten großen Wassermenge eine Kalzium-Phosphor- Verbindung bildet und mit der Verteilung und Umwälzung der großen Wassermenge eine Einstellung des pH-Werts der großen Wassermenge ergibt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Optimierung der Qualität einer großen Wassermenge, das dadurch gekennzeichnet ist, daß Wasser in den unteren Teil eines Lösungsbehälters eingespritzt wird, der gelöschten Kalk enthält, wobei der Wasser-Überstand dann im oberen Teil dieses Behälters angezogen und in das von dem intermittierend arbeitenden pneumatischen Pumpenaggregat geförderte Wasser eingeleitet wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Optimierung der Qualität einer großen Wassermenge, das dadurch gekennzeichnet ist, daß gelöschter Kalk in eine sprudelnde Schicht des von dem intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpenaggregat geförderten Wassers eingebracht wird, wobei Wasser mit dem darin gelösten Anteil gelöschten Kalks mit der Verteilung und Umwälzung des von der Pumpe geförderten Wassers der großen Wassermenge beigemischt wird, wenn das von der Pumpe geförderte Wasser in diese große Wassermenge einströmt und in dieser umgewälzt wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Optimierung der Menge gelösten Sauerstoffs in einer großen Wassermenge sowie zur qualitativen Verbesserung dieses Wassers, das dadurch gekennzeichnet ist, daß zuvor hergestelltes, sauerstoffreiches Wasser sowie Wasser mit einem darin gelösten Anteil gelöschten Kalks so in den von dem intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregat geförderten Wasserstrom eingeleitet werden, daß sich das sauerstoffreiche Wasser und das Wasser mit dem gelösten Anteil gelöschten Kalks mit der Verteilung und Umwälzung des gepumpten Wassers in der großen Wassermenge ebenfalls verteilen, um auf diese Weise die Menge gelösten Sauerstoffs in der großen Wassermenge zu optimieren und ihren ph-Wert einzustellen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Optimierung der Menge gelösten Sauerstoffs in einer großen Wassermenge sowie zur qualitativen Verbesserung dieses Wassers, das dadurch gekennzeichnet ist, daß zuvor hergestelltes, sauerstoffreiches Wasser sowie Wasser mit einem darin gelösten Anteil gelöschten Kalks so in den von dem intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregat geförderten Wasserstrom eingeleitet werden, daß sich das sauerstoffreiche Wasser und das Wasser mit dem darin gelösten Anteil gelöschten Kalks mit der Verteilung und Umwälzung des von der Pumpe geförderten Wassers in der großen Wassermeng ebenfalls verteilen, um auf diese Weise die Menge gelösten Sauerstoffs in der großen Wassermenge zu optimieren, die Bildung einer Kalzium-Phosphor-Verbindung in der großen Wassermenge zu bewirken und den pH-.Wert der großen Wassermenge einzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Optimierung der Menge gelösten Sauerstoffs in einer großen Wassermenge sowie zur qualitativen Verbesserung dieses Wassers, das dadurch gekennzeichnet ist, daß Wasser in den unteren Teil eines Lösungsbehälters gespritzt wird, der gelöschten Kalk enthält, wobei der Wasser-Oberstand dann im oberen Teil dieses Behälters abgezogen und das Wasser mit dem darin gelösten Anteil gelöschten Kalks sowie ein zuvor hergestelltes, hoch sauerstoffreiches Wasser in das von dem intermittierend arbeitenden Druckluft-Pumpaggregat geförderte Wasser eingeleitet wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung zur Optimierung der Menge gelösten Sauerstoffs in einer großen Wassermenge, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Speisesystem für sauerstoffreiches Wasser an einen Generator zur Herstellung sauerstoffreichen Wassers angeschlossen ist, der wiederum mit einer Wassereinlaßvorrichtung verbunden ist, wobei die Wasserspeisevorrichtung des Speisesystems mit dem Wasserpumpzylinder eines intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregats in Verbindung steht.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung zur Optimierung der Menge gelösten Sauerstoffs in einer großen Wassermenge, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein seitlich des Wassereinlasses in die große Wassermenge angeordnetes Wasserverteilungselement, ein Generator zur Herstellung sauerstoffreichen Wassers, ein Mittel für die Zufuhr sauerstoffarmen Wassers sowie ein intermittierend arbeitendes Druckluft-Wasserpumpaggregat miteinander verbunden sind.
Das Mittel fur die Zufuhr des sauerstoffarmen Wassers besteht bei allen Vorrichtungen aus einer Pumpe, einem an diese Pumpe angeschlossenen Saugrohr sowie einem ebenfalls an die Pumpe angeschlossenen Druckrohr. Das Wasserspeisemittel in der erstgenannten Vorrichtung besteht aus einer Pumpe sowie einer Wasserleitung. Das intermittierende Druckluft-Wasserpumpaggregat umfaßt einen einzenen Wasserpumpzylinder, mehrere Wasserpumpzylinder oder eine Kombination aus einem oberen und einem unteren Wasserpumpzylinder. Der Wasserpumpzylinder des intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregats weist bei jeder dieser Vorrichtungen einen Durchmesser von ca. 30 - 80 cm sowie eine Länge von 5 - 30 m auf. An die Stelle des Wasserpumpzylinders können auch mehrere gebündelte Wasserpumpzylinder treten, um eine Leistung wie zu erhalten, wie sie ein intermittierend arbeitendes Druckluft-Wasserpumpaggregat mit einem Wasserpumpzylinder von 1 - 3 m Durchmesser erbringen würde. An die Stelle des Wasserpumpzylinders kann aber auch eine Kombination aus oberen und unteren Zylindern treten, wobei ein oberer Wasserpumpzylinder zur Umwälzung des Flachwasseranteils und ein unterer Wasserpumpzylinder zur Umwälzung des Tiefwasseranteils dient. Daneben ist es möglich, das hoch sauerstoffhaltige Wasser entweder nur in den unteren Wasserpumpzylinder oder sowohl in den unteren als auch in den oberen Wasserpumpzylinder einzuleiten.
Bei jeder dieser Vorrichtungen erfolgt die Erzeugung des hoch sauerstoffhaltigen Wassers dadurch, daß Luft von hohem Sauerstoffgehalt (ca. 60 - 90%) in sauerstoffarmes oder sauerstoffloses Wasser eingeblasen wird, wobei als "sauerstoffarm" hier Wasser mit einem gelösten Sauerstoffanteil von max. 1 mg/l bezeichnet wird. Die aufzubereitende große Wassermenge wird durch die Leistung des intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregats in eine diskontinuierliche Auf- und Abwärtsströmung versetzt und umgewälzt.
Der Generator zur Erzeugung der hoch sauerstoffhaltigen Luft besteht bei jeder dieser Vorrichtungen aus einem Reaktionszylinder, der mit einem Stickstoffbinder wie z.B. Zeolith befüllt ist und über einen Lufteinlaßanschluß auf der einen Zylinderseite sowie über einen Auslaß für die hoch sauerstoffhaltige Luft auf einer anderen Zylinderseite verfügt. Über den genannten Auslaß fur die hoch sauerstoffhaltige Luft ist dieser Reaktionszylinder mit einem Wasseraufbereitungsbehälter verbunden. Infolge der Bindung des Luftstickstoffs durch den Stickstoffbinder entsteht hoch sauerstoffhaltige Luft, die dann in das sauerstoffarme oder sauerstofflose Wasser eingeblasen wird, so daß hoch sauerstoffhaltiges Wasser entsteht. Dieses hoch sauerstoffhaltige Wasser wird in den Förderstrom eines intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregats eingeleitet, das in einem geeigneten Teil eines Sees, Teichs usw. angeordnet ist, und verteilt sich in dem darin enthaltenen Wasser im Zuge der Strömung und Umwälzung zwischen Boden und Oberfläche, die von dem intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregat bewirkt wird, so daß die im Wasser gelöste Sauerstoffmenge verbessert wird. Die Sauerstoffmenge, die nach dem vorgenannten Verbesserungsverfahren in dem Wasser des Sees, Teiches o.ä. vorhanden ist, kann bis zu 5 mg/l betragen. Hoch sauerstoffhaltige Luft im Sinne der vorliegenden Erfindung ist Luft mit einer Sauerstoffkonzentration von ca. 60 - 90%. Mit Stickstoffbinder im Sinne der vorliegenden Erfindung ist Zeolith in jeder Form gemeint.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung zur Verbesserung der Wasserqualität, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das abströmseitige Ende eines Wasserleitungsrohres am unteren Teil eines mit gelöschtem Kalk befüllten Lösungsbehälters angeschlossen ist und das abströmseitige Ende dieses Wasserleitungsrohres wiederum mit dem Wasserpumpzylinder eines intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregats in Verbindung steht.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung zur Verbesserung der Wasserqualität, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein wasserdurchlässiges Gefäß, das gelöschten Kalk enthält, in der Sprudelschicht eines von einem intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregat geförderten Stroms angeordnet wird, wobei unterhalb des Wasserpumpzylinders eine Luftkammer angeordnet ist, die in vorgeschriebenen Intervallen ein spezifisches Luftvolumen in den Wasserpumpzylinder freigibt. Da die Menge gelöschten Kalks, der in Wasser bei 20ºC in Lösung gehen kann, insgesamt 1.600 mg/l oder 0,16% beträgt, läßt sich eine große Menge gelöschten Kalks aus dem Lösungsbehälter bzw. eine große Menge des in dem wasserdurchlässigen Gefäß angeordneten Blocks aus gelöschtem Kalk mit konstanter Geschwindigkeit ungehindert in dem Wasser lösen. Aus diesem Grund ist die Handhabung der Vorrichtung denkbar einfach. Gibt man z.B. eine große Menge gelöschten Kalks in den Reaktionsbehälter oder das wasserdurchlässige Gefäß und leitet Wasser durch den Behälter bzw. das Gefäß, so geht in diesem Wasser allmählich Kalzium in Lösung, und zwar kontinuierlich und mit nahezu konstanter Geschwindigkeit, bis der gesamte gelöschte Kalk gelöst ist. Der Lösungsprozeß läuft daher auch ohne automatische Regelung stetig ab. Da zur Einstellung des pH-Werts von Wasser in einer normalen Trinkwasserstauanlage o.ä. insgesamt 10 - 30 mg/l gelöschten Kalks erforderlich sind, ist eine Wasserverbesserung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch dann noch möglich, wenn die Menge des zu verbessernden Wassers das 50- bis 160-fache der Menge des in einer Lösung von 1.600 mg/l mit gelöschtem Kalk angereicherten Wassers (siehe obige Ausführungen) beträgt. Da zur Entfernung von Phosphor aus einer normalen Trinkwasserstauanlage o.ä. insgesamt 50 - 100 mg/l gelöschten Kalks benötigt werden, kann eine Wasserverbesserung mit dem erfindungsgemäße Verfahren bzw. der erfindungsgemässen Vorrichtung auch dann noch erfolgen, wenn sich die Menge des zu verbessendern Wassers auf das 32- bis 16- fache der Menge des in einer Lösung von 1.600 mg/l mit gelöschtem Kalk angereicherten Wassers (siehe obige Ausführungen) beläuft.
Soll die Herstellung des stark mit gelöschtem Kalk angereicherten Wassers im voraus nach den erfindungsgemäßen Verfahren erfolgen, so muß die Wassermenge auf die Menge des aufzubereitenden (d.h. qualitativ zu verbessernden) Wassers abgestimmt werden. Fur eine aufzubereitende Wassermenge von 1.000.000 t wären so z.B. 10.000 t des stark mit gelöschtem Kalk angereicherten Wassers erforderlich. Da die Herstellung des mit gelöschtem Kalk angereicherten Wassers jedoch mit Wasser erfolgt, das wiederum dem aufzübereitenden Wasser entnommen wird, läuft der Verbesserungsprozeß problemlos und zuverlässig ab.
Da das wasserdurchlässige Gefäß mit gelöschtem Kalk bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Pumpwasser- Diffusionsbereich oberhalb des Pumpenaggregats angeordnet ist, läßt sich auch diese Vorrichtung einfach handhaben.
Nachdem die Wasserqualität einmal mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbessert wurde, wird dann nur noch die Qualität des diesem Wasser neu zuströmenden Wassers verbessert, um die Qualität der großen Wassermenge zu optimieren und beizubehalten. Betriebskosten entstehen somit bei allen erfindungsgemäßen Verfahren bzw. Vorrichtungen praktisch nur fur die Aufbereitung des Wassers, das dieser großen Wassermenge zugeleitet wird. Zudem wird das Problem der Eutrophierung gelöst.
Obwohl die Kapazität jedes einzelnen der intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregate, die in den erfindungsgemäßen Verfahren bzw. Vorrichtungen enthalten sind, von der aufzübereitenden Wassermenge, der Querschnittsform der Staumauer oder ähnlichen Abgrenzung sowie der Art des Wasser-Zuflusses in das Staubecken bzw. des Wasser-Abflusses aus demselben abhängt, läßt sich feststellen, daß das Pumpaggregat über einen Wasserpumpzylinder von 50 cm Durchmesser pro 1.000.000 t aufzübereitenden Wassers verfügen muß.
In einem Versuch wurde bestätigt, daß die Verteilung und Umwälzung des Wassers selbst dann gleichmäßig erfolgt, wenn die Staumauer oder ähnliche Abgrenzung in waagerechter Richtung komplex geformt ist oder die Entfernung zwischen der Wasserlinie am Rand dieser Staumauer oder ähnlichen Abgrenzung und den einzelnen erfindungsgemäß vorgesehenen Vorrichtungen 1.000 m oder mehr beträgt. Die Verteilung und Umwälzung des Wassers, in dem der gelöschte Kalk in Lösung vorliegt, erfolgt also dergestalt, daß das gesamte in dem Staubecken o.ä. enthaltene Wasser qualitativ verbessert wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung zur Verbesserung des Sauerstoffgehalts einer großen Wassermenge sowie zur Verbesserung der Qualität dieses Wassers, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das abströmseitige Ende eines Wasserzuleitungsrohrs, durch das hoch sauerstoffhaltiges Wasser zugeführt wird, an dem Wasserpumpzylinder einer intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregats angeschlossen ist, und das abströmseitige Ende eines Wasserzuleitungsrohrs, durch das Wasser mit einem darin gelösten Anteil gelöschten Kalks zugeführt wird, ebenfalls an dem Wasserpumpzylinder angeschlossen ist.

Wirkungsweise der Erfindung

Gemäß vorliegender Erfindung wird Wasser von hohem Sauerstoffgehalt in das von einem intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregat geförderte Wasser eingeleitet, so daß sich das hoch sauerstoffhaltige Wasser im Zuge der Verteilung und Umwälzung des geförderten Wassers verteilt. Wenn es sich bei dem Pumpaggregat um eine zweistufige Ausführung mit einem oberen und einem unteren Wasserpumpzylinder handelt und das sauerstoffreiche Wasser lediglich in den unteren Wasserpumpzylinder geleitet wird, so läßt sich damit nur die Menge gelösten Sauerstoffs in einer tiefen Wasserschicht schnell verbessern.
Gemäß vorliegender Erfindung wird Wasser von hohem Sauerstoffgehalt dem Boden eines Sees o.ä. zugeführt, wobei durch ein intermittierend arbeitendes Druckluft- Wasserpumpaggregat aufwärts und abwärts gerichtete Wasserströmungen erzeugt werden, so daß sauerstoffarmes oder sauerstoffloses Wasser schnell gegen Wasser ausgetauscht wird, dessen Sauerstoffgehalt ausreicht, um Fischen usw. ein Leben in diesem See o.ä. zu ermöglichen und eine Vermehrung aerober Mikroorganismen am Grunde des Sees o.ä. zu erlauben, damit diese organische Substanzen abbauen und damit der Bildung schädlicher Gase sowie der Lösung von Nährstoffen in das Wasser vorbeugen können. Nachdem der Abbau organischer Substanzen am Grunde des Sees o.ä. einmal erfolgt ist, tritt eine drastische Reduzierung des Sauerstoffverbrauchs ein. Die zugeführte Menge hoch sauerstoffhaltigen Wassers kann daher nach einer gewissen Zeit vermindert werden. Bei Verbreitung grüner Algen in dem See o.ä. ist sogar denkbar, daß diese Algen soweit Sauerstoff erzeugen, daß sich nach erfolgtem Abbau der organischen Substanzen die erforderliche Sauerstoffmenge in dem See o.ä. ausschließlich durch den Betrieb eines Pumpenaggregats aufrechterhalten läßt.
Die vorliegende Erfindung läßt sich wirksam fur alle Gewässer einsetzen, in denen die sauerstoffreiche Wasserschicht an der Oberfläche und in dem oberflächennahen Bereich nur eine geringe Tiefe aufweist, wie dies z.B. in Seen, Teichen o.ä. in tropischen und subtropischen Gebieten der Fall ist. So beträgt beispielsweise in einem See nahe des Amazonas, der über eine Tiefe von 100 m bei einem Wasserinhalt von 500.000.000 t verfügt, die Tiefe der sauerstoffreichen Schicht zwischen 30 cm und 1 m, wogegen sich der Wasseranteil, der bereits gar keinen Sauerstoff mehr enthält, überwältigend groß ausnimmt. Aus diesem Grunde ist es fast unmöglich, die in dem Wasser des Sees gelöste Sauerstoffmenge nur mit Hilfe eines intermittierend arbeitenden Druckluft- Wasserpumpaggregats zu optimieren. Gemäß vorliegender Erfindung läßt sich jedoch die Menge gelösten Sauerstoffs im Wasser des gesamten Sees relativ leicht auf z.B. 5 mg/l erhöhen.
Die Erfindung sieht daneben eine Auflösung gelöschten Kalks im Wasser vor, so daß das Wasser eine hohe Konzentration gelöschten Kalks aufweist. Dieses Wasser wird dann in der aufzübereitenden Wassermenge verteilt, um dessen Qualität zu verbessern, und vermischt sich mit diesem. Das mit der hohen Konzentration gelöschten Kalks versehene Wasser kann infolgedessen leicht mit dem aufzubereitenden Wasser gemischt werden, um eine schnelle und gleichmäßige Einstellung dieses Gemischs auf eine Konzentration wie z.B. pH 7 zu erzielen. Auf diese Weise läßt sich der pH-Wert des aufbereiteten Wassers durch den Einsatz gelöschten Kalks so einstellen, daß einer Korrosion von Eisenrohren o.ä. vorgebeugt wird. Da sich das aus dem gelöschten Kalk in das Wasser gelöste Kalzium mit darin gelöstem Phosphor o.ä. zu unlöslichen Ablagerungen verbindet, wird die Menge gelösten Phosphors und ähnlicher Substanzen erheblich reduziert und damit die Eutrophierung des aufbereiteten Wassers gemindert.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Abb. 1 ist eine schematische Darstellung der Zuleitung sauerstoffreichen Wassers in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Abb. 2 stellt eine Ansicht dar, die die Funktionsweise dieses Ausführungsbeispiels erläutert. Abb. 3 ist eine Schnittdarstellung (Vorderansicht) eines intermittierend arbeitenden Druckluft- Wasserpumpaggregats, das in diesem Ausführungsbeispiel Verwendung findet. Abb. 4 stellt eine vergrößerte Schnittdarstellung (Vorderansicht) des Verbindungsteils zwischen dem oberen und unteren Wasserpumpzylinder des Wasserpumpaggregats dar. Abb. 5 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung der unteren Luftkammer des Wasserpumpaggregats. Abb. 6 zeigt eine vergrößerte Schnittdarstellung der oberen Luftkammer des Wasserpumpaggregats. Abb. 7 stellt eine Vorderansicht eines großen Teils einer intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregats in einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Abb. 8 zeigt eine Vorderansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Abb. 9 zeigt das in Abb. 8 dargestelle Ausführungsbeispiel in der Draufsicht. Abb. 10 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung eines großen Teils eines intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregats, wie es in dem in Abb. 8 illustrierten Ausfuhrungsbeispiel zum Einsatz gelangt. Abb. 11 zeigt eine Ansicht zur Erläuterung des Wasserpumpzustandes in dem in Abb. 8 dargestellten Ausführungsbeispiel. Abb. 12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel in Vorderansicht. Abb. 13 stellt das in Abb. 12 abgebildete Ausführungsbeispiel in der Draufsicht dar. Abb. 14 ist eine schematische Darstellung, die die Zufuhr des mit gelöschtem Kalk vermischten Wassers erläutert. Abb. 15 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung (Vorderansicht) eines intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregats aus dem in Abb. 14 dargestellten Ausführungsbeispiel. Abb. 16 zeigt das Wasserpumpaggregat aus Abb. 15 in der Draufsicht. Abb. 17 ist eine Darstellung der Anlagenkonfiguration bei dem in Abb. 14 gezeigten Ausführungsbeispiel. Abb. 18 ist eine Darstellung der Anlagenkonfiguration bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Abb. 19 ist eine schematische Darstellung zur Beschreibung der Zufuhr sauerstoffreichen Wassers und Wassers mit einem gelöstem Anteil gelöschten Kalks in einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsarten

(Ausführungsbeispiel 1)

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel fur die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Abb. 1, 2, 3, 4, 5 und 6 beschrieben. Bei der Vorrichtung, die dieses Ausführungsbeispiel darstellt und die zur Optimierung der Menge gelösten Sauerstoffs in einer großen Wassermenge dient, wird ein Teil des Wassers aus der aufzubereitenden Wassermenge durch ein Wasserentnahmerohr 2 von einer Pumpe 3 in einen Wasseraufbereitungsbehälter 4 gefördert und von einer Pumpe 5 Luft in einen Luftaufbereitungsbehälter 6 gepumpt. In dem Luftaufbereitungsbehälter 6 wird der in der Luft enthaltene Stickstoff gebunden und die Luft somit in Luft von besonders hohem Sauerstoffgehalt (z.B. 80%) umgewandelt. Diese sauerstoffreiche Luft wird über ein Luftzuleitungsrohr 7 von dem Luftaufbereitungsbehälter 6 in den Wasseraufbereitungsbehälter 4 geleitet, wie durch den Pfeil 8 in Abb. 1 dargestellt. Ein Teil der Luft, der dem Luftaufbereitungsbehälter 6 zugefuhrt wird, wird durch ein Saugrohr 1 zur Pumpe 5 zugeleitet; der verbleibende Teil der Luft wird durch ein Luftdurchleitungsrohr 9 aus dem Wasseraufbereitungsbehälter 4 herangeführt. In dem Behälter 4 wird die sauerstoffreiche Luft in konventioneller Weise mit Wassertropfen in Berührung gebracht, so daß sich der Luftsauerstoff in diesen Wassertropfen löst und das Wasser in Wasser von hohem Sauerstoffgehalt (z.B. 40 mg/l) umgewandelt wird. Nach Auflösung des Sauerstoffs wird die restliche Luft über das Luftdurchleitungsrohr 9 zur Saugseite der Pumpe 5 zurückgeführt. Das sauerstoffreiche Wasser wird von einer Pumpe 10 unter Druck in den unteren Teil eines intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregats 12 gefördert, wie der Pfeil 11 in Abb. 1 verdeutlicht, so daß sich das Wasser mit gepumptem Wasser mischt. Wird z.B. hoch sauerstoffhaltiges Wasser (40 mg/l) in einer Menge von 5 t/min dem unteren Teil des Pumpaggregats 12 zugefuhrt, so erhält man 40 t Wasser mit einem Sauerstoffgehalt von 5 mg/l. In diesem Fall lassen sich stündlich 2.400 t oder täglich 77.600 t Wasser mit Sauerstoff anreichern. Die Zuführung des sauerstoffreichen Wassers erfolgt am unteren Teil des unteren Wasserpumpzylinders 13 des Pumpaggregats 12 (siehe Pfeil 11 in Abb. 1), steigt zusammen mit dem gepumpten Wasser auf (siehe Pfeil 15), tritt zwischen den Leitplatten 14 und 14a, und ge- langt von dort auf dem Wege der Umwälzung in die tiefe Schicht der großen Wassermenge (siehe Pfeil 16, 17, 18 und 19 in Abb. 2), so daß der Anteil gelösten Sauerstoffs in dieser tiefen Schicht optimiert wird. Das Pumpaggregat 12 verfügt zudem über einen oberen Wasserpumpzylinder 20. Die Ziffern 21 und 22 in Abb. 2 stellen die Oberfläche der großen Wassermenge bzw. eine Dammböschung dar.
Die weitere Beschreibung der Vorrichtung erfolgt nachfolgend unter Bezugnahme auf Abb. 3, 4, 5 und 6. Außerhalb des Unterteils des unteren Wasserpumpzylinders 13 ist eine Luftkammer 23 vorgesehen. Das untere Ende des oberen Wasserpumpzylinders 20 ist mit dem Oberteil des unteren Wasserpumpzylinders 13 durch einen Abscheider 24 verbunden. Am unteren Ende des unteren Wasserpumpzylinders 13 ist ein kurzer Zylinder 52 mit einer Einspeisevorrichtung 52a für das sauerstoffreiche Wasser angeschlossen. Außerhalb des Unterteils des unteren Wasserpumpzylinders 13 ist zudem ein innerer Zylinder 25 beweglich angeordnet. Außerhalb dieses inneren Zylinders 25 ist beweglich ein äußerer Zylinder 26 in einem festen Abstand zu dem vorgenannten Zylinder vorgesehen. Zwischen den inneren und äußeren Zylindern 25 und 26 ist ein Trennzylinder 27 angeordnet. Im Unterteil des inneren Zylinders 25 und im Oberteil des Trennzylinders 27 befinden sich Wasserdurchlaßöffnungen 28 und 29. Auf diese Weise wird die Luftkammer 23 gebildet. In dem unteren Wasserpumpzylinder 13 sind am Oberteil des Zwischenraums 30 zwischen dem Zylinder 13 und dem inneren Zylinder 25 die Wasserdurchlaßöffnungen 31 angeordnet. Die Luftkammer 23 ist oben mit einer Deckelplatte 48a verschlossen. Das untere Ende des Zwischenraums 30 sowie dasjenige des Zwischenraums 49 zwischen dem inneren Zylinder 25 und dem Trennzylinder 27 sind mit einer Verschlußplatte 50 abgeschlossen. Das untere Ende des Zwischenraums 51 zwischen dem Trennzylinder 27 und dem äußeren Zylinder 26 bildet eine Öffnung 55, die mit dem umgebenden Wasser in Verbindung steht. Die Einspeisevorrichtung 52a fur das sauerstoffreiche Wasser weist eine ringförmige Umkleidung 52b außerhalb des kurzen Zylinders 52 auf. Am äußeren Teil der ringförmigen Umkleidung 52b ist ein Wasserzuleitungsrohr 53 angeschlossen. Der kurze Zylinder 52 weit innerhalb der ringförmigen Umkleidung 52a mehrere kleine Wasserdurchlaßöffnungen 54 auf, die in gleichen Abständen angeordnet sind. Der angedeutete Luftzufuhrschlauch 56 in Abb. 5 dient der kontinuierlichen Zufuhr von Druckluft in die Luftkammer 23.
Aus Abb. 3 ist ersichtlich, daß sich die Leitplatte 14 waagerecht und radial um ein vorgeschriebenes Maß vom oberen Ende des unteren Wasserpumpzylinders 13 nach außen erstreckt. Über der Leitplatte 14 sind die Trennplatten 32 und 32a, die jeweils die Form eines Kegelstumpfs aufweisen, so angeordnet, daß zwischen diesen Trennplatten 32,32a ein definierter, geringfügiger Abstand besteht.
Oberhalb der Trennplatten 32 und 32a ist die Leitplatte 14a so angeordnet, daß sie sich ähnlich der anderen Leitplatte 14 nach außen erstreckt. Über der Leitplatte 14a ist eine Luftkammer 34 vorgesehen, die mit einer Wasserdurchlaßöffnung 33 (Abb. 3) in Verbindung steht. Das untere Ende des oberen Wasserpumpzylinders 20 ist mit dem Oberteil der Luftkammer 34 (Abb. 6) verbunden. An dem oberen Wasserpumpzylinder 20 sind in nach oben verlaufender Richtung mehrere Wasseransaugrohre 35 angeschlossen. Zudem sind am Oberteil des Zylinders 20 mehrere Schwimmkörper 36 (Abb. 3) angebracht.
Wie aus Abb. 6 ersichtlich ist, sind außerhalb des Oberteils des oberen Wasserpumpzylinders 20 ein innerer und ein äußerer Zylinder 37 und 38 beweglich so angeordnet, daß zwischen diesen inneren und äußeren Zylindern 37, 38 ein vorgegebener Abstand besteht. Zwischen dem inneren Zylinder 37 und dem äußeren Zylinder 38 befindet sich ein Trennzylinder 39. Im oberen Teil des Trennzylinders 39 sowie im unteren Teil des inneren Zylinders 37 sind jeweils eine Wasserdurchlaßöffnung 40 bzw. 41 vorgesehen. Im oberen Wasserpumpzylinder 20 sind im oberen Teil des Zwischenraums 42 zwischen dem Zylinder 20 und dem inneren Zylinder 37 die Wasserdurchlaßöffnungen 43 angeordnet. Unten sind der Wasserpumpzylinder 20, der Zwischenraum 42 sowie der Raum 44 zwischen den inneren Zylinder 37 und dem Trennzylinder 39 mit einer Verschlußplatte 46 abgeschlossen. Den Abschluß des oberen Endes der Luftkammer 34 bildet die Verschlußplatte 47.
Betrachten wir nun die Funktionsweise der Vorrichtung im Detail. Wenn über den Luftzufuhrschlauch 56 Druckluft in die Luftkammer 23 geleitet wird, wie durch den Pfeil 57 in Abb. 5 symbolisiert, so sammelt sich diese Luft in der Kammer ausgehend von den oberen Bereichen der Zwischenräume 49 und 51 der Kammer 23 und drückt damit das Wasserniveau in den Zwischenräumen 49,51 nach unten. Sobald die Wasserniveaus in den Zwischenräumen 49 und 51 auf die Wasserdurchlaßöffnungen 29 heruntergedruckt sind, wie durch die strichpunktierte Linie 58 in Abb. 5 markiert, so gelangt die in der Luftkammer 23 vorhandene Druckluft durch die Zwischenräume 51, 49 und 30 sowie durch die Wasserdurchlaßöffnungen 28, 29 und 31 in den unteren Wasserpumpzylinder 13, wie durch die Pfeile 59, 60, 61, 62 und 63 in Abb. 5 dargestellt, so daß sich eine große Luftblase 64 bildet. Diese Luftblase 64 steigt von hier aus in den unteren Wasserpumpzylinder 13 auf, wie durch den Pfeil 65 in Abb. 3 kenntlich gemacht, so daß Wasser durch das untere Zylinderende in den Zylinder gesaugt wird, wie durch den Pfeil 66 angedeutet. Auf diese Weise wird das Wasser nach oben gepumpt. Beim Zusammenprall mit der Verschlußplatte 45 teilt sich die große Luftblase 64 in kleinere Luftblasen, die gemäß dem Pfeil 67 in Abb. 6 aufsteigen und sich in der Luftkammer 34 sammeln. Das gepumpte Wasser strömt zwischen den Leitplatten 14 und 14a hindurch, wie durch die Pfeile 68 in Abb. 6 angegeben, verteilt sich gemäß den Pfeilen 69 in derselben Abbildung, und strömt gemäß den Pfeilen 16, 17, 18 und 19 in Abb. 2 zurück. Die Luft, die sich in der Luftkammer 34 sammelt, drückt das Niveau des darin enthaltenen Wassers nach unten, ähnlich wie dies bei der anderen Luftkammer 23 der Fall ist. Sobald der Wasserstand auf die Höhe der strichpunktierten Linie 70 in Abb. 6 heruntergedruckt ist, tritt die Luft durch die Zwischenräume 44 und 42 sowie die Wasserdurchlaßöffnungen 40, 41 und 43 in den oberen Wasserpumpzylinder 20 aus, wie durch die Pfeile 71, 72 und 73 in Abb. 6 dargestellt. Hierdurch entsteht eine große Luftblase 74, die gemäß dem Pfeil 75 in Abb. 3 in dem Zylinder 20 aufsteigt. Das durch die Wasseransaugrohre 35 in den oberen Wasserpumpzylinder 20 angesaugte Wasser (gemäß den Pfeilen 76 in Abb. 3) wird nach oben gepumpt, wie durch den Pfeil 75 in Abb. 3 dargestellt, Das so gepumpte Wasser tritt am oberen Ende des oberen Wasserpumpzylinders 20 aus, wie durch den Pfeil 77 in Abb. 2 und Abb. 3 kenntlich gemacht, und mischt sich mit dem Oberflächenwasser sowie mit dem Wasser in der oberflächennahen Schicht, indem sich das austretende Wasser verteilt und zuruckströmt, wie durch die Pfeile 78, 79 und 80 in Abb. 2 verdeutlicht. Der obere und der untere Wasserpumpzylinder 20 und 13 werden durch das Gewicht 81 sowie durch die Schwimmkörper 36 in aufrechter Stellung gehalten.
Das sauerstoffreiche Wasser wird gemäß dem Pfeil 82 in Abb. 5 zugefuhrt, so daß das Wasser über die kleinen Wasserdurchlaßöffnungen 54 in den kurzen Zylinder 52 gelangt, sich dort mit dem gepumpten Wasser vermischt, und dann gemäß dem Pfeil 83 in Abb. 5 nach oben steigt. Infolgedessen strömt das sauerstoffreiche Wasser mit dem Aufstieg und der Verteilung des gepumpten Wassers zurück, wie durch die Pfeile 16, 17, 18 und 19 in Abb. 2 dargestellt, so daß sich die Menge gelösten Sauerstoffs in der Tiefenschicht der großen Wassermenge allmählich erhöht. Auf diese Weise wird die Menge gelösten Sauerstoffs in der großen Wassermenge verbessert.
In dem vorstehend erörterten Ausführungsbeispiel wird das sauerstoffreiche Wasser dem unteren Wasserpumpzylinder 13 zugefuhrt. Die Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt; vielmehr kann das sauerstoffreiche Wasser gegebenenfalls auch dem oberen Wasserpumpzylinder 20 zugeführt werden.
Das intermittierend arbeitende Druckluft-Wasserpumpaggregat ist im vorstehenden Ausführungsbeispiel mit einem oberen und einem unteren Wasserpumpzylinder ausgestattet. Die Erfindung ist jedoch keineswegs auf eine solche Bauweise beschränkt, sondern kann auch auf andere Weise ausgeführt werden, so daß das Pumpaggregat aus einem einzigen Luft- und Wasserpumpzylinder oder mehreren gebündelten Luft- und Wasserpumpzylindern bestehen kann.

(Ausführungsbeispiel 2)

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Abb. 7 beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Vorrichtung zur Verbesserung der Menge gelösten Sauerstoffs in einer großen Wassermenge. Der Unterschied zwischen diesem Ausführungsbeispiel und dem vorstehend erörterten Ausführungsbeispiel 1 besteht darin, daß die oberen und unteren Luftkammern 88 und 23 des intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregats in Ausführungsbeispiel 2 einen praktisch identischen Aufbau aufweisen. Beim Ausführungsbeispiel 2 ist die untere Luftkammer 23 außerhalb des Unterteils eines unteren Wasserpumpzylinders 13 angeordnet, ein kurzer Zylinder 52 am unteren Ende des unteren Wasserpumpzylinders 13 angeschlossen, und eine Einspeisevorrichtung 52a für die Zufuhr sauerstoffreichen Wassers in den kurzen Zylinder 52 vorgesehen. Am oberen Ende des unteren Wasserpumpzylinders 13 ist ein Ring 84 angebracht.
Mehrere Tragstangen 85, die sich von diesem Ring 84 ausgehend erstrecken, tragen an ihren oberen Enden eine Leitplatte 86. Diese Leitplatte 86 weist mittig einen erhöhten Teil 86a auf. In einem Ring um diesen erhöhten Teil 86a sind mehrere Stutzbeine 87 vorgesehen, an deren oberen Enden ein kurzer Zylinder befestigt ist, der wiederum mit dem unteren Ende eines oberen Wasserpumpzylinders 20 in Verbindung steht. Am unteren Ende des oberen Wasserpumpzylinders 20 ist die Luftkammer 88 angeordnet. Über die Luftzufuhrschläuche 56 und 89, die an die Luftkammern 23 bzw. 88 angeschlossen sind, wird diesen Kammern kontinuierlich Druckluft zugefuhrt, so daß aus den Luftkammern intermittierend Luftblasen in den oberen und unteren Wasserpumpzylinder 20 bzw. 13 austreten und in diesen Zylindern nach oben steigen. Auf diese Weise wird Wasser nach oben gepumpt. Obzwar die Einspeisevorrichtungen 52a und 90, über die die Einleitung des sauerstoffreichen Wassers erfolgt, im vorliegenden Ausführungsbeispiel 2 an den unteren Enden der Luftkammern 23 bzw. 88 angeordnet sind, ist die vorliegende Erfindung keineswegs auf diese Ausführung beschränkt, sondern kann auch in anderer Weise so ausgeführt werden, daß die Einspeisevorrichtungen in den mittleren Höhenbereichen des unteren und oberen Wasserpumpzylinders 13 und 20 angeordnet sind, um Wasser in den mittleren Höhenbereichen der Wasserpumpzylinder einzuleiten.

(Ausführungsbeispiel 3)

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Abb. 8, 9 und 10 beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird sauerstoffloses Wasser aus einem See 91 von einer Pumpe 3 über ein Wasseransaugrohr 2 in einen Wasseraufbereitungsbehälter 4 hochgepumpt, wie in Abb. 9 dargestellt. Eine Pumpe 5 fördert Luft in einen Luftaufbereitungsbehälter 6. In diesem Luftaufbereitungsbehälter 6 wird der in der Luft enthaltene Stickstoff gebunden und die Luft somit in Luft von besonders hohem Sauerstoffgehalt (z.B. 80%) umgewandelt. Diese sauerstoffreiche Luft wird unter Druck in den Wasseraufbereitungsbehälter 4 geleitet, wie durch den Pfeil 92 verdeutlicht. In dem Wasseraufbereitungsbehälter 4 wird die sauerstoffreiche Luft in konventioneller Weise mit Wassertropfen in Berührung gebracht, so daß sich der Luftsauerstoff in diesen Wassertropfen löst und das Wasser in Wasser von hohem Sauerstoffgehalt (z.B. 40 mg/l) umgewandelt wird. Nach Auflösung des Sauerstoffs wird die restliche Luft zur Saugseite der Pumpe 5 zurückgeführt. Das sauerstoffreiche Wasser wird durch die Pumpe 93 unter Druck in ein Wasserverteilerrohr 95 gefördert, wie der Pfeil 94 in Abb. 9 verdeutlicht, und verteilt sich aus diesem Rohr schnell mit dem sauerstoffarmen Wasser, das dem See 91 zuströmt, wie durch den Pfeil 96 in Abb. 9 dargestellt. Beträgt die Zuflußrate sauerstoffarmen Wassers in den See 91 z.B. 80 t/sek und weist dieses sauerstoffarme Wasser einen durchschnittlichen Sauerstoffgehalt von 0,5 mg/l auf, so wird, wenn aus dem Wasserverteilerrohr 95 sauerstoffreiches Wasser in einer Menge von 10 t pro Sekunde austritt, der Sauerstoffgehalt des gesamten dem See 91 zuströmenden Wassers auf etwa 5 mg/l modifiziert. Da der Zustrom sauerstoffarmen Wassers in den See 91 in der Regel entlang dem Seeboden in Richtung auf die Mitte des Sees erfolgt, wie die Pfeile 97 und 98 in Abb. 8 verdeutlichen, wird eine große Zahl intermittierend arbeitender Druckluft-Wasserpumpaggregate 99, 99a und 99b in drei Reihen abwechselnd angeordnet und betrieben, so daß um jedes Pumpaggregat herum eine Abwärts- und Aufwärtsströmung ensteht. Hierdurch werden das dem See 91 zuströmende sauerstoffarme Wasser, das mit Sauerstoff gesättigte Oberflächenwasser und oberflächennahe Wasser sowie das sauerstoffarme oder sauerstofflose Wasser in der mittleren Tiefenschicht des Sees so miteinander vermischt, daß sie alle in aufbereitetes und verbessertes Wasser des vorgeschriebenen Sauerstoffgehalts umgewandelt werden.
Jedes der intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregate 99, 99a und 99b verfugt über einen Wasserpumpzylinder 100, eine Luftkammer 101, einen Schwimmer 102 sowie eine Fixierungsvorrichtung 103 wie z.B. einen Anker, wie in Abb. 8 und 10 dargestellt. Bei dem Wasserpumpzylinder 100 handelt es sich zwar um einen einzelnen Zylinder, doch können an seine Stelle auch mehrere (zwei bis zehn oder mehr) gebundelte Zylinder oder eine Kombination aus einem oberen und einem unteren Wasserpumpzylinder treten. Besteht der Wasserpumpzylinder 100 aus vier miteinander zu einem Bündel angeordneten Zylindern, die jeweils einen Durchmesser von 70 cm aufweisen, so ergibt sich fur den Wasserpumpzylinder eine Querschnittsfläche von 1,5 m². Wird das Wasser durch den Wasserpumpzylinder 100, der aus diesen gebündelten Zylindern besteht, mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1,5 m/sek gefördert, so ergibt sich eine Pumpleistung von etwa 200.000 t pro Tag. Installiert man dreißig Wasserpumpzylinder, die jeweils aus vier solcher gebündelten Zylinder bestehen, so steigt die Pumpleistung auf ca. 6.000.000 t pro Tag oder ca. 500.000.000 t in achtzig Tagen. Da sich das gepumpte Wasser mit Wasser jedoch in der Realität zehnmal schneller vermischt als ersteres, kann die gepumpte Wassermenge geringer als die vorstehend angegebene sein. Bei jeder der intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregate wird Druckluft unter Druck durch einen Luftzufuhrschlauch 103 in eine Luftkammer 101 eingeleitet, wie durch den Pfeil 104 in Abb. 10 verdeutlicht, und druckt den Wasserstand 105 in dieser Kammer nach unten. Sobald dieser Wasserstand 105 auf das Niveau der Wasserdurchlaßöffnungen 106 hinuntergedrückt ist, gelangt die Luft durch die Wasserdurchlaßöffnungen 106 und 106a in den Wasserpumpzylinder 100, wie durch die Pfeile 107 und 108 in Abb. 10 dargestellt, so daß diese Luft eine große Luftblase 109 bildet, die nach oben in den Zylinder steigt, um das darin befindliche Wasser hochzudrocken oder hochzusaugen. Das Wasser um das untere Ende des Wasserpumpzylinders 100 wird somit ebenfalls in den Zylinder gesaugt, wie durch die Pfeile 110 in Abb. 10 gezeigt, wodurch Wasser an die Oberfläche des Sees 91 gepumpt wird. Dieses an die Oberfläche des Sees 91 gepumpte Wasser mischt sich schnell mit dem Wasser zwischen dem oberen Ende des Wasserpumpzylinders 100 und der Seeoberfläche. Da die Geschwindigkeit des gepumpten Wassers in dem Zylinder 100 von dem diametral mittigen Teil des Zylinders 100 in Richtung auf dessen diametral peripheren Teil abnimmt, werden dem darin aufsteigenden Wasser Fremdkräfte verliehen, die bewirken, daß der Austritt des Wassers vom oberen Ende des Zylinders auf einer nach außen gerichteten Krümmungslinie erfolgt, wie durch die Pfeile 111 und 112 in Abb. 11 gekennzeichnet. Aus diesem Grunde mischt sich das aus dem Zylinder 100 austretende Wasser sehr schnell mit dem Wasser, das den Zylinder umgibt. Da sich der Unterschied im spezifischen Gewicht zwischen dem Wasser am Boden des Sees 91 bzw. in dessen bodennahen Bereichen einerseits und dem Wasser an der Oberfläche bzw. in den oberflächennahen Bereichen andererseits infolge der schnellen Vermischung des gepumpten Wassers mit dem ubrigen Wasser schnell abnimmt, verteilt sich das gemischte Wasser, ohne dabei schnell abzusinken, so daß sich das gemischte Wasser oft um mehrere Hundert bis mehrere Tausend Meter um den Wasserpumpzylinder 100 ausbreitet. Ordnet man die Wasserpumpaggregate 99, 99a und 99b jedoch abwechselnd in Abständen von je 100 m an, so verteilt sich das gemischte Wasser aufgrund der wechselseitiger Strömungsbeeinflussung bis etwa zur Hälfte des Abstands zwischen den einzelnen Wasserpumpzylindern. Infolgedessen entsteht eine Aufwärts- und Abwärtsströmung des gemischten Wassers, wie durch die Pfeile 113 und 114 in Abb. 8 verdeutlicht.

(Ausführungsbeispiel 4)

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Abb. 12 und 13 beschrieben. Während in Ausführungsbeispiel 3 das dem See 91 zuströmende Wasser mit sauerstoffreichem Wasser vermischt und das Wasser durch ein intermittierend arbeitendes Druckluft-Wasserpumpaggregat in eine Strömung sowie eine aufwärts und abwärts gerichtete Umwälzbewegung versetzt wird, um die Menge gelösten Sauerstoffs in dem gesamten im See enthaltenen Wasser zu erhöhen, wird im Ausführungsbeispiel 4 sauerstoffreiches Wasser am Boden dieses Sees 91 freigesetzt und das so gemischte Wasser durch intermittierend arbeitende Druckluft- Wasserpumpaggregate in aufwärts und abwärts gerichtete Strömungen versetzt, um die Menge gelösten Sauerstoffs im gesamten Wasser des Sees zu erhöhen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind nahe dem Boden des Sees 91 ein Wasseransaugrohr 2 sowie ein Wasserverteilungsrohr 95 angeordnet, wobei das in das Ansaugrohr angesaugte, sauerstofflose Wasser von einer Pumpe 3 einem Wasseraufbereitungsbehälter 4 zugeführt wird. In diesen Wasseraufbereitungsbehälter 4 wird Luft von hohem Sauerstoffgehalt (80%) so eingeleitet, daß der Sauerstoff in dem sauerstofffreien Wasser in Lösung geht. Auf diese Weise wird das sauerstofffreie Wasser in Wasser von hohem Sauerstoffgehalt (40 mg/l) umgewandelt. Dieses sauerstoffreiche Wasser wird dann von einer Pumpe 93 durch das Wasserverteilungsrohr 95 zuruck an den Boden des Sees gefördert. Intermittierend arbeitende Druckluft- Wasserpumpaggregate 99 und 99a versetzen das Wasser in eine aufwärts und abwärts gerichtete Strömung, um eine wirksame Durchmischung zu gewährleisten und eine gleichmäßige Verteilung des gelösten Sauerstoffs im gesamten Wasser des Sees 91 (ähnlich Ausführungsbeispiel 3) zu bewirken.

(Ausführungsbeispiel 5)

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Abb. 14, 15, 16 und 17 beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der untere Teil eines Lösungsbehalters 116 mit gelöschtem Kalk 117 befüllt, und zwar dergestalt, daß wasserdurchlässige Gefäße, die diesen gelöschten Kalk enthalten, z.B. in geeigneter Weise in dem Behälter gestapelt werden. Am unteren Teil des Behälters 116 ist ein Wasserspeiseleitung 118 angeschlossen, in der eine Pumpe 119 sowie ein Ventil 120 angeordnet sind. Am oberen Teil des Lösungsbehälters 116 ist das anströmseitige Ende einer Transportleitung 121 angeschlossen, an deren abströmseitigen Ende sich ein Vorratsbehälter 122 für die Lösung befindet. An diesem Vorratsbehälter 122 für die Lösung ist das anströmseitige Ende einer Wasserförderleitung 124 angeschlossen, in der eine Pumpe 123 vorgesehen ist. Das abströmseitige Ende dieser Wasserförderleitung 124 steht mit dem Wasseransaugzylinder 126 eines intermittierend arbeitenden Druckluft- Wasserpumpaggregats 125 in Verbindung. Wenn die Pumpe 119 in Betrieb ist, um z.B. Wasser von einem Staubecken in den Lösungsbehälter 116 hochzupumpen, wie durch den Pfeil 127 in Abb. 14 verdeutlicht, so passiert dieses Wasser den gelöschten Kalk 117 und sammelt sich in dem Behälter. Der Überstand des in dem Behälter 116 gesammelten Wassers wird von dort durch die Transportleitung 121 abgezogen, wie durch den Pfeil 128 in Abb. 14 dargestellt. Wenn das Niveau des Wasser-Überstandes über demjenigen des Vorratsbehälters 122 fur die Lösung liegt, kann auf eine Pumpe zur Förderung des Überstandes in den Vorratsbehälter sogar verzichtet werden. Ist der Lösungsbehälter 116 hermetisch dicht verschlossen, so gelangt der Überstand des darin befindlichen Wassers durch die Wirkung der Pumpe 119 automatisch in die Wasserleitung 121, wie durch den Pfeil 129 in Abb. 14 verdeutlicht. Das auf diese Weise in den Vorratsbehälter 122 fur die Lösung geförderte Wasser wird von der Pumpe 123 in den Wassersaugzylinder 126 gepumpt, wie der Pfeil 130 in Abb. 14 zeigt.
Der Wasserpumpzylinder 131 des intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregats 125 besteht aus einer Kombination 132 von vier gebündelten Zylindern 131a, 131b, 131c und 131d sowie dem einzelnen Wasseransaugzylinder 126, der unten an dieser Kombinationsanordnung angebracht ist. Die Wasserleitung 124 ist an dem Wasseransaugzylinder 126 angeschlossen. Das Wasserpumpaggregat 125 verfügt über eine Luftkammer 133, die außerhalb des Unterteils des Wasseransaugzylinders 126 angeordnet ist. Außerhalb des Wasseransaugzylinders 126 ist ein beweglicher innerer Zylinder 134 mit fest vorgegebenem Abstand montiert. Außerhalb dieses inneren Zylinders ist ein ebenfalls beweglicher äußerer Zylinder 135 mit fest vorgegebenem Abstand angeordnet. Zwischen dem inneren Zylinder und dem äußeren Zylinder befindet sich ein Trennzylinder 136. Auf diese Weise wird die Luftkammer 133 gebildet. Der Raum 137 zwischen dem Wasseransaugzylinder 126 und dem inneren Zylinder 134, der Raum 138 zwischen dem inneren Zylinder 134 und dem Trennzylinder 136 sowie der Raum 139 zwischen dem Trennzylinder 136 und dem äußeren Zylinder 135 sind jeweils an ihrem oberen Ende mit einer oberen Deckelplatte 140 verschlossen. Die Räume 137 und 138 sind an ihrem unteren Ende mit der Abschlußplatte 141 abgeschlossen. Im oberen Teil des Trennzylinders 136 bzw. dem unteren Teil des inneren Zylinders 134 sind Wasserdurchlaßöffnungen 142 und 143 angeordnet, so daß die Räume 137, 138 und 139 durch diese Öffnungen miteinander verbunden sind. Zwischen dem Raum 137 und dem Inneren des Wasseransaugzylinders 126 besteht eine Verbindung in Form der Wasserdurchlaßöffnung 144. Vorgesehen sind daneben eine Druckluft- Speiseleitung 145, ein Gewicht 146, eine Deckplatte 147 zur Verhinderung des Eintretens von Schlamm o.ä. in den Wasserpumpzylinder 131 infolge des Aufwühlens von Schlamm o.ä. vom Boden des Staubeckens o.ä., sowie ferner der Schwimmer 148. Da das intermittierend arbeitende Druckluft-Wasserpumpaggregat 125 durch die Auftriebskraft des Schwimmers 148 in Position gehalten wird, der am Oberteil des Wasserpumpzylinders 131 befestigt ist, und andererseits durch das Gewicht 146 nach unten gezogen wird, befindet sich das Pumpaggregat ständig frei schwimmend in einer aufrechten Stellung, wie in Abb. 17 gezeigt. Der Schwimmer 170 in Abb. 17 dient zur Anzeige der Position des Pumpaggregats 125. Wird die Luftkammer 133 kontinuierlich mit Druckluft beaufschlagt, wie durch den Pfeil 149 in Abb. 15 verdeutlicht, so sammelt sich diese Luft in der Kammer ausgehend von deren Oberteil und druckt den Wasserstand in der Kammer nach unten, wie der Pfeil 150 in Abb. 15 darstellt. Sobald der Wasserstand auf die Höhe der Wasserdurchlaßöffnungen 143 hinuntergedrückt ist, gelangt Luft durch die Wasserdurchlaßöffnungen 142, 143, 144 in den Wasseransaugzylinder 126, wie durch die Pfeile 151, 152 und 153 angedeutet. Es bildet sich eine große Luftblase, die nach oben aufsteigt und sich in mehreren Blasen 154 auf die vier Zylinder 131a, 131b, 131c und 131d aufteilt, in die die Luft auf diese Weise emporsteigt. Durch die Auftriebskraft der Blasen wird das Wasser unter den Blasen 154 hochgesaugt und das darüber befindliche Wasser hinaufgedrückt. Das geförderte Wasser tritt am oberen Ende des Wasserpumpzylinders 131 aus, hebt die Oberfläche 21 des Wassers in dem Staubecken an, wie durch die Pfeile 155 in Abb. 17 verdeutlicht, und sinkt anschließend ab, wie durch die Pfeile 157 in derselben Zeichnung dargestellt. Auf diese Weise wird dieses Wasser horizontal verteilt, wie die Pfeile 158 in derselben Zeichnung verdeutlichen. Das mit gelöschtem Kalk in hoher Konzentration versetzte Wasser, das in den Wasseransaugzylinder 126 eingeleitet wird, vermischt sich mit dem von dem Pumpaggregat 125 gefördeten Wasser derart, daß das gemischte Wasser in dem Wasserpumpzylinder 131 aufsteigt, wie durch den Pfeil 159 in Abb. 17 dargestellt, und sich schnell mit dem Wasser zwischen dem oberen Ende des Zylinders und der Oberfläche 21 des Wassers in dem Staubecken vermischt. Hierbei wird das schnell vermischte Wasser in den hochgewölbten Teil der Oberfläche 21 des in dem Staubecken befindlichen Wassers hinaufgedrückt und verteilt sich von hier aus, wie durch die Pfeile 157 in Abb. 17 verdeutlicht. Gemischtes Wasser steigt zu der Wasseroberfläche 21 empor, verteilt sich bis in eine Tiefe von z.B. 1 - 3 m unterhalb dieser Wasseroberfläche 21, erreicht die Wassergrenzlinie an der Staumauer, und sinkt gemäß den Pfeilen 160, 161 in Abb. 17 nach unten.
Der Wasserpumpzylinder 131 des intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregats 125 besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus vier gebündelten Zylindern mit darunter angeordnetem Wasseransaugzyliner. Die vorliegende Erfindung ist jedoch keineswegs auf diese Ausführung beschränkt, sondern kann auch auf andere Weise so ausgeführt werden, daß der Wasserpumpzylinder aus einem einzigen Zylinder und einem Wasseransaugzylinder oder aus einem oberen und einem unteren Wasserpumpzylinder besteht.
Das Wasser mit dem darin gelösten Anteil gelöschten Kalks wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in Wasseransaugzylinder 126 eingespeist, der den unteren Teil des Wasserpumpzylinders 131 bildet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch keineswegs auf diese Ausführung beschränkt, sondern kann auch in anderer Weise so ausgeführt werden, daß am unteren Ende des Wasserpumpzylinders ähnlich Ausführungsbeispiel 1 ein mit einer Einspeisungsvorrichtung versehener, kurzer Zylinder vorgesehen wird, über den die Einleitung des kalkhaltigen Wassers in das untere Ende des Wasserpumpzylinders erfolgt. Möglich ist auch eine noch andere Ausführung, bei der das Wasser mit dem darin gelösten Anteil gelöschten Kalks im mittleren Höhenbereich des Wasserpumpzylinders zugeführt wird.

(Ausführungsbeispiel 6)

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Abb. 18 beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein wasserdurchlässiges Gefäß 163 von Schwimmern 162 über einem intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregat 125 in Position gehalten, wobei sich in dem Gefäß 163 gelöschter Kalk befindet. Wird nun die Luftkammer des Pumpaggregats 125 mit Druckluft beaufschlagt, so mischt sich das von dem Aggregat nach oben geförderte Wasser (siehe Pfeile 164 in Abb. 18) mit dem Oberflächenwasser sowie dem Wasser der oberflächennahen Schichten eines Staubeckens o.ä. (ähnlich Ausführungsbeispiel 5), so daß sich das gemischte Wasser mit dem darin in Lösung befindlichen gelöschten Kalk gemäß den Pfeilen 165 und 166 in Abb. 18 verteilt und gemäß den Pfeilen 167 nach unten sinkt. Das so vermischte Wasser gelangt auf diese Weise bis auf den Boden des Staubeckens o.ä., wie durch die Pfeile 168 in Abb. 18 verdeutlicht, bevor es wieder nach oben steigt, wie durch den Pfeil 169 dargestellt. Auf diese Weise vermischt sich das Wasser, in dem sich gelöschter Kalk in hoher Konzentration in Lösung befindet, schnell mit dem Wasser in dem Staubecken o.ä., und zwar ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel 5.

(Ausführungsbeispiel 7)

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Abb. 19 beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann sauerstoffreiches Wasser und/oder Wasser mit einem darin gelösten Anteil gelöschten Kalks dem Wasserpumpzylinder eines intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregats in Abhängigkeit von der Sauerstoffkonzentration in dem aufbereiteten Wasser sowie dessen pH-Wert und Qualität zugeführt werden, so daß sich das sauerstoffreiche Wasser und/oder das Wasser mit dem darin gelösten Anteil gelöschten Kalks mit dem von der Pumpe geförderten Wasser vermischt. Die apparative Ausstattung dieses Ausführungsbeispiels wurde vorstehend bereits fur die Ausführungsbeispiele 1, 2, 3, 4 und 5 erläutert.

Claims

1. Verfahren zur Verbesserung der Qualität einer großen Wassermenge, wobei vorbehandeltes Wasser von hohem Sauerstoffgehalt - d.h. über 5 mg/l - und/oder vorbehandeltes Wasser mit einem Anteil gelöschten Kalks so in das von einem intermittierend arbeitenden Druckluft- Pumpaggregat geförderte Wasser eingebracht wird, daß sich das vorbehandelte Wasser im Zuge der Diffusion und des Umlaufs des von der Pumpe geförderten Wassers in der großen Wassermenge verteilt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei ein Anteil Wasser der großen Wassermenge entnommen und durch geeignete Behandlung in das vorgenannte hoch sauerstoffhaltige Wasser umgewandelt wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die Gewinnung des hoch sauerstoffhaltigen Wassers dadurch erfolgt, daß Luft von hohem Sauerstoffgehalt - d.h. 60 bis 90% - in den genannten Wasseranteil eingemischt wird.

4. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Anspruche, wobei das intermittierend arbeitende Druckluft-Pumpaggregat über obere und untere Wasserpumpzylinder verfügt und das Pumpen des Wassers am oberen und/oder unteren Wasserpumpzylinder erfolgt.

5. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei durch die Diffusion des vorbehandelten, gelöschten Kalk enthaltenden Wassers in Verbindung mit der Diffusion und dem Umlauf des von der Pumpe geförderten Wassers der pH-Wert der großen Wassermenge eingestellt wird.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei aus dem Kalzium, das in dem vorbehandelten, gelöschten Kalk enthaltenden Wasser vorhanden ist, und aus Phosphor, der in der großen Wassermenge gelöst vorliegt, eine kalzium- und phosphorhaltige Verbindung hergestellt wird, die eine unlösliche Ablagerung bildet, so daß der gelöste losphor aus der großen Wassermenge entfernt und dadurch die Qualität der großen Wassermenge verbessert wird.

7. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Wasser in den unteren Teil eines gelösten Kalk enthaltenden Lösungsbehälters eingespritzt und der Wasserüberstand aus diesem Behälter aus dem Oberteil des Behälters abgezogen und in das von dem Pumpaggregat geförderte Wasser eingebracht wird.

8. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Einbringung des vorbehandelten Wassers außerhalb des Pumpaggregats erfolgt.

9. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die Einbringung des vorbehandelten Wassers auf der Anströmseite des Pumpaggregats erfolgt.

10. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die Einbringung des vorbehandelten Wassers auf der Abströmseite des Pumpaggregats erfolgt.

11. Verfahren gemäß einem der Anspruche 1 bis 7, wobei die Einbringung des vorbehandelten Wassers innerhalb des Pumpaggregats erfolgt.

12. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei an dem Austrittsort des von dem Pumpaggregat geförderten Wassers gelöschter Kalk vorhanden ist, so daß sich Wasser, in dem gelöschter Kalk in Losung vorliegt, im Zuge der Diffusion und des Umlaufs des von dem Pumpaggregat geförderten Wassers mit der großen Wassermenge mischt.

13. Vorrichtung zur Verbesserung der Qualität einer grossen Wassermenge, ausgestattet mit einem in der großen Wassermenge angeordneten Druckluft-Wasserpumpaggregat (12;99;125), gekennzeichnet durch Mittel (53;95;124; 163) zur Einbringung vorbehandelten Wassers von hohem Sauerstoffgehalt - d.h. über 5 mg/l - und/oder Wassers mit einem Anteil gelöschten Kalks in das von dem genannten Aggregat (12;99;125) geförderte Wasser, und zwar dergestalt, daß sich das vorbehandelte Wasser im Zuge der Diffusion und des Umlaufs des von der Pumpe geförderten Wassers in der großen Wassermenge verteilt.

14. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei die Einbringung des vorbehandelten Wassers durch das genannte Mittel außerhalb des Pumpaggregats erfolgt.

15. Vorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei die Einbringung des vorbehandelten Wassers durch das genannte Mittel auf der Anströmseite des Pumpaggregats erfolgt.

16. Vorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei die Einbringung des vorbehandelten Wassers durch das genannte Mittel auf der Abströmseite des Pumpaggregats erfolgt.

17. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei die Einbringung des vorbehandelten Wassers durch das genannte Mittel innerhalb des Pumpaggregats erfolgt.

18. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 13 - 17, wobei das genannte Mittel eine Vorrichtung (52a;95) zum Auslaß hoch sauerstoffhaltigen Wassers umfaßt, die an ein System (4) zur Erzeugung hoch sauerstoffhaltigen Wassers angeschlossen ist, und dieses System wiederum mit einer Wasser-Einlaßvorrichtung (2,3) in Verbindung steht.

19. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, wobei die genannte Auslaßvorrichtung (52a) mit einem Wasserpumpzylinder (13) des intermittierend arbeitenden Druckluft-Pumpaggregats gekoppelt ist.

20. Vorrichtung gemäß Anspruch 18 oder 19, wobei das System zur Erzeugung hoch sauerstoffhaltigen Wassers über einen Anreicherungsbehälter (6) verfügt, der mit einem Stickstoff-Adsorptionsmittel befüllt ist und eine Umgebungsluft-Einlaßöffnung sowie eine Auslaßöffnung für die sauerstoffangereicherte Luft aufweist, wobei diese letztgenannte Auslaßöffnung an einen Wasseraufbereitungsbehälter (4) angeschlossen ist.

21. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei das abströmseitige Ende eines Wasserspeiserohrs (118) am Unterteil eines gelöschten Kalk enthaltenden Lösungsbehälters (116), das anströmseitige Ende eines Wasserförderrohrs (121) am Oberteil des Behälters (116) und das abströmseitige Ende des Wasserförderrohrs (121) am Wasserpumpzylinder (126) des intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregats (125) angeschlossen ist.

22. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei ein zur Durchleitung von Wasser geeigneter und mit gelöschtem Kalk befüllter Behälter (163) im Diffusionsweg des gepumpten Wassers am Oberteil eines Wasserpumpzylinders des intermittierend arbeitenden Druckluft-Wasserpumpaggregats (125) angeordnet ist.

23. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei an dem Wasserpumpzylinder des intermittierend arbeitenden Druckluft- Wasserpumpaggregats das abströmseitige Ende eines Wasserförderrohrs zur Zuleitung des hoch sauerstoffhaltigen Wassers sowie das abströmseitige Ende eines Wasserförderrohrs zur Zuleitung des gelöschten Kalk in Lösung enthaltenden Wassers angeschlossen ist.

24. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 13 - 23, wobei das intermittierend arbeitende Druckluft-Wasserpumpaggregat über einen einzigen Zylinder, mehrere Zylinder oder eine Kombination aus einem oberen und einem unteren Zylinder verfügt.