DE2225976C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Sauerstoffanreicherung des Wassers in Gewässern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sauerstoffanreicherung des Wassers in Gewässern, die tief genug zur Bildung zweier übereinanderliegender Temperaturschichten während der Sommerzeit sind, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

In Seen mit einer Tiefe von mehr als etwa 8 bis 10 Metern entstehen in der warmen Jahreszeit und im Winter zwei verschiedene übereinanderliegende Schichten, nämlich eine obere, wärmere Schicht, das sogenannte Epilimnion, und eine tiefere, kältere Schicht, das sogenannte Hypolimnion. Die Grenze zwischen diesen beiden Schichten befindet sich normalerweise in einer Tiefe von etwa 8 bis 10 Metern. Bei extrem kleinen Seen kann dieser Wert auf 3 bis 5 Meter sinken, bei extrem großen Seen oft 20 bis 30 Meter ansteigen. Das Epilimnion steht in guter Berührung mit der Atmosphäre und ist dadurch in der Lage, aus dieser Sauerstoff in gelöster Form aufzunehmen. In dieser oberen Schicht erzeugen besonders im Sommer Pianktonalgen organische Stoffe mit Sauerstoff als Nebenprodukt Wenn die Nährstoffkonzentrationen im Epilimnion von Natur aus oder durch menschliche Einwirkung hoch sind, geht die Erzeugung der organischen Stoffe schnell vonstatten.

Ein großer Anteil dieser Stoffe sinkt nach Absterben in die kältere, untere Schicht ab, wo diese Stoffe auf natürlichem Wege von Bakterien in ihre anorganischen Komponenten zerlegt werden. Diese Zerlegung tritt jedoch nur dann in ihrer natürlichen aeroben Form auf, solange im Wasser des Hypolimnions Sauerstoff vorhanden ist.

Wenn dsr Sauerstoff für diese Art der organischen Zersetzung im Hypolimnion nicht ausreicht, beginnt die Zersetzung durch anaerobe Bakterien, primär unter

Entwicklung von Schwefelwasserstoff (H2S).

Weiterhin ist es bekannt, daß die im Seeboden gebundenen Nährsalze nur dann dort gebunden bleiben, solange das Wasser direkt über dem Seeboden Sauerstoff enthält, jedoch ins Seewasser in Lösung gehen, falls der Sauerstoffgehalt auf 0 abfällt und z. B. durch Schwefelwasserstoff ersetzt wird.

Dies bedeutet also, daß bei anaeroben Verhältnissen im Hypolimnion während der stillen temperaturgeschichteten Periode, die nach der durch den Temperaturausgleich bedingten Umwälzung des Wassers im Frühjahr und im Herbst einsetzt, Nährsalze von der früher oxydierten Schlammschicht am Grund des Gewässers in das darüber befindliche sauerstofflose Wasser diffundieren. In der nächsten Umwälzung werden diese Nährsalze über die Gesamtmenge des Wassers verteilt und stehen damit für eine weitere verstärkte organische Produktion zur Verfügung. Damit erfolgt mit jedem Jahreszeitenwechsel ein fortgesetztes Anwachsen der Erzeugung organischer Stoffe, wodurch Has Sauerstoffgleichgewicht zunehmend verschlechtert wird. Auch wenn die eigentliche Ursache »Überdüngung« des Sees durch z. B. Abwässer behoben wird, hat ein solcher See im allgemeinen keine Möglichkeit mehr,

diese Entwicklung ohne Hilfe von außen zu unterbrechen.

Eine Möglichkeit, dem See aus dieser Situation herauszuhelfen, besteht darin, dem Wasser künstlich Sauerstoff zuzuführen. Der Sauerstoff soll dabei der s unteren, sauerstoffverzehrenden und dadurch an Sauerstoff armen Schicht, nämlich dem Hypolimnion, zugeführt werden. Dazu ist es erforderlich, daß das nährsalzreiche Hypolimnion-Wasser nicht mit Gern sauerstoffreichen Oberflächenwasser des Epilimnions vermischt wird, weil wegen der zunehmenden Verbreitung der Nährsalze und der sich daraus ergebenden Überproduktion an organischem Stoff dann ein vollständiger Mangel an Sauerstoff innerhalb des ganzen Sees auftreten kann. Außerdem ist zu bedenken, daß ein solcher See von Natur aus eine Fauna und Flora besitzt, die auf die Existenz einer kalten Tiefenschicht URd einer warmen Oberflächenschicht abgestimmt ist

Um diesen Bedingungen zu genügen, ist bereits versucht worden, das Hypolimnion-Wasser eines mit Sauerstoff anzureichernden Sees durch Einleitung von Luft in große Tiefe innerhalb einer bis zur Wasseroberfläche reichenden, ringsum vom See getrennten Bahn nach Art einer Lufthebepumpe aufwärts zu fördern und nach Erreichen der Atmosphäre im äußeren Bereich 2s dieser Bahn nach abwärts wieder in die Tiefe des Hypolimnions zurück- und in dieses hineinzuführen. Dieses in Arch. Hydrobiol. 63, 1967, auf den Seiten 419 bis 421 zusammen mit einer Vorrichtung zu seiner Durchführung beschriebene Verfahren hat jedoch wesentliche Nachteile. Da die Löslichkeit von Sauerstoff im Wasser vom Druck abhängig ist, entspricht der Sauerstoffgehalt des in das Hypolimnion wieder eintretenden Wassers praktisch nur der Löslichkeit bei atmosphärischem Druck. Andererseits kann nicht vermieden werden, daß sich aufsteigendes mit absinkendem Wasser innerhalb der geschlossenen Bahn vermischt und dadurch bei einer erwünschten Erhöhung der Durchflußgeschwindigkeit des Wassers ungelöste Luftblasen vom ausströmenden Wasser in das Hypolimnion mitgenommen werden und beim Aufstieg die Temperaturschichtung des Wassers stören.

Ein weiterer Nachteil ist die erforderliche Größe der Lufthebepumpe zur Überbrückung der Epilimnionsschicht bis zur Wasseroberfläche durch die wegen der Doppelströmung notwendige Verwendung eines Rohrs großen Durchmessers (2 Meter) mit einer Länge von 30 Metern und darüber hinaus, das die Handhabung der zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Vorrichtung recht schwierig gestaltet

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehend erwähnten Nachteile zu beseitigen und die Behandlung ohne Störung der Temperaturschichtung des Wassers unaufwendig durchzuführen, wobei die zu behandelnde Teilmenge des Wassers und der in diese einzuleitende Sauerstoff ständig unter einem Lösungsdruck gehalten werden, wie er im Hypolimnion selbst existiert, so daß bei beispielsweise einer Einleittiefe von 20 m für den Sauerstoff die Verdreifachung des Lösungsvermögens gegenüber dem an der Wasseroberfläche voll ausge- ro nutzt werden kann.

Ausgehend von dem oben erwähnten vorbekannten Verfahren zur Sauerstoffanreicherung des Wassers in einem Gewässer, bei welchem in die tiefere, kältere Schicht — das sogenannte Hypolimnion — Luft eingeleitet und innerhalb einer vom Wasser getrennten unten offenen Bahn zusammen mit dem aus dem Gewässer nachströmenden und nach Lösung von Luft seitlich in das Hypolimnion zurückströmende Wasser nach Art einer Lufthebepumpe aufwärts geführt wird, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die aufsteigenden Luftblasen auf einer im Hypolimnion liegenden Höhe unter Bildung eines konstant gehaltenen Luftpolsters aufgefangen und innerhalb einer vom Wasser getrennten Bahn gesteuert zur Wasseroberfläche weitergeleitet werden. Da der Druck im Luftpolster zwangsläufig dem Wasserdruck in der Tiefe des ihn begrenzenden Wasserspiegels entspricht, wird auf diese Weise sichergestellt, daß sich nur soviel Luft in dem Luftpolster sammelt und von dort gesteuert zur Wasseroberfläche weitergeleitet wird, wie das darunter befindliche Wasser innerhalb der getrennten Bahn trotz des dort herrschenden hohen Drucks nicht zu lösen vermag, so daß das in das Hypolimnion zurückströmende Wasser in erwünschter Weise nahezu mit gelöstem Sauerstoff bzw. gelöster Luft gesättigt ist

Um den Grad an Sicherheit noch zu erhöhen, daß nicht etwa doch ungelöste Luft aus dem Luftpolster in das Hypolimnion eintritt, wird in vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens das mit Luft angereicherte Wasser vom Luftpolster zur Wiedereintrittshöhe in das Hypolimnion getrennt vom Lufthebebereich nach abwärts geführt

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem beiderseits offenen, aufrechtstehenden Rohr, an dessen unterem Ende die Austrittsdüse einer an eine Druckluftquelle anschließbaren Luftleitung angeordnet ist zeichnet sich erfindungsgemäß dann durch ein mit seiner nach unten gerichteten öffnung das obere Rohrende aufnehmendes glockenförmiges Gehäuse aus, das im obersten Bereich eine Luftauslaßöffnung mit einer in die Atmosphäre führenden Leitung aufweist in welcher Mittel zur Drosselung des Luftstroms innerhalb dieser Leitung vorgesehen sind, und in dem im unteren Bereich Auslaßöffnungen angeordnet sind.

Eine ähnliche Vorrichtung ist zwar bereits aus der US-PS 35 03 593 bekannt. Die bekannte Vorrichtung ist jedoch nicht zur Sauerstoffanreicherung des Wassers in geschichteten Gewässern geeignet, sondern vornehmlich für Klärbecken bestimmt deren Inhalt bewußt mit aufsteigenden Luftblasen zur Förderung des Faulprozesses durchsetzt werden soll, und weist demzufolge auch nur einen kurzen Rohrstutzen auf, dessen Oberkante in gleicher Höhe wie die Unterkante des glockenförmigen Gehäuses endet und dort ein von der Wasseroberfläche über eine senkrechte Welle angetriebenes Flügelrad umschließt, welches das Wasser durch den Rohrstutzen in das glockenförmige Gehäuse fördert und dort mit der in dieses von oben oder durch den Rohrstutzen eingeleiteten Luft sprudelnd durchmischt, so daß das Wasser anschließend mit einem möglichst großen Anteil an Luftblasen an der Unterkante des glockenförmigen Gehäuses vorbei in das Klärbecken austritt Die vorbekannte Vorrichtung bewirkt somit im bestimmungsgemäßen Betrieb genau das Gegenteil, als mit der Erfindung im Hinblick auf die Vermeidung jeglicher Störung der Temperaturschichtung des Wassers angestrebt wird.

Weitere Merkmale zur vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen 4 bis 10.

Das erfindungsgemäße Verfahren und ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zu seiner Durchführung werden nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Prinzipdarstellung der thermischen Schichtung des Wassers in einem tiefen See während des Sommers,

F i g. 2 in schematischer Darstellung das Wasseraufbereitungsverfahren gemäß der Erfindung,

F i g. 3 einen senkrechten Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig.4 einen Horizontalschnitt nach Linie IV-IV in F i g. 3, demgegenüber F i g. 3 einen Schnitt nach Linie III-IIlinFig.4zeigt

Gemäß der Darstellung in F i g. 1 hat die obere Schicht eines beispielsweise über 20 m tiefen Gewässers, das sogenannte Epilimnion, eine Temperaturverteilung vor etwa 20° an der Oberfläche bis zu 4° bei etwa 10 m Tiefe, während die untere Schicht, das Hypolimnion eine konstante Temperatur von 10 m Tiefe weiter nach unten aufweist

Gemäß dem in F i g. 2 veranschaulichten erfindungsgemäßen Verfahren wird in das Hypolimnion durch eine Leitung 10 Luft in den See geleitet. Diese Leitung endet am unteren Ende eines aufrechtstehenden Rohres 11, das oben und unten offen ist. Wenn nun durch die Leitung 10 Luft in das Wasser gedrückt wird, steigen Blasen durch das Rohr 11 auf, die wie eine Lufthebepumpe wirken. Das obere Ende des Rohres 11 ist innerhalb eines im wesentlichen glockenförmigen Gehäuses 12 angeordnet, dessen Aufgabe darin besteht, die aufsteigenden Luftblasen aufzufangen. Im obersten Teil des Gehäuses 12 bildet sich auf diese Weise ein Luftvoiumen 13, dessen Größe durch ein druckempfindliches Drosselventil 14 steuerbar ist Überschüssige Luft wird durch das Ventil 14 und eine Leitung 15 zur Atmosphäre abgeleitet Das Wasser kommt mit den aufsteigenden Luftblasen innerhalb des Rohres 11 ebenso wie mit dem Luftvolumen 13 im Gehäuse 12 in Berührung.

Das neue Verfahren besteht darin, daß das Wasser mit den Luftblasen durch das Rohr 11 hochsteigt, das Luftvolumen 13 passiert und aus dem Gehäuse austritt Es ist wichtig, daß die Luftblasen daran gehindert werden, das Gehäuse zusammen mit dem ausfließenden Wasserstrom zu verlassen, weil frei aufsteigende Luftblasen eine unerwünschte Aufwärtsströmung innerhalb des Wassers mit sich bringen würde, die ihrerseits die thermische Schichtung des Wassers stören würde.

Die F i g. 3 und 4 zeigen nun die genauere Ausbildung einer Vorrichtung zur Sauerstoffanreicherung des Wassers gemäß der Erfindung. Die Vorrichtung hat ein Gehäuse 21, das aus einem oberen Teil 22, einem Zwischenteil 23 und einem unteren Teil 24 besteht Das Gehäuse hat Kreisquerschnitt, und der obere Teil 22 und der mittlere Teil 23 sind kegelförmig bzw. kegelstumpfförmig ausgebildet Der untere Teil 24 ist demgegenüber zylindrisch und mit drei radial angeordneten Auslaßöffnungen 25a—c versehen. Der untere Teil 24 hat ferner einen Boden 26 mit einer zentralen kreisförmigen öffnung. Darüber hinaus enthält die Vorrichtung ein aufrechtstehendes Rohr 27, dessen oberes Ende sich innerhalb des Gehäuses 21 in Höhe des mittleren Gehäuseteils 23 befindet und nach abwärts durch die kreisförmige öffnung aus dem Gehäuse herausragt

Am unteren Ende des Rohres 27 ist eine Ringdüse 28 (s. Fig.4) befestigt, die an eine (nicht dargestellte) Druckluftquelle über einen Schlauch 29 angeschlossen ist

Das Rohr 27 ist an drei symmetrisch am unteren Gehäuseteil 24 verteilten Stutzen befestigt, von denen nur zwei Stützen 30a und 30b in F i g. 3 sichtbar sind unc wird in Radialrichtung durch drei symmetrisch angeord nete Führungsrahmen 31a—c abgestützt, die an dei Innenseite des Gehäuses 21 angebracht sind. Du Befestigung des Rohres 27 macht eine Axialverstellunj im Verhältnis zum Gehäuse möglich. Zu diesem Zwecl ist das Rohr 27 mit axial gerichteten Montageleister 32a—c versehen, die eine Anzahl Löcher zur Befestigung des Rohres 27 in verschiedenen axialen Stellunger

to mit Hilfe von Schraubverbindungen enthalten.

Diese Anordnung macht es möglich, den ringförmigen Spalt zwischen dem oberen Ende des Rohres 27 unc der kegelförmigen Innenfläche des Gehäuses 21 zi verändern, wodurch die Geschwindigkeit des abwärt!

! 5 gerichteten Wasserstromes in Übereinstimmung mit de: zugeführten Luftmenge geregelt werden kann. Diese Geschwindigkeit muß unter der Aufstiegsgeschwindig keit der Luftblasen gehalten werden, um zu vermeiden daß die Luftblasen mit der Wasserströmung nach unter mitgenommen werden.

Der obere Teil 22 des Gehäuses 21 ist al; Luftsammeiglocke ausgebildet und mit einer Luftauslaß öffnung 33 versehen, die mit der Atmosphäre über eine Leitung 34 und ein einstellbares Luftstromsteuerventi 35 in Verbindung steht

An die Auslaßöffnungen 25a—c im unteren Teil 24 des Gehäuses sind Auslaßrohre 39a—c angeschlossen die mit Luftfallen 36a—c versehen sind, von denen eine jede aus einem Rohr mit dem gleichen Durchmesser wie die Auslaßöffnung 25s—c besteht und mit einei glockenförmigen Ausweitung versehen ist. Die Luftfallen 36a—c stehen mit der Atmosphäre über Leitunger 37a—c in Verbindung, welche Luftstromsteuerventile enthalten, von denen nur zwei bei 38a bzw. 38b in F i g. 3 sichtbar sind. Die Auslaßrohre 39a—c können aus dünnwandigen Kunststoffrohren bestehen, deren Vorteil darin liegt, daß sie billig, leicht und einfach zu handhaben sind.
Die im Beispiel gezeigte Ausführungsform det erfindungsgemäßen Vorrichtung besitzt auch eine Stabilisiereinrichtung, welche aus am Oberteil 22 des Gehäuses angebrachten Schwimmkörpern 40 und 41 und drei sich vom Gehäuse 21 radial erstreckenden Armen besteht, von denen nur die Arme 42a und b in der

Zeichnung zu erkennen sind. Die Arme 42a und b sind —

ebenso wie der nicht gezeigte dritte Arm — mit Hilfe von Stahltrossen 43a bzw. 436 od. dgl. an einem auf dem

Grund des Sees ruhenden Ankerblock 44 befestigt Die in Fig.3 und 4 gezeigte Vorrichtung besitzt

so schließlich noch eine Sicherheitseinrichtung, die aus im Oberteil 22 des Gehäuses 21 angeordneten Ventiüdappen 45 besteht Über Stahlseile 46 sind diese Ventilklappen 45 mit einem Belastungsgewicht 47 verbunden, das normalerweise auf dem Grunde des Sees liegt

Die Sauerstoffanreicherungsvorrichtung gemäß der Erfindung wird von einer von einem (nicht dargestellten) Schwimmergefäß getragenen Plattform aus betrieben, auf welcher der Drucklufterzeuger angeordnet ist Auf der schwimmenden Plattform befindet sich ferner eine Hebevorrichtung, mittels welcher die gesamte Vorrichtung gehoben oder in die Betriebslage abgesenkt werden kann. Die Betriebsplattform bildet keinen Teil der Erfindung und ist aus diesem Grunde in der

b5 Zeichnung nicht dargestellt

Die vorstehend erläuterte Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Um das Wasser durch Luftbehandlung mit Sauerstoff

anzureichern, wird die erfindungsgemäße Vorrichtung in das Hypolimnion abgesenkt, das sich in einer Tiefe unterhalb 8 bis 10m befindet. Die gewünschte Tiefe wird dadurch erhalten, daß die Vorrichtung so lange abgesenkt wird, bis der Ankerblock 44 und das Belastungsgewicht 47 auf dem Grunde des Sees ruhen. Die Schwimmkörper 40 und 41 sind so bemessen, daß sie den Hauptteil des Gewichtes der Vorrichtung, vom Ankerblock 44 und dem Belastungsgewicht 74 abgesehen, tragen. Dies bedeutet, daß die Schwimmkörper 40, 41 die Vorrichtung in aufrechtstehender Stellung halten. Die Längen der Stahltrossen 43a, 43b, welche die Vorrichtung mit dem Ankerblock 44 verbinden, und des Stahlseils 46, welcher die Vorrichtung mit dem Bciasiungsgewicht 47 verbindet, sind so bemessen, daß -sich das untere Ende des Rohres 27 in einer Entfernung von etwa 2 bis 3 m vom Grunde des Sees befindet.

Die Vorrichtung beginnt zu arbeiten, sowie Druckluft der Düse 28 von der Druckluftquelle über die Leitung 29 zugeführt wird. Die Luft verläßt die Düse in Form von Blasen, die durch das Rohr 27 aufsteigen und das umgebende Wasser mitnehmen. Diese Lufthebepumpe fördert das Wasser nach oben durch das Rohr 27 in das Gehäuse 21.

Wenn die Luftblasen das aufrechtstehende Rohr 27 verlassen, setzen sie ihren Anstieg fort und werden schließlich gesammelt und zu einem Luftvolumen innerhalb des obersten Gehäuseteils 21 vereinigt. Aufgrund des Druckes des Luftvolumens im oberen Gehäuseteil 22 muß das Wasser seine Strömungsrichtung ändern und bewegt sich nach unten durch den Ringspalt zwischen dem Gehäuse und dem aufrechtstehenden Rohr 27 und weiter nach auswärts durch die Auslaßöffnungen 25a—α Dann strömt das mit Sauerstoff angereicherte Wasser durch die Luftfallen 36a—c, in denen Luftblasen, die möglicherweise vom Wasserstrom mit nach unten genommen worden sind, aufsteigen und sich in dem glockenförmigen Gehäuse sammeln können. Dann wird das derart behandelte Wasser durch die Leitungen 39a—c über den See verteilt

Die um ihren Sauerstoffanteil verminderte Luft, die sich im oberen Teil 22 des Gehäuses 21 ansammelt, wird fortlaufend zur Atmosphäre durch den Luftauslaß 33, die Leitung 34 und das Ventil 35 geleitet Um zu vermeiden, daß der Luftauslaß als eine Lufthebepumpe für das Wasser wirkt, muß der Luftstrom gedrosselt werden. Dies geschieht durch das Luftstromsteuerventil 35. Dieses Ventil ist so eingestellt daß das Luftvolumen im Gehäuse so klein wie möglich gemacht und in seiner Größe konstant gehalten wird. Diese Luftströmungssteuerung ist wichtig, weil, wenn der Rückdruck in der Leitung 34 zu niedrig wäre, Wasser in die Leitung 34 eintreten würde und dadurch eine zweite Lufthebepumpe entstehen würde. Wenn andererseits der Rückdruck zu hoch wäre, würde das Luftvolumen innerhalb des Gehäuses zunehmen und schließlich eine Größe erreichen, bei welcher der Wasserumlauf innerhalb des Gehäuses unterbrochen würde und möglicherweise die gesamte Vorrichtung zur Wasseroberfläche hin ansteigen würde.

Um ein solches Ansteigen der gesamten Vorrichtung zu vermeiden, werden in einem solchen Falle die Ventilklappen 45 im Oberteil 22 des Gehäuses 21 augenblicklich geöffnet, wenn das gesamte Gewicht des Belastungsgewichtes 47 auf das Stahlseil 46 wirkt. Wenn die Ventilklappen 45 geöffnet werden, entströmt schnell

ίο eine große Luftmenge aus dem Gehäuse 21, wodurch das Luftvolumen innerhalb des Gehäuses und damit die auf die Vorrichtung wirkende Auftriebskraft schnell sinken.

In den Luftfallen 36a—c findet ein weiteres·

Ansammeln von Luftblasen statt. Diese Anordnung stellt eine wirksame Trennung der Luftblasen vom Wasser sicher, da jene Luftblasen, die nicht im Gehäuse 21 aufgefangen worden sind, später in den Luftfallen 36a—c gesammelt werden. Auf diese Weise kann die Umlaufmenge innerhalb des Gehäuses 21 relativ hoch sein, ohne die Gefahr, daß Luftblasen in das Hypolimnion austreten. Die gesammelte Luft wird von den Luftfallen 36a—c durch Drosselventile 38a—c in gleicher Weise wie aus dem Gehäuse 21 abgeführt

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Wasserstände innerhalb des Gehäuses 21 und innerhalb der Luftfallen 36a—c durch Drosselventile geregelt, die für eine Einstellung von Hand derart vorgesehen sind, daß die gewünschten Größen der Luftvolumen erreicht werden. Diese Ventilfunktionen können natürlich auch automatisch, beispielsweise durch Verwendung von Schwimmern als Fühler zur Erzielung einer Regelung des Luftstromes in Obereinstimmung mit den Wasserspiegeln betrieben werden.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung hat die Vorrichtung keine Luftfallen in den Auslaßleitungen, sondern ist mit einem weiteren Ringspalt zwischen dem Rohr 27 und dem Gehäuse 21 versehen, der ein Ansteigen der Umlaufmenge ohne Anwachsen der Geschwindigkeit des Wasserstromes durch das Gehäuse erlaubt Dies macht es außerdem möglich, die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers herabzusetzen und gleichzeitig die Durchsackgrate zu vergrößern. Durch Herabsetzung der Strömungsgeschwindigkeit des Wassers innerhalb des Gehäuses wird eine fast vollständige Sammlung der verbrauchten Luft im Gehäuse erreicht, die ein zweites Luftsammeln überflüssig macht

Die Größe des Luftvolumens innerhalb des Gehäuses

so kann durch eine Einrichtung geregelt werden, die auf das Gewicht der Vorrichtung innerhalb des Wassers anspricht Mit anderen Worten, wenn das Luftvolumen innerhalb des Gehäuses zu groß ist gleicht die auf die Vorrichtung wirkende Auftriebskraft das Gewicht der Vorrichtung aus. In diesem Fall muß das Steuerventil den Luftstrom in der Auslaßleitung derart vergrößern, daß das Luftvolumen innerhalb des Gehäuses sinkt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Sauerstoffanreichemng des Wassers in Gewässern, die tief genug zur Bildung zweier fibereinanderliegender Temperaturschichten während der Sommerzeit sind, wobei in die tiefere, kältere Schicht — das sogenannte Hypolimnion — Luft eingeleitet und innerhalb einer vom Gewässer getrennten, unten offenen Bahn zusammen mit dem aus dem Gewässer nachströmenden und nach Lösung von Luft seitlich in das Hypolimnion zurückströmenden Wasser nach Art einer Lufthebepumpe aufwärts geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die aufsteigenden Luftblasen auf einer im Hypolimnion liegenden Höhe unter Bildung eines konstant gehaltenen Luftpolsters aufgefangen und innerhalb einer vom Wasser getrennten Bahn gesteuert zur Wasseroberfläche weitergeleitet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Luft angereicherte Wasser vom Luftpolster zur Wiedereintrittshöhe in das Hypolimnion getrennt vom Lufthebebereich nach abwärts geführt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einem beiderseits offenen, aufrechtstehenden Rohr, an dessen unterem Ende die Austrittsdüse einer an eine Druckluftquelle anschließbaren Luftleitung angeordnet ist, gekennzeichnet durch ein mit seiner nach unten gerichteten öffnung das obere Rohrende aufnehmendes glokkenförmiges Gehäuse (21), das im obersten Bereich (22) eine Luftauslaßöffnung (33) mit einer in die Atmosphäre führenden Leitung (34) aufweist, in welcher Mittel (35) zur Drosselung des Luftstroms innerhalb dieser Leitung (34) vorgesehen sind, und in dem im unteren Bereich (24) Auslaßöffnungen (25a —(^angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das glockenförmige Gehäuse (21) und das aufrechtstehende Rohr (27) Kreisquerschnitt besitzen und der obere Teil (22, 23) des Gehäuses

(21) die Form eines Kegels besitzt, an dessen Spitze sich die Luftauslaßöffnung (33) befindet

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsdüse (28) der Luftleitung (29) als Ringdüse ausgebildet und in einer Normalebene zur Achse des aufrej:htstehenden Rohrs (27) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Gehäuseteil

(22) ein oder mehrere mit einem auf dem Grunde des Gewässers ruhenden Belastungsgewicht (47) über Drahtseile (46) gekoppelte Entlüftungsventile (45) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Hilfe von Stahltrossen (43a—c) mit einem sich auf den Grund des Gewässers aufsetzenden Ankerblock (44) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an die Auslaßöffnung des Gehäuses (21) im wesentlichen horizontal gerichtete Auslaßrohre (39a—c,> für behandeltes Wasser angeschlossen sind, die mit Luftfallen (36a—c) zum Auffangen überschüssiger Luft ausgestattet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftfallen (36a—c) über Leitungen (37a—cj gedrosselt zur Atmosphäre entlüftbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftfallen (36a—c) durch glockenförmige Ausweitungen der oberen Bereiche der Auslaßrohre (39a—cj gebildet sind.