DE2248685C3 - Vorrichtung zum Eintragen von Sauerstoff in Abwässer, insbesondere in Gülle oder Jauche - Google Patents

Description

Eine Vorrichtung laut Oberbegriff des Hauptanspruches ist bekannt (DE-AS 1196 136). Hierbei ist die Wassentrahldüse und das damit fluchtende Ansaugrohr senkrecht zum Flüssigkeitsspiegel angeordnet. Mit dieser bekannten Vorrichtung kann zwar verglichen mit üblichen maschinellen Umwälzvorrichtungen mit geringerem Energieaufwand eine Erhöhung der Berührungszeit zwischen den Luftblasen Und dem Abwässer erreicht werden, wegen der senkrechten Anordnung der Düsen-Ansaugrohr-Einheit wird jedoch nur eine mehr oder weniger lokale toroidale Flüssigkeitsströmung in unmittelbarer Umgebung dieser Einheit erreicht, so daß der erreichbare Wirkungsgrad nicht optimal ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, den Wirkungsgrad, d. h. die in das Abwasser eintragbare Sauerstoffmenge je aufgewandter Energieeinheit einer derartigen Vorrichtung zu verbessern.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung laut Oberbegriff des Hauptunspruches durch die kennzeichnenden Merkmale desselben gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei einer anders aufgebauten Vorrichtung zum Eintragen von Sauerstoff in Abwasser mit nur ..iner

ίο oberhalb des Wasserspiegels angeordneten Wasserstrahldüse jedoch ohne zugeordnetem Ansaugrohr unterhalb des Wasserspiegels ist es an sich bekannt, die Düse in einem Winke! von etwa 60° gegenüber dem Wasserspiegel geneigt anzuordnen (DE-OS 16 09 022).

Hierdurch wird zwar eine Verbesserung der Mischwirkung erreicht, der erzielbare Wirkungsgrad ist jedoch wegen des fehlenden Ansaugrohres unterhalb des Wasserspiegels wesentlich geringer als bei einer Vorrichtung der zuerst erwähnten Art. Erst die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine optimale gleichmäßige Verteilung des Sauerstoffes über die gesamte Abwassermenge und zwar ohne störende Schaumbildung mit einem Wirkungsgrad, der wesentlich über dem mit sämtlichen bekannten Vorrichtungen erzielbaren Wirkungsgrad liegt. Mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nämlich eine quer gerichtete Gesamtströmung im Abwasserbehälter bzw. eine Rundumströmung und somit eine mehrfache Sauerstoffanreicherung erreicht und es wird wesentlich mehr Umgebungsluft in das Ansaugrohr eingetragen als bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Vorrichtung angewendet bei einem Jauche-Speicherbehälter in einem Stall.

Fig.3 zeigt einen Schnitt längs der Linie III —III der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach F i g. 2.

Fig.4 zeigt anhand eines Diagramms den Zusammenhang zwischen der Düsenstrahüänge und der erreichbaren Sauerstoffeintragung.

Fig.5 zeigt die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einem ringförmigen Speichertrog.

Fi g. 6 bis 9 zeigen die Anbringung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung auf einem Schwimmer und die Benutzung zum Eintragen von Sauerstoff in einem Kanal oder Teich.
Die erfindiingsgemäfle Vorrichtung 32 zum Eintragen von Sauerstoff besteht aus einem Verbindungsrohr 41, in dessen am oberen Ende ausgebildeten Innengewinde 42 ein Rohrabschnitt 43 eingeschraubt ist. Innerhalb des Rohres 41 ist nahe dem oberen Ende eine Düse 44 mit einer Strahldüse 46 angeordnet. Durch den Düsenauslaß 48 der eigentlichen Düsenöffnung 47 wird unter Druck stehendes Abwasser, das über ein Rohr 37 und ein VerzwcigungsstUck mittels einer Pumpe 31 zugeführt wird, als Strahl hoher Geschwindigkeit abgestrahlt. Der Düsenauslaß 48 ist in einem bestimmten Abstand

«χι oberhalb des in Fig.3 gestrichelt angedeuteten Wasserspiegels angeordnet und der Strahl ist auf diese Wasseroberfläche gerichtet. Axial fluchtend mit dem Düsenauslaß 48 ist unterhalb des Wasserspiegels ein Ansaugrohr 51 angeordnet, so daß durch den Strahl-

..-. strom eine Mischung von Oberflächenwasser und Umgebungsluft in das Ansaugrohr Sl angesaugt wird. Das Rohr 41 ist über die Düsenöffnung 47 hinaus verlängert und hält dieses Ansaugrohr Sl. Das

Verbindungsrohr besitzt zwei diametral gegenüberliegende längliche öffnungen 52, durch welche in diesem Halteabschnitt des Rohres 41 zwei Stegabschnitte 53 entstehen, durch welche das Ansaugrohr 51 in einem vorbestimmten axialen Abstand und fluchtend mit der Düse 44 gehalten ist. Die unteren Ränder der beiden Fenster bzw. öffnungen 52 bilden eine öffnung 54 und den eigentlichen Einlaß des Ansaugrohres 51, durch welchen die Oberflächenflüssigkeit und die Umgebungsluft unter der Einwirkung des Düsenstrahles eingesaugt werden.

Nach F i g. 1 und· 2 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 32 oberhalb eines Speicherbehälters 20 angeordnet, der beispielswehe unter dem Fußboden des Futterplatzes in einem Stall angeordnet ist und in welchem der tierische Abfall zusammen mit Wasser gesammelt wird. Um eine Zirkulation des Abwassers in diesem Bebälter 20 zu ermöglichen ist eine Querwand 21 nahe dem einen Behälterende vorgesehen, die den Behälter in zwei Abschnitte 22 und 23 unterteilt, die durch eine Zirkulationsleitung 24 miteinander verbunden sind. Damit kann das Abwasser in Richtung des Pfeiles 26 zwischen, den beiden Behälterabschnitten zirkulieren. Aus dem Behälter 20 wird periodisch ein Teil des Abwassers über die Pumpe 31 und eine Leitung 27 abgezogen und einem Verteilerfeld 28 zugeleitet.

Aus der Kurve 50 des Diagramms nach F i g. 4, auf dessen Abszisse die Strahllänge eines unter einem Winkel von 45" auf den Wasserspiegel gerichteten Düsenstrahls in Vielfachen des Düsendurchmessers d und auf dessen Ordinate die relative Sauerstoffeintragungsmenge aufgetragen ist, ergibt sich, daß diese Eintragungsmenge zunimmt, wenn der Strahlweg einen Abstand von fünfmal den Düsendurchmesser überschreitet. Mit einem Abstand dreißigmal so groß wie der Durchmesser d wird die Eintragungsmenge doppelt so groß wie mit einer bisher bekannten Vorrichtung. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Abstand A nach Fig.3 vorzugsweise zwischen fünfzehn- und zwanzigmal dem Düsendurchmesser d gewählt. Vergleichsversuche haben ergeben, daß mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die sowohl Umgebungsluft als auch Oberflächenwasser in das Ansaugrohr 51 ansaugt, die eintragbare Sauerstoffmenge pro aufgewendete Energieeinheit bis zu 40% größer ist als beispielsweise mit einer bekannten Vorrichtung mit freiem Düsenstrahl und ähnlicher Strahlweglänge.

Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Ansaugrohr 51 mit einem Innendurchmesser c von etwa dreimal dem Düsendurchmesser d und mit einer axi&len Länge zwischen dreißig und vierzigmal dem Düsendurchmesser d angewendet. Besonders

günstige Ergebnisse werden erreicht, wenn die öffnung 54 des Einlasses des Ansaugrohres 51 in einem Abstand B unterhalb des Wasserspiegels angeordnet wird, der zwischen fünf und sechsmal dem Durchmesser liegt, und wenn der Strahl mit einem Druck zugeführt wird, der

ίο zwischen 0,5 und 0,7 atü Überdruck liegt.

Die Vorrichtung 32 nach der Erfindung kann gemäß F i g. I und 2 an jedem bestehenden Sammelbehäller 20 angebracht werden, eine verbesserte Wirkung wird jedoch erreicht, wenn die Vorrichtung im Sinne der Fig.5 bei einem Behälter 80 mit einem geschlossenen ovalen Strömungsweg benutzt wird. Die ovale Form des Behälters 80 gewährleistet eine geschlossene Strömungsschleife längs welcher das Abwasser mit einer bestimmten Geschwindigkeit zirkulieren kann, so daß

M sichergestellt ist, daß die Feststoffteilchen des Abwassers in Suspension bleiben. Hierdurch v><rd eine externe Zirkulationsleitung zur Herbeiführung des gewünschten geschlossenen Strömungspfades überflüssig. Wenn wünschenswert können zwei erfindungsgemäße Vorrichtungen 32 vorgesehen sein, und zwar jeweils eine am Beginn jeJes der geraden Abschnitte 81 des Ovals, und zwar jeweils ausgerichtet in der gleichen Richtung, wie dies durch die Pfeile 82 angedeutet ist.

F i g. 6 bis 12 zeigen die Anwendung einer erfindungs-

jo gemäßen Vorrichtung 32 zum Eintragen von Sauerstoff in eine Lagune oder einen Kanal 85. Zu diesem Zweck •st die Vorrichtung 32 auf einem Schwimmer 87 befestigt, auf welchem auch der Pumpmotor 91 mit dem Saugrohr 93 angebracht ist. Zusätzlich ist laut F i g. 7

J5 noch ein Reinigungsstift 101 für die Düse vorgesehen, der zum Reinigen der Düse in die Düsenbohrung einsteckbar ist.

Nach Fig.8 können in dem Belüftungsteich oder Kanal 85 auf dessen Boden schwimmende Trennwände 103 vorgesehen werden, die parallel zu den Seitenrändern 104 angeordnet sind und deren Enden 106 im Abstand von den Rändern 107 enden. Dadurch werden voneinander getrennte Strömungsschleifen gebildet, längs welchen das Abwasser zirkulieren kann. Es können auch mehrere solche Strömungspfade dadurch gebildet werden, daß der Teich durch eine zusätzliche Schwimmwand 108, die sich über die gesamte Länge des Teiches erstreckt, in Teilabschnitte unterteilt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Eintragen von Sauerstoff in Abwässer, insbesondere in Gülle oder Jauche, mit einer über dem Flüssigkeitsspiegel angeordneten Wasserstrahldüse und einem unterhalb des Wasserspiegels axial mit der Strahldüse fluchtend angeordneten offenen Ansaugrohr, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Haltevorrichtung die zur Strahldüse (46) gerichtete öffnung (54) des Ansaugrohres (51) unterhalb des Wasserspiegels und zugleich die Strahldüse (46) oberhalb des Wasserspiegels derart gehalten sind, daß der axiale Abstand (A) zwischen Düsenauslaß (48) und Wasserspiegel mehr als das Fünffache des Durchmessers (id) der Düsenöffnung (47) beträgt, und daß das Ansaugrohr (51) und die Strahldüse (46) unter einem Winkel gegenüber dem Wasserspiegel geneigt sind, der zwischen dem zum Eindringen des Strahles in die Wasseroberfläche nötigen Minimalwinkel und 85° liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch f, Badurch gekennzeichnet, daß das Ansaugrohr (51) und die Strahldüse (46) über ein Verbindungsrohr (41) miteinander verbunden sind, welches zwei diametral gegenüberliegende längliche öffnungen (52) aufweist, durch die Wasser und Umgebungsluft in das Ansaugrohr (51) eintreten können.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der axiale Abstand (A) zwischen Düsenauslaß (48) und Wasserspiegel etwa fünfzehn bis zwanzigmal so groß</ie der Durchmesser (d)der Düsenöffnung (47) gewählt ist.

4. Vorrichtung nach einem der fi isprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die obere öffnung (54) des Ansaugrohres (51) in einem Abstand (B) unterhalb der Wasseroberfläche angeordnet ist, der fünf bis sechsmal so groß wie der Durchmesser (d) der Düsenöffnjng(47) ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des Ansaugrohres (51) etwa dreißig bis vierzigmal so groß wie der Durchmesser (d)der Düsenöffnung (47) gewählt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Verbindungsrohres (41) etwa dreimal so groß wie der Durchmesser (d) der Düsenföffnung (47) gewählt ist.