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