DE3625488A1 - Anordnung zum austreiben leicht fluechtiger verunreinigungen aus fluessigkeiten - Google Patents
Anordnung zum austreiben leicht fluechtiger verunreinigungen aus fluessigkeitenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Austreiben
leicht flüchtiger Verunreinigungen aus Flüssigkeiten, bei
spielsweise aus dem Grundwasser, mit Hilfe von Luft oder
anderen Gasen.
Es ist bereits bekannt, Abwässer mittels Luft zu begasen,
um leicht flüchtige Verunreinigungen, beispielsweise
chemische Lösungsmittel, auszutreiben. Die hierbei verwen
deten Anordnungen und Vorrichtungen sind aber konstruktiv
sehr aufwendig. Beispielsweise wird die zu reinigende
Flüssigkeit über Rieselkörper geleitet, die in einem
Frischluft-Gegenstrom liegen, oder das Wasser wird über
mehrere Kaskaden geleitet, in deren Bereich Druckluft in
das Wasser eingepreßt wird. Bei den meisten Einrichtungen
wird mit erheblichem Energieaufwand Druckluft durch eine
Wassersäule oder eine Wasserschicht hindurchgeleitet,
wobei für eine einwandfreie Belüftung eine Regelung des
Flüssigkeitsniveaus erforderlich ist. Wegen der Druck
abnahme nach oben vergrößern sich die Luftblasen beim
Durchgang und begünstigen dadurch eine unerwünschte
Schaumbildung in der Flüssigkeit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung
der genannten Art zu schaffen, die einen wesentlich gerin
geren konstruktiven Aufwand und auch einen geringeren
Energieaufwand erfordert, ohne daß darunter ihre Wirksam
keit leidet.
Die gestellte Aufgabe wird mit einer Anordnung der ein
gangs genannten Art erfindungsgemäß durch die im kenn
zeichnenden Teil des Hauptanspruches aufgeführten Merkmale
gelöst.
Durch den einen Unterdruck oberhalb des Flüssigkeitsspie
gels schaffenden Absaugventilator wird Außenluft als soge
nannte Strippluft in den Luftaufnahmeraum nachgezogen, die
durch die Siebwandung und durch die Flüssigkeit hindurch
zum Flüssigkeitsspiegel aufsteigt. Die von außen ange
saugte Strippluft oder ein anderes Trägergas, beispiels
weise Stickstoff, kommt erst beim Durchgang durch die
Flüssigkeit in Form von Unterdruckbläschen in Kontakt mit
den Verunreinigungen, insbesondere Chlorkohlenwasserstof
fen, wobei an der Bläschenoberfläche neben der normalen
Diffundierwirkung durch den Unterdruck noch eine Ansaug
wirkung auftritt.
Der Luftaufnahmeraum kann entweder am Boden des Behälters
oder einer Behandlungskammer des Behälters oder des
Schachtes oder aber in einem an Schwimmern mit einstell
barem Abstand vom Flüssigkeitsspiegel hängenden Düsenkör
per, dessen Inneres über eine Schlauchleitung mit der
Außenluft verbunden ist, angeordnet sein. Bei der Anord
nung in einem Düsenkörper entfällt eine aufwendige Niveau
regulierung in dem die zu reinigende Flüssigkeit enthal
tenden Behälter oder Schacht. Durch den Schwimmer wird der
Düsenkörper unabhängig vom Befüllungsgrad des Behälters
oder Schachtes immer in einem gleichen und einstellbaren
Abstand zum Flüssigkeitsspiegel gehalten.
Für das Absaugen der Luft und die Unterdruckbildung zum
Betrieb der Anordnung wird weniger Energie erforderlich,
als bei den mit Druckluft arbeitenden bekannten Begasungs
einrichtungen. Der Wirkungsgrad ist so groß, daß auf diese
Weise nicht nur Chlorkohlenwasserstoffe, sondern auch
andere Kohlenwasserstoffe, Alkohole und Benzolgruppen ent
fernt werden können.
Der Luftaufnahmeraum oder Düsenkörper kann zweckmäßig eine
dem Querschnitt des Behälters oder Schachtes angepaßte und
parallel zum Flüssigkeitsspiegel angeordnete Düsenplatte
aufweisen, auf deren Unterseite die Außenluft geleitet
wird. Bei einem schwebenden Düsenkörper wird die Schlauch
zuleitung für die Außenluft zum Düsenkörper ausreichend
lang gehalten, so daß der Düsenkörper ungehindert Niveau
schwankungen des Flüssigkeitsspiegels folgen kann. Es hat
sich gezeigt, daß die in den Düsenkörper nachgezogene Luft
bei einem nach unten offenen Düsenkörper eine Umwälzbe
wegung der Flüssigkeit im unteren Behälter- oder Schacht
teil auslöst, die für ein Aufsteigen der unteren Flüssig
keit in den Begasungsbereich der Anordnung sorgt.
Zur Grundwasserreinigung kann ein Schacht durch ein ins
Erdreich vertikal eingebrachtes Bohrloch gebildet werden,
das mindestens teilweise durch ein gelochtes Rohr oder
durch Siebringe armiert sein kann. In diesem Schacht kann
sich Grundwasser sammeln und wird erfahrungsgemäß durch
den im Freiraum des Schachtes ausgebildeten Unterdruck
verstärkt in den Schacht eingezogen. Gleichzeitig wird im
vom Grundwasser freien Teil des Schachtes auch durch das
den Schacht begrenzende Erdreich hindurch Luft in den
Schacht eingezogen und gleichzeitig eine Reinigung des
Erdreichs im Schachtbereich erzielt, wobei die Umgebung
der Schachtöffnung weitflächig mittels einer luftundurch
lässigen Folie abgedeckt wird.
Die durch den Ventilator abgesaugte Luft kann, vorteilhaf
terweise zusammen mit einem Anteil Außenluft, in ein dem
Ventilator vor; oder nachgeschaltetes Filter, z. B. Aktiv
kohlefilter, geleitet werden, in welchem die ausgetriebe
nen flüchtigen Verunreinigungen ausgefiltert werden.
Wo größere zu reinigende Flüssigkeitsmengen anfallen, wird
zweckmäßig eine aufeinanderfolgende Belüftung von Flüssig
keitsteilmengen vorgesehen. Hierzu kann vorteilhafterweise
ein Behälter in eine unter der Einwirkung des Ventilators
stehende Behandlungskammer und in eine vorgeschaltete
Flüssigkeitssammelkammer, die über eine absperrbare Fall
leitung mit der Behandlungskammer verbunden ist, unter
teilt sein.
Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele einer er
findungsgemäß ausgebildeten Anordnung anhand der beilie
genden schematischen Zeichnung näher erläutert.
Im einzelnen zeigen:
Fig. 1 einen schematisierten Längsschnitt durch eine
erste, einen Flüssigkeits-Sammelbehälter mit
Düsenkörper aufweisende Ausführungsform der
Anordnung;
Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform der Anord
nung nach Fig. 1.
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der Anordnung mit
einem ins Erdreich vertikal eingebrachten
Bohrschacht als Grundwasser-Sammelraum;
Fig. 4 + 5 schematisierte Längsschnitte durch eine
dritte Ausführungsform der Anordnung mit
einem an einem Behälterboden fest ausgebildeten
Luftaufnahmeraum, in Ruhestellung und in
Betriebsstellung;
Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein viertes Ausfüh
rungsbeispiel der Anordnung.
Fig. 1 zeigt einen Sammelbehälter 10, in welchen die zu
reinigende Flüssigkeit eingebracht wird. Der Flüssigkeits
spiegel ist mit der Bezugsziffer 11 bezeichnet. Die obere
Öffnung 12 des Behälters 10 ist mittels eines Deckels 13
verschließbar, auf welchem ein Ventilator 9 mit seiner An
saugseite über einer zentralen Öffnung 14 angeordnet ist.
Über einer zweiten Öffnung 15 des Deckels 13 ist ein Luft
ansaugrohr 16 mit vorgesetztem Luftfilter 17 montiert.
Im Innern des Behälters 10 ist ein Schwimmerring 18 ange
ordnet, der auf der eingebrachten Flüssigkeit schwimmt und
an welchem über flexible und verstellbare Distanzhalter
19, beispielsweise Ketten, ein Düsenkörper in Form einer
Düsenplatte 20 hängt. Die Düsenplatte 20 weist nach unten
aufgebogene Ränder 21 auf, so daß sich unterhalb der
Düsenplatte 20 ein Luftraum 22 ausbilden kann, in welchen
von der Deckelöffnung 15 aus Außenluft über einen flexib
len Schlauch 23 einströmen kann. In Fällen, wo kleine
Schlauchquerschnitte und/oder große Schlauchlängen vorlie
gen, kann in das Luftsaugrohr auch ein kleines Gebläse zur
Verstärkung der Luftzufuhr eingesetzt werden.
Durch den vom Ventilator 9 über dem Flüssigkeitsspiegel 11
erzeugten Unterdruck wird durch die Schlauchleitung 23
Außenluft unter die Düsenplatte 20 angesaugt, die von der
Düsenplatte in Blasen nach oben steigt und dabei leicht
flüchtige Stoffe aus der Flüssigkeit aufnimmt. Die vom
Ventilator 9 aus dem Behälter abgesaugte Luft wird durch
ein Aktivkohlefilter 24 hindurchgeleitet. Dabei wird über
eine Ansaugleitung 25 auch ein Teil Außenluft eingeleitet,
um den Sättigungsgrad der in das Filter gelangenden Luft
zu vermindern.
Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Anord
nung nach Fig. 1. Der Unterschied besteht darin, daß bei
dieser Ausführungsform das Aktivkohlefilter 24′ in den
oberen Teil des Behälters 10′ und somit auf die Saugseite
des aufgesetzten Gebläses 9 gelegt ist. Das Aktivkohlefil
ter 24′ besteht aus einem mit Aktivkohle gefüllten Sack
40, der auf eine gelochte Zwischenwandung 39 des Behälters
10′ aufgelegt ist, die gleichzeitig als Tropfenabscheider
wirkt. Die Außenluft wird durch eine seitlich am Behälter
10′ angeordnete Einlaßöffnung 15′ in die Schlauchleitung
23′ geleitet. Die Schlauchleitung 23′ weist in ihrem An
fangsteil Öffnungen 38 auf, durch welche ein Teil der ein
strömenden Luft in den Raum zwischen dem Flüssigkeitsspie
gel 11 und der gelochten Zwischenwandung 39 gelangt und in
erwünschter Weise den Sättigungsgrad der in das Aktiv
kohlefilter 24′ gelangenden Luft vermindert. Ansonsten ist
die Anordnung gleich aufgebaut wie beim Ausführungsbei
spiel nach Fig. 1.
Fig. 3 zeigt eine Anordnung zur Reinigung von Grundwasser.
In der Nähe einer Verschmutzungsstelle wird in das Erd
reich 30 ein Bohrschacht 31 bis unter den mit einer ge
strichelten Linie eingezeichneten Grundwasserspiegel 32
geführt. Der Bohrschacht kann in bekannter Weise durch ein
gelochtes Rohr 37 oder durch leicht montierbare Siebringe
armiert sein. In das sich im Schacht 31 sammelnde Grund
wasser 33 ist wieder der bereits in Verbindung mit Fig. 1
beschriebene, an einem Schwimmerring 18 hängende Düsenkör
per in Form einer Düsenplatte 20 eingebracht, zu deren
Unterseite eine Schlauchleitung 23 vom Ansaugstutzen 16
eines den Bohrschacht 31 verschließenden Deckels 34 führt.
Auf dem Deckel 34 ist wieder ein Ventilator 35 angeordnet,
mit welchem die über die Schlauchleitung 23 zur Düsen
platte 20 geführte Außenluft durch das im Schacht gesam
melte Grundwasser 33 hindurchgesaugt und aus dem Schacht
abgezogen wird. Durch die Unterdruckbildung im Bohrschacht
31 ergibt sich eine verstärkte Zufuhr des Grundwassers in
den Schachtbereich und dort eine Anhebung des Grundwasser
spiegels 32. Gleichzeitig wird auch Luft aus dem den Bohr
schacht 31 umgebenden Erdreich 30 in den Schacht einge
saugt und somit auch das Erdreich von flüchtigen Verunrei
nigungen gesäubert. Um die Säuberungswirkung des Erdrei
ches zu erhöhen, ist die Umgebung der Schachtöffnung 35
weitflächig mittels einer luftundurchlässigen Folie 36 ab
gedeckt.
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Ausführungsform, bei welcher
ein Düsenkörper 41 im Innern eines Behälters 42 über des
sen Boden 43 unbeweglich angeordnet ist. Der Düsenkörper
41 weist wieder eine parallel zum Behälterboden 43 und zum
Flüssigkeitsspiegel 45 der in den Behälter eingebrachten
und zu reinigenden Flüssigkeit 46 ausgerichtete Düsen
platte 44 mit nach unten abgebogenen und stellenweise am
Behälterboden 43 befestigten Rändern auf, unterhalb wel
cher sich ein aus Fig. 5 ersichtlicher Luftaufnahmeraum 47
bilden kann, in welchem wie bei den vorher beschriebenen
Ausführungsbeispielen eine Schlauchleitung 23 für die
Zuführung von Außenluft endet. Wenn das auf dem Deckel 48
des Behälters 42 angeordnete Sauggebläse 49 in Tätigkeit
gesetzt wird und einen Unterdruck in dem sich oberhalb des
Flüssigkeitsspiegels 45 befindlichen Raum 50 des Behälters
42 erzeugt, wird durch die Schlauchleitung 23 Luft in den
Luftaufnahmeraum 47 unterhalb der Düsenplatte 44 nachge
saugt, die aus den Düsenöffnungen der Düsenplatte 44 in
Form von Unterdruckbläschen 51 in die Flüssigkeit 46 aus
tritt und zum Flüssigkeitsspiegel 45 nach oben steigt.
Dabei wird der Flüssigkeitsspiegel 45 wegen der Ausbildung
des Luftaufnahmeraumes 47 unterhalb der Düsenplatte 44 im
Behälter 42 um die in Fig. 5 angezeigte Höhe H angehoben.
Mittels eines nur schematisch angedeuteten Schwimmerschal
ters 51 kann im Behälter 42 eine Niveauregulierung für den
Flüssigkeitsspiegel 45 vorgenommen werden.
Fig. 6 zeigt eine Ausführung einer Anordnung, die für die
portionsweise Behandlung größerer Flüssigkeitsmengen ge
dacht ist. Die Anordnung weist einen Behälter 52 auf, der
durch einen Zwischenboden 53 in eine untere Behandlungs
kammer 54 und in eine darüber befindliche Flüssigkeitssam
melkammer 55 unterteilt ist. Durch die Flüssigkeitssammel
kammer 55 hindurch erstreckt sich ein konzentrischer Rohr
körper 56 von einer zentralen Öffnung der Zwischenwandung
53 nach oben und durch eine zentrale Öffnung der Dachwan
dung 57 des Behälters 52 hindurch nach außen. Der zentrale
Rohrkörper 56 ist an seinem unteren Ende durch eine Loch
platte 58 verschlossen und endet oben in einer Flansch
platte 59, auf welche das nur schematisch angedeutete
Sauggebläse 60 aufgesetzt ist. Der Innenraum 61 des Rohr
körpers 56 wird mit Aktivkohle gefüllt, bildet also einen
Filterraum für die mittels des Sauggebläses 60 aus der
unteren Behandlungskammer 54 abgesaugte Luft.
In der Behandlungskammer 54, in welche die Flüssigkeit aus
dem Flüssigkeitsammelbehälter 55 über ein Dreiwegeventil
62 und eine zusätzlich durch ein Elektromagnetventil 63
absperrbare Rohrleitung 64 zugeleitet wird, ist durch eine
parallel zum Behälterboden 65 mit Abstand angeordnete
Düsenplatte 66 ein Luftaufnahmeraum 67 ausgebildet, der
über eine äußere Rohrleitung 68, die außerhalb des Behäl
ters 52 in einem Filterkorb oder einer Drosselvorrichtung
69 endet, mit der Außenluft verbunden ist. Es versteht
sich, daß das äußere Ende der Luftleitung 68 oberhalb des
durch einen Schwimmerschalter 70 niveaugeregelten Flüssig
keitsspiegels 71 des Behandlungsraumes 54 liegt. Die Flüs
sigkeit kann nach ihrer Reinigung aus dem Behandlungsraum
54 durch eine untere Ablaufleitung 72 ausfließen.
Die Zufuhr der zu reinigenden Flüssigkeit in den Flüssig
keitssammelraum 55 erfolgt über eine Rohrleitung 73 über
das bereits erwähnte Dreiwegeventil 62 oder aber über
einen oberen Rohranschlußstutzen 74. Im letzteren Falle
kann die äußere Rohrleitung 73 als Entlüftungsleitung
dienen und kann das Dreiwegeventil 62 entfallen. Im Flüs
sigkeitssammelraum 55 kann oberhalb der Zwischenwandung
53 des Behälters 52, nach oben durch eine Lochplatte 75
begrenzt, ein Abscheideraum 76 ausgebildet sein, in wel
chen sich schwerere Flüssigkeitsbestandteile absetzen und
von dort über einen Anschlußstutzen 77 abgezogen werden
können.
Claims (12)
1. Anordnung zum Austreiben leicht flüchtiger Verunrei
nigungen aus Flüssigkeiten, beispielsweise aus dem
Grundwasser, mit Hilfe von Luft oder anderen Gasen,
dadurch gekennzeichnet, daß die zu reinigende Flüssig
keit (z. B. 33) in einen Behälter (10) oder Schacht
(31) geleitet ist, über dessen Öffnung (12, 35) ein
Ventilator (9, 35) zur Unterdruckbildung und zum Ab
saugen der über dem Flüssigkeitsspiegel (11, 32) be
findlichen Luft angeordnet ist und in welchem unter
halb des Flüssigkeitsspiegels ein über eine Leitung
mit der Außenluft verbindbarer Luftaufnahmeraum aus
gebildet ist, der vom Flüssigkeitsraum des Behälters
oder Schachtes durch eine Siebwandung abgegrenzt ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Luftaufnahmeraum am Boden des Behälters oder
Schachtes ausgebildet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich
net, daß sich der Luftaufnahmeraum über den vollen
Querschnitt des Behälters erstreckt.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Luftaufnahmeraum als ein an einem Schwimmer
(18) mit einstellbarem Abstand vom Flüssigkeitsspiegel
(11) hängender Düsenkörper (20), dessen Inneres über
eine Schlauchleitung (23) mit der Außenluft verbunden
ist, ausgebildet ist.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Düsenkörper eine dem Querschnitt des Behälters
(10) oder Schachtes (31) angepaßte, parallel zum Flüs
sigkeitsspiegel (11) angeordnete Düsenplatte (20) auf
weist, auf deren Unterseite die Außenluft geleitet
ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schacht (31) durch ein ins
Erdreich (30) vertikal eingebrachtes Bohrloch gebildet
ist, das mindestens teilweise durch ein gelochtes Rohr
oder Siebringe armiert ist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umgebung der Schachtöffnung (35) weitflächig
mittels einer luftundurchlässigen Folie (36) abgedeckt
ist.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß auf der Einlaß- oder Auslaßseite
des Ventilators (9) ein Filter (24, 24′) angeordnet
ist, durch welches die aus dem Behälter (10, 10′) oder
Schacht (31) abgesaugte Luft hindurchgeleitet wird.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß in das Filter (24, 24′) zusätzlich ein Anteil
Außenluft (Stutzen 25, Öffnungen 38) eingeleitet
wird.
10. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich
net, daß das Filter (24, 24′) ein Aktivkohlefilter
ist.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß der Behälter (52) in eine unter
der Einwirkung des Ventilators (60) stehende Behand
lungskammer (54) und in eine vorgeschaltete Flüssig
keitssammelkammer (55), die über eine absperrbare
Falleitung (64) mit der Behandlungskammer (54) verbun
den ist, unterteilt ist.
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Behandlungskammer (54) und die Flüssigkeits
sammelkammer (55) koaxial übereinander angeordnet sind
und die Flüssigkeitssammelkammer (55) konzentrisch von
einem Rohrkörper (56) durchsetzt ist, der von der
Behandlungskammer (54) bis zur Saugseite des auf den
Behälter aufgesetzten Ventilators (60) führt und der
eine Aktivkohlefüllung aufweist.
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