NO802330L - Fremgangsmaate og innretning for innfoering av oksygen i vann - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrorer innforing av oksygen i vann og en beholder for gjennomforing av denne fremgangsmåte.

Med den tiltagende kjemiske og bakteriologiske forurensning av et vannreservoar synker dets innhold av opplost oksygen. Dette forer til slutt til en avbrytning av likevekten mellom forurensning og naturlig rensing, slik at vannreservoaret "råtner".

Ved overgjødslingen av vann, f.eks. med fosfater, påskyndes veksten av vegetasjon i sterk grad. Når denne vegetasjon dor og råtner forer dette på den annen side til et stigende oksygenforbruk inntil praktisk ikke noe oksygen er til disposisjon, spesielt i de dypere vannlag.

I sommermånedene inntreffer således den såkalte sommer-stagnasjon, som fortsetter til utover hosten og forer til at det ikke lenger opptrer noen naturlig vannsirkulasjon i et slikt vannreservoar. Det oppstår da en lagdannelse i vannet. Overst oppstår et knapt 10 m tykt forholdsvis varmt vannlag med f.eks. over

15°C som ennå fremviser et tilstrekkelig oksygeninnhold. Dette kalles epilimnion. Under epilimnion ligger et

V vannlag som kalles metalimnion som rekker fra kanpt

10 m til omtrent 17 m dybde. I metalimnion avtar

temperaturen av vannet ovenfra og nedover til nær 4°C

og også oksygeninnholdet går sterkt tilbake. Under metalimnion ligger til slutt et vannlag som går ned til bunnen av vannet og som kalles hypolimnion. I hypolimnion synker temperaturen og det i og for seg for lave oksygeninnhold også i de storre dybder inntil nær 40 m svakt. Deretter avtar oksygeninnholdet nesten uten overgang til nær 0.

Det er i disse dybe vannsoner henhv. områder hvori den doende og råtnende vegetasjon spesielt sterkt ville trenge oksygenet for å muliggjore den naturlige rense-prosess av vannet.

Det er allerede tidligere foreslått å belufte disse

dype vannlag derved at man fra områder nær bunnen transporterer vann oppover hvor det da beluftes og på nytt får stromme utover. Dette medforer imidlertid bare en opptransportering av næringsstoffer. Vegetasjonen vokser derved sterkere og dette forer på nytt til en okning i dode produkter, hvorved det til slutt forbrukes mer oksygen.

For å bryte dette forhold har man også tidligere foreslått at det opptransporterte grunnvann etter beluftningen skulle tilbakefores under metalimnion i de hoyere områder av hypolimnion. Det består imidlertid en viss forstyrrelse av lagdannelseslikevekten. Sirkulasjonsanleggene for de to nevnte typer prosesser er investerings-omkostningskrevende, lite estetiske og forårsaker ulemper ved stoy og lukt. Det forbrukes mye energi med lite resultat.

Den oppgave som .ligger til grunn for oppfinnelsen er å unngå disse og andre ulemper ved den kjente vann-beluftning. Oksygen skal med så lite energiforbruk som mulig, med minst mulige installasjoner så vel som under så vidtgående unngåelse av ulemper og majljoforstyrrelser innfores Jl. de vannområder hvor oksygenet trenges.

Derved skal også en forstyrrelse av lagdannelsen i vannet så langt som mulig unngås.

Dette oppnås ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen for innforing av oksygen i et vannreservoar, og det særegne ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at i det minste en beholder som inneholder flytende oksygen dykkes ned i vannreservoaret og fra den neddykkede beholder frigis oksygen. Oppfinnelsen vedrorer ogsa en beholder for gjennomføring av den nevnte fremgangsmåte, og det særegne ved beholderen i henhold til oppfinnelsen er at den i det minste delvis består av vannopploselig material.

Disse og andre trekk ved oppfinnelsen fremgår av patentkravene.

Man kan gå.frem på den måte at passende beholdere kastes manuelt i vannet fra en båt og synker, idet frigivelsen av oksygenet f.eks. kan skje ovenfra ved hjelp av en snor eller lignende, eller ved en bruddmembran ved tilstrekkelig trykkoppbygning i beholderen. Det er meget fordelaktig når frigivelsen skjer ved vannopploselige stengningsmidler, som bare opploses langsomt når temperaturene er ganske lave. Oksygenet blir da forst frigitt ved bunnen av vannreservoaret.

Beholderen kan imidlertid også sendes hurtig ned i dypet ved hjelp av gass-reaksjonsdrift, idet denne drift likeledes kan igangsettes ved hjelp av vannloselige lukningsmidler når beholderen er sunket dypt nok, for at ikke de ovre vannlag skal forstyrres av driften.

Driften kan være rakettlignende, som dette er kjent fra torpedoteknikken og rakett-teknikken.

Vil man ikke få fatt i beholderen igjen for fornyet anvendelse, kan man fremstille den fullstendig av vannopploselige henhv. i vann nedbrytbare materialer og egnede vannloselige materialer er f.eks. polyvinyl-alkohol, polyvinylpyrolidon, cellulosederivater, kasein, gelatin, alginat, polyakrylsyre o.l. Det kan også anvendes visse salter.

Beholderen kan også virke isolerende når en spesielt langsom frigivelse av oksygenet er onskelig. Som beholderfylling kommer ved siden av mer eller mindre rent flytende oksygen selvfolgelig også flytende luft eller en annen gass som kan bringes i flytende tilstand på tale. Beholderen kan også inneholde andre vannbehandlingsmidler, f.eks. jernioner som fosfatbinder.

Oppbygningen av en beholder og dens fylling kan tilpasses vannreservoaret innen vide grenser. Ved de ved vannanalysen oppnådde data er grunnlaget for dette uten videre gitt.

Man oppnår ved oppfinnelsen spesielt folgende fordeler: Dettrenges ingen dyre installasjoner, da beholderne kan senkes manuelt eller med loftehjelp fra stranden, fra stiger og broer eller fra enkle båter.

Folgelig forekommer ingen forstyrrende anlegg og ingen derved betingede miljoskader.

Tilsvarende er man heller ikke bundet stedlig, dvs. fremgangsmåten kan anvendes praktisk over alt og vilkårlig.

Den målrettede lokale anvendelse er mulig og med hensyn til kvantitet lett å styre henhv. avbryte.

Man kan oppnå en meget virkningsgrad.

Lagdannelsen i vannet blir praktisk uforstyrret.

Lagtemperaturene påvirkes ikke utilborlig.

Det oppstår så godt som ingen ulemper.

Omkostningene ligger neppe hoyere enn drifts-omkostningene ved vanlige anlegg, og uten deres investeringer.

Oksygenforbruket er forholdsvis lite.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere ved hjelp av eksempler.

Eksempel

Et ikke strommende vannreservoar med

6 3

totalvolum ca. 160<*>10 m og et

hypolimnionlag på ca. 120 " 10 6 m 3 (75% av total-volumet ) skal forsynes med oksygen i henhold til oppfinnelsen.

Man utgår fra folgende betingelser i hypolimnion: Oksygeninnholdet ved begynnelsen av stagnasjonen utgjor ca. 7 mg/l. I lopet av ca. 60 dogn nedsettes dette oksygeninnhold til 1 mg/l slik at det innstiller seg en mangel på 6 mg/l. Dette tilsvarer en mangel på 100 mg/m<3>/ dogn.

For å dekke denne mangel er det nodvendig med en daglig

3 6 3 oksygeninnforing på 100 mg/m * 120<*>10 m = 12.000 kg.

Ved de kjente beluftningsmetoder var det for dette i tillegg til utluftledningene nodvendig med ca. 24 beluftningsinnretninger og 6 kompressorer.

Tilsetter man flytende oksygen i henhold til oppfinnelsen måtte man f.eks. pr. dogn nedsenke 240 fat med hvert 50 kg oksygen. Denne nedsenkning kan skje noyaktig målrettet. Den kan tilpasses de aktuelle betingelser (som forurensning, dybde, etc).

Videre kan man i henhold til oppfinnelsen (i motsetning til tidligere kjente metoder) variere tilfort mengde og tilforselssted på kort varsel. Man kan derved ta med i betraktning tiden på dagen, årstiden, virkningen, vanntemperaturen, oksygenbehovet, biogen oksygen-produksjon og mange andre faktorer. Dette tillater optimalisering av tilforselen og derved også dens virkningsgrad.

Den eneste tegningsfigur viser rent skjematisk en med

flytende oksygen eller flytende luft fylt flaske 1 i en isolermantel 2 hvorfra oksygenet kan tas ut. Så snart oppvarming inntrer heves den lost påsatte kork 3 i det minste delvis slik at det ikke oppstår noe overtrykk.

Flasken 1 består fordelaktig av egnet uorganisk material som glass, leire eller lignende. Anvender man poros leire som flaskematerial, kan leiren være tettet med vannloselig vannglass, som loser seg i vannet og frigir porene.

Bare flasken 1, altså ikke isoleringsomhyllingen 2, innfores i vannreservoaret. Derved kan dyseformen av flaskehalsen 20 medfore en viss aksellerasjon nedover når den oksygenholdige flytendegjorte gass ekspanderer.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for innforing av oksygen i et vannreservoar, karakterisert ved at i det minste en beholder som inneholder flytende oksygen neddykkes i vannreservoaret og fra den neddykkede beholder frigis oksygen.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at i det minste en beholder som inneholder en gass som inneholder flytende oksygen, neddykkes.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at i det minste en beholder som inneholder flytende luft, neddykkes.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at foruten oksygenet frigis også i det minste et annet vannbehandlingsmiddel, som f.eks. en fosfatbinder.

5.. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-4, karakterisert ved at det anvendes en i det minste delvis av vannloselig material bestående beholder.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-5, karakterisert ved at i det minste en beholder aksellereres nedover ved reaksjon fra gass frigitt fra beholderen.

7. Beholder for gjennomforing av den fremgangsmåte som er angitt i krav 1, karakterisert ved at den i det minste delvis består av vannopploselig material.

8. Beholder som angitt i krav 7, karakterisert ved at den fremviser en dyseaktig åpning med en lukkeinnretning som opploses hurtigere i vann enn resten av beholderen, idet beholderen i den i vann neddykkede tilstand ved åpnet åpning aksellereres nedover i vannet av den gass som trer ut av åpningen.