Sondererlösungen und Weiterentwicklungen zum Gasaustausch

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1 Druckbelüftung Bei diesen Verfahren wird Luft unter Druck in Luft- Wasser- Mischer eingepreßt, um eine Mindestsauerstoffkonzentration von etwa 5,0 mg/l zu erreichen. In der Praxis geschieht dies meist mit Hilfe sogenannter Luftzumischer. Das sind in die Rohrleitung eingeflanschte, mit Vermischungsschikanen versehene, erweiterte Rohrstücke. Vielfach wird mit zuviel Luft gearbeitet, die nur ungenügend in Lösung geht. Verschiedentlich führt die dann nur mangelhafte Entfernung der Überschußluft zu Störungen in den nachgestalteten Anlagen, z.b. den Druckfiltern und Rohrleitungen. Wingrich (5.5l) hat den Gesamtkomplex untersucht und die Bemessungsverfahren hierzu entwickelt. Entscheidend ist eine ausreichende Turbulenz im Luftzumischer. Dann genügen etwa 40 l/m³ Luftzugabe, um 5 mg/l Sauerstoff einzutragen. Zu beachten ist selbstverständlich auch der mit stärkerer Turbulenz steil ansteigende hydraulische Gerätewiderstand. Bild 5.55 Luftzumischer Im Abschn. 6. ist die prinzipielle Anordnung einer Druckbelüftungsanlage zu sehen. Bild 5.55 zeigt einen Luftzumischer im Schnitt. Die notwendige Druckluft wird von einem Kompressor erzeugt, der, über ein Kontaktmanometer gesteuert, einen Druckluftkessel speist. Mit dieser Anordnung kann unter Zwischenschaltung von Magnetventilen eine ausreichend genau durchsatzproportionale Dosierung auch für schwankenden Wasserdurchfluß erreicht werden. Wichtig ist bei der Druckbelüftung die Abführung der nicht gelösten Luft vor den nachgeschalteten Anlagen durch zuverlässig arbeitende Entlüftungseinrichtungen. Bild 5.56 zeigt ein Bemessungsdiagramm von Wingrich, aus dem alle Bemessungswerte für eine Druckbelüftungsanlage mit Luftzumischer ablesbar sind. Druckhöhenverluste über 5 m sind in jedem Falle unwirtschaftlich. Besteht zwischen der Luftzugabestelle und Druckfilter eine ausreichende Vermischung durch Rohrleitungen und Krümmer, so kann in Sonderfällen auf den Einbau eines Luftzumischers verzichtet werden. In der Regel ist damit eine Sauerstoffanreichung von mindestes 3 mg/l erreichbar (5.52). Sondererlösungen und Weiterentwicklungen zum Gasaustausch Wie bereits erwähnt, gibt es in den einzelnen Ländern außerordentlich viele individuelle Lösungen, besonders bei den offenen Anlagen. Sie sind aber trotz vieler optimistischer Darstellungen den hier beschriebenen unterlegen. Bei außergewöhnlichen Anlagenbedigungen hat das eine oder andere Verfahren noch eine gewisse Berechtigung. So ist z.b. bei alten Rieslern mit kreuzweise gepackten Klinkern zusätzlich eine beachtliche NH 4 - Reduzierung von etwa 50% feststellbar. Hier wirken Mikroorganismen mit. Seite 1 von 5

2 Einfluß des Systemdruckes (h p ) : h p in m Abminderung bei C = 5mg/l von V W in % bei C = 8mg/l Beispiel: Geg.: V W = 40m³/h, h p = 10 m Ermittelt: Abminderung für V W bei C = 5mg/l : 40% (1) LM 400 (2) ϕ = 0,045 =V w /V L V L = 1,8 m³/h (3) h = 2,50 m Bild 5.56 Bemessungsdiagramm für Druckbelüftungsanlagen mit Luftzumischer nach Standard Abschn. 10.(5.52) Einfluß der Wassertemperatur t w : t w in C ,3 5,2 5, ,9 4,8 4,7 C in mg/l 8,9 8,6 8,4 8,2 8 7,8 7,6 7,4 7,1 Einfluß des O 2 Anfangsgehaltes Es gilt für konstante Bedingungen C = Cs-Co/ K A Bei t w = 10 C ist K A = 2,25 für C O = 5mg/l K A = 1,41 für C O = 8mg/l Seite 2 von 5

3 Luftzumischer Prinzipskizze Druckbeüftungsanlage für Rohrwasser automatisch gesteuert 1 Hubkolbenverdichter, ölfrei 8 Schwimmerkegelmesser f. Luft 2 Druckluftkessel 9 Luftzumischer 3 Wasserabschneider 10 Sicherheitsventil 4 Filter 11 Magnetventil 5 Kontaktmanometer 12 Steuereinrichtung 6 Druckminderventil - 2 Absperrkugelhähne 7 Nadeleinstellventil Druckluft aus Sicherheitsventilen oder Abblaseleitung ist so abzuführen, dass keine Gefährdung oder Belästigung auftritt. Technische Forderungen: 1. Die Verdichteranlage muss für Dauerbetrieb geeignet sein. 2. Der erreichbare Verdichterdruck muss mindestens 2 bar höher sein als der Betriebsdruck der Anlage. 3. Die in den Wasserstrom eintretende Luft muss ölfrei sein. 4. Der vor dem Luftmischer bzw. Oxydator zugegebene Luft überschuss muss automatisch abgeführt werden. Seite 3 von 5

4 Flanschanschluß in PN 16 Maßangaben nur zur Information, Änderungen vorbehalten! Durchmesser d Anschluß NW L 1 L 2 L Lieferbare Korrosionschutzvariate auf SG 2,5: A- im Vollbad inen und außen verzinkt B- Rilsanbeschichtung innen und außen C- Innenbeschichtung 2-Komponenten Epoxy KTW Außenbeschichtung Zinkstaubgrundierung Luftzumischer NW 50 bis NW 250 Hauptabmessungen JLSO Tec Trade GmbH Andraes- Hofer- Str Karlsruhe Tel: 0721/ Fax: 0721/ Seite 4 von 5

5 Durchsatzleistungen und Luftbedarf von Luftzumischern und Oxydatoren Durchsatzleistung m³/h Erforderliche Luftmenge m³/h Luftmischer Anschl.-NW mm Oxydator 6 bar 1,0 0, ,6 0, ,5 0, ,0 0,2 50-6,3 0, , , , , x6 63 3, x , x , x , x , x ,0-3000x ,0-2 Stück 3000x6 Die Luftmenge wird auf den Ansaugzustand der Luft von 20 C und einer Dichte von 1,165 kg/m³ bezogen. Seite 5 von 5