DE2415682A1

DE2415682A1 - Verfahren zur behandlung von wasser

Info

Publication number: DE2415682A1
Application number: DE2415682A
Authority: DE
Inventors: Mihor E Mclaughlin
Original assignee: Economic Development Corp
Current assignee: Economic Development Corp
Priority date: 1972-02-29
Filing date: 1974-04-01
Publication date: 1975-10-16
Also published as: FR2264781B3; FR2264781A1; US3823767A; NL7404471A

Description

Dr. Ing. H. NegendanJc

Dipl. Ing. H. Haiick - Γιο! P;iys. W. Schmitt

Dipl. Ing. E. Graaifs - Dipl. Ir.a. W. Wehnelt

8 München 2, L-VJXüiisiraße 23

Telefon 5380580

EconoiTiic Development Corporation

Professional Center 28. Harz 1974

Brattleboro, Vermont,USA Anv/altsakte 11-3031

Verfahren zur Behandlung von Nasser

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von Wasser, und insbesondere auf ein Verfahren zum Kühlen und zur Sauerstoffanreicherung von Wasser.

In der Vergangenheit wurde bei der raschen Industrialisierung und Bevorzugung wirksamer und wirtschaftlicher Herstellungsverfahren dem Umweltschutz zu wenig Beachtung geschenkt. Infolgedessen wurden die Flüsse durch häusliche und industrielle Abfälle verschmutzt, und das Wasser wurde infolge der thermischen Verunreinigung durch Kraftwerke als Lebensraum für Wassertiere- und -Pflanzen ungeeignet. So ist es derzeit dringend erforderlich, die Versäumnisse der vergangenen Jahre nachzuholen, bereits verschmutzte Wassermassen zu reinigen und unter Beachtung ökologischer Faktoren wirksamere Verfahren zur Abfallbehandlung und -beseitigung zu

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entwickeln. Dieses Erfordernis ist nicht nur allgemein erkannt, sondern von Regierungsseite wird auch sorgfältig an einem besseren Umweltschutz durch Verordnung strengerer ökologischer Vorschriften sowohl für die Öffentlichkeit als auch für die Industrie gearbeitet .

Wasser, das zu Kühlzwecken bei einigen industriellen Prozessen und in elektrischen Dampfkraftwerken verwendet wird, wird auf eine hohe Temperatur erwärmt, wodurch sich die Fähigkeit des Wassers, Sauerstoff in Lösung zu halten, verringert. Die thermische Verunreinigung ist jedoch auch von Bedeutung, da sie das thermische Umweltgleichgewicht des Flusses verändert und den Lebenszyklus der Pflanzen- und Tierwelt beeinflußt.

Kühlwasser

Zur Kühlung des warmen Abwasserstroms elektrischer Kraftwerke und anderer Industrieanlagen sind verschiedene Verfahren bekannt. Bei einem dieser Verfahren werden natürlich belüftete Kühltürme verwendet. Diese wurden in Europa mehrere Jahre eingesetzt und sind nunmehr beispielsweise bei Kraftwerken in England zur Wasserkühlung üblich. Derartige Kühltürme eignen sich am besten für einen sehr hohen Kühlwasserbedarf und haben üblicherweise einen Durchmesser von 80 m und eine Höhe von 100 m. Diese Kühltürme haben einen verhältnismäßig geringen Wirkungsgrad, erfordern eine große Bodenfläche, und bei größeren Höhenlagen besteht im Winter die Gefahr, daß sie einfrieren. Die Einbaukosten sind sehr hoch. Sie sind auch insofern nachteilig, als sie verhältnismäßig unschön aussehen. Ein weiteres Verfahren besteht in der Verwendung zwangs-

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belüfteter Kühltürme. Diese haben den zusätzlichen Nachteil, daß sie zur Zwangsbelüftung einen hohen Stromverbrauch benötigen.

Ein weiteres Kühlverfahren besteht in der Verwendung von Kühlbecken. Hier ist die Kühlung verhältnismäßig langsam und unwirksam, und es wird eine große Bodenfläche benötigt.

Behandlung von Kanalisationsabwasser

Die Hauptquellen der Wasserverschmutzung sind vor allem häusliche Abwässer und Industrieabfälle.

Alle Abwässer werden letztlich in Oberflächen- oder Grundwasserschichten eingeleitet, die den natürlichen Abfluß eines Geländes bilden» Die meisten Abwässer enthalten aggressive und möglicherweise gefährliche Substanzen, die eine Verschmutzung und Verunreinigung der sie aufnehmenden Wassermasse bewirken können. In der Vergangenheit war die Verdünnung in den die Abwasser aufnehmenden Wassermassen gewöhnlich so groß, daß die Abfallstoffe unschädlich gemacht wurden. Seit der Jahrhundertwende reicht die Verdünnung zahlreicher Flüsse jedoch nicht aus, die höheren Abfälle, die durch die Bevölkerungszunahme und industrielle Expansion entstehen, zu absorbieren.

In Flüsse eingeleitete, kommunale Abwasser benötigen Sauerstoff zu ihrer Stabilisation durch Bakterien. Der Sauerstoff wird häufig rascher verbraucht, als er durch Wiederbelüftung zugeführt wird, was zum Absterben der normalen Lebenswelt im Bereich der Abwasser-

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quelle führt. Falls weiter stromabwärts der Sauerstoffbedarf gedeckt ^ist/wird durch Wiederbelüftung Sauerstoff zugeführt.

Natürliche Wassermassen, beispielsweise Flüsse, Seen und Meere, verfügen über eine Selbstreinigung. Das Selbstrexnxgungsvermögen hängt von der erzielbaren Verdünnung, der biophysikalischen Umwelt des Stroms und der Stärke sowie den Eigenschaften des Abfalls ab.

Die Konzentration des gelösten Sauerstoffs hängt nicht nur von der ■Relativverdünnung sondern auch von der Oxidationsgeschwindigkeit des organischen Materials und der Wiederbelüftungsgeschwindigkeit des Wasserstroms ab.

Nicht verschmutzte natürliche Wassermassen sind gewöhnlich mit gelöstem Sauerstoff gesättigt. Infolge des von grünen Wasserpflanzen unter der Einwirkung von Sonnenlicht abgegebenen Sauerstoffs können sie sogar übersättigt sein. Wenn organische Schmutzstoffe in einen Wasserstrom gelangen, wird der gelöste Sauerstoff durch die Bakterien während ihres Stoffwechselvorgangs zur Oxidation des organischen Schmutzstoffes verbraucht. Der Sauerstoff wird durch Wiederbelüftung an der der Atmosphäre zugekehrten Wasseroberfläche ersetzt. Infolgedessen können die Bakterien den Oxidationsprozeß in einem aeroben Umfeld fortsetzen. In diesem Fall bleibt die Wassermasse geruchfrei und sauber und es wird ein normales tierisches und pflanzliches Leben erhalten.

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Bei einer Erhöhung der Konzentration organischer Stoffe verstärkt sich das Wachstum der Bakterien, wodurch sich die Oxidationsgeschwindigkeiten und der Sauerstoffverbrauch erhöht. Falls die Konzentration organischer Verunreinigungen so' groß wird, daß die Bakterien den Sauerstoff rascher verbrauchen, als er ersetzt werden kann, können lediglich anaerobe Bakterien überleben und die Stabilisation der organischen Stoffe wird bei Abwesenheit von Sauerstoff durchgeführt. Unter diesen Umständen wird das Wasser trübe und übelriechend, und die normale Flora und Fauna wird zerstört. Außerdem verläuft der anaerobe Abbau mit einer geringeren Geschwindigkeit als der aerobe. Um zufriedenstellende Bedingungen aufrecht zu erhalten, ist es daher äußerst wichtig, eine minimale Konzentration gelösten Sauerstoffs in einer Schmutzstoffe aufnehmenden Wassermasse aufrecht zu erhalten.

Organische Industrieabfalle führen zu ähnlichen Verhältnissen in der Konzentration gelösten Sauerstoffs. Bestimmte chemische Abfälle haben einen hohen Sauerstoffbedarf, der rasch benötigt wird, was zu einem plötzlichen Abfall des im Wasser gelösten Sauerstoff anteils führt. Andere chemische Abfälle können toxisch sein und die biologische Aktivität im Wasserstrom zerstören.

Zur Wasserreinigung und Abfallaufbereitung sind eine Reihe von Verfahren und Einrichtungen bekannt, die im allgemeinen Absetzbehälter und Aufbereitungsanlagen verwenden, die einen erheblichen Geländebedarf haben und verhältnismäßig teuer sind.

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Zur Lösung der oben beschriebenen Schwierigkeiten schafft die Erfindung ein Verfahren zur Aufbereitung von Wasser und Kanüsationsabwässern, bei dem in einer Reihe von Verfahrensschritten periodisch gesteuerte Translationswellen nach Art eines Sturzbrechers mit Hilfe eines wahlweise betätigten WeTlengeräts erzeugt werden, wodurch eine optimale Durchmischung von Luft und Wasser erreicht und dadurch das Wasser gekühlt und der Sauerstoffgehalt des Wassers beträchtlich erhöht wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Translationswellen nach Art von Sturzbrechern erzeugt, woüei eine große Wassermasse oder ein großer Wasserraum sowie ein der Wellenerzeugung dienender Speicher verwendet werden. Die erzeugte Translationswelle ist von der Art eines Sturzbrechers. Bei diesem Wellentyp rollen sich die Wellen, wenn sie sich brechen, und umschließen eine Lufttasche, die während des Brechens platzt. Hierdurch wird eine ausgezeichnete Durchmischung von Luft und Wasser sowie bei der Abwasseraufbereitung, wo Feststoffpartikel vorhanden sind, ein Aufspalten und Pulverisieren der Partikel erreicht.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Pumpe mit Wasser aus dem Wasserraum versorgt und fördert das Wasser in den wellenerzeugenden Speicher mit einer durchschnittlichen Fördermenge, die im wesentlichen gleich der Durchflußmenge vom Speicher zum Wasserraum ist, wobei der Wasserstand in dem v/ellenerzeugenden Speicherabschnitt oberhalb des normalen Ruhespiegels des Wassers im Wasserraum angehoben wird. Anschließend wird eine Schleuse am unteren Ende des wellenerzeugenden Speichers geöffnet, und

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V7ährend das Wasser im Speicher durch die Schwerkraft unter Umwandlung potentieller in kinetische Energie absinkt, wird eine einstellbare Wassermenge zwangsweise ein Stück unterhalb des normalen Ruhespiegels der Wassermasse im Wasserraum ausgestoßen. Im wesentlichen die gesamte, ausgeschleuste Wassermenge wird nach oben abgelenkt, um eine laufende Oberflächenwelle auf der Wassermasse im Wasserraum zu erzeugen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Wellen durch Verwendung der potentiellen Energie der Wassersäule der höherliegenden Wassermenge mit einer ordnungsgemäß einstellbaren Laufrichtung erzeugt, wobei eine vorgegebene, auf den vom Wasserraum abgezogenen Wasserstrom bezogene Zufuhrfördermenge eingestellt wird. Die zur Durchführung des Verfahrens benötigte Anlage ist verhältnismäßig einfach, verfügt über eine verbesserte Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit und erfordert verringerte Betriebs- und Wartungskosten.

Die Anlage kann auf einem Lastkahn angeordnet werden, so daß sie von einer zur anderen Stelle bewegbar ist.

Die erwünschte Wasserführung läßt sich dadurch erreichen, daß im wesentlichen die gesamte, ausgeschleuste Wassermenge über einen nach oben ansteigenden Austrittspfad zur Oberfläche der Wassermasse geleitet wird, vorzugsweise wird jedoch im wesentlichen die gesamte, ausgeschleuste Wassermenge in horizontaler Richtung gegen einen von der Schleuse entfernten Deflektor gerichtet, der derart ausgebildet ist, daß er im wesentlichen das gesamte, ausgeschleuste Wasser zur Oberfläche der Wassermasse ablenkt.

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Eei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise ein Wasserraum mit einem Zulauf- und einem Ablaufende verwendet. Zwei im wesentlichen senkrechte Seitenwände verlaufen in Längsrichtung beidseitig des Bodens des Wasserraumes. Der wellenerzeugende Speicher liegt am Zulaufende und wird durch rückwärtige Verlängerungen der Seitenwände, eine in Querrichtung zwischen den Seitenwänden verlaufende Rückwand sowie einen im wesentlichen horizontalen Boden gebildet, der oberhalb des Ablaufendes des Wasserraumbodens liegt. Am unteren Ende einer zwischen dem Speicher und dem Wasserraum angeordneten Trennwand ist eine längliche, horizontal verlaufende öffnung vorgesehen. Eine rasch öffnende und rasch schließende Schleuse in dieser Öffnung liegt zwischen dem Speicher und dem Wasserraum. Vorzugsweise ist ein Deflektor, der über die Breite des Wasserraums verläuft, stromabwärts der Schleuse mit Abstand an der Verbindungsstelle des horizontalen Speicherbodens und des Bodens des Wasserraums angeordnet. Eine hydraulische Pumpanordnung dient dazu, Wasser vom Wasserraum abzupumpen und in einer größeren Höhe in den wellenerzeugenden Speicher einzuspeisen.

Der Wasserraum oder die Wassermasse muß nicht durch ein Becken oder einen Tank begrenzt sein, sondern kann durch natürliche Wasserräume, beispielsweise Flüsse, Wasserströitie oder Seen gebildet werden,wo durch das erfindungsgemäße Verfahren entsprechende Wellen zur Kühlung und Sauerstoffanreicherung von Abwässern erzeugt werden. In diesem Fall werden durch das erfindungsgemäße Veifahren in derartigen natürlichen Wasserräumen Wellen erzeugt, für eten optimalen Wirkungsgrad ist es jedoch zweckmäßig, seitliche Be-

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grenzungswände einzubauen, um die Verlustwirkung bezüglich der Wellen gering zu halten.

Bei einer Ausführungsart der Erfindung zum Kühlen von Wassermassen wird warmes Abwasser in einen Speicher eingespeist und dort gespeichert und das Wasser von unterhalb der Wasseroberfläche periodisch in einen Wasserraum ausgeschleust, der Wasser mit einer niedrigeren Temperatur enthält. Das ausgeschleuste Wasser wird nach oben in den Wasserraum eingeführt, wodurch eine explosionsartige Welle entsteht, die Luft und Wasser heftig vermischt und bewirkt, daß sich eine maximale Sauerstoffmenge mit dem Wasser vermischt und die Kühlung des Wassers beschleunigt wird. Hierdurch ist es nicht erforderlich, große Kühltürme oder eine Vielzahl von Behältern zu verwenden, die Kosten werden gesenkt und das ästhetische Aussehen läßt sich verbessern.

Infolge der erfindungsgemäß vorgesehenen Wellenerzeugung kühlen sich die Welle und die benachbarte Wassermasse infolge der Durchmischung mit Luft beträchtlich ab und gleichzeitig werden merkliche Mengen Luft und Wasser mit der Welle mitgeführt, so daß der Sauerstoffanteil der Welle und der benachbarten Wassermasse angereichert und die Welle gekühlt wird. Infolge der Bewegung der stromabwärtigen Wellenfront werden große Luftmengen verdrängt, wodurch die Gesamtkühlwirkung verbessert und ein natürlicher Luftstrom über die Wasseroberfläche erzeugt wird.

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niese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dient zur Wärmeabfuhr und kann daher als Wärmesenke in einem herkömmlichen thermodynamisehen Prozeß, beispielsweise einem Kälte- oder Dampfkraftprozeß, oder bei einem irgend beliebigen Prozeß dienen, bei dem Wasser zur Wärmeabfuhr benutzt wird und die Wärme schließlich in die Atmosphäre abgegeben werden soll. Das zum Wärmetransport verv/endete Wasser überträgt letztlich die Wärme an die Umgebungsluft.

Die Menge der abgeführten Wärme hängt von der Temperatur und dem Feuchtigkeitsgehalt der Luft ab. Ein maßstab für den Feuchtigkeitsgehalt der Luft ist ihre Taupunkttemperatur. Theoretisch ist die Taupunkttemperatur die niedrigste Temperatur, auf die das Wasser abgekühlt werden kann. In der Praxis nähert sich die Temperatur des kalten Wassers der Taupunkttemperatur, erreicht diese jedoch nicht. Die Annäherung an die Taupunkttemperatur hängt von dem Luft-Viasserkontakt, der Verweilzeit und der Menge des in Tropfen aufgebrochenen Wassers ab.

Eine Kühlung des dem Speicher zugeführten Wariiiwassers bis auf 3 bis 14 C, vorzugsweise 3 bis 8 C oberhalb der Taupunkttemperatur ist ein gutes Ergebnis. Die Kühlwirkung der erzeugten Welle ändert sich je nach der freien Wasseroberfläche, der Wassertemperatur, der Lufttemperatur und relativen Luftfeuchtigkeit, der ausgeschleusten Wassermenge, der Größe und Form der Weile und der Lineargeschwindigkeit der Welle an der Wasseroberfläche. Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorhandene Verdunstungskühlung führt infolge der Verdunstung zu einem Wasserverlust, der etwa

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^ λ Ρ 9

0,5 bis 2 %, vorzugsweise 0,5 bis 1 % des umgewälzten Nass^s beträgt, wobei der Wasserverlust in erster Linie von -.er Ktih -c-inperatur, der Umgebungs- und Taupunkttemperatur, der Bewölkung und den Windverhältnissen abhängt.

Die Wärmeabfuhr besteht hauptsächlich aus:

1. Der latenten Wärmeabfuhr infolge der Verdunstung einer geringen Wassermenge, und

2. der fühlbaren Wärmeabfuhr infolge der Temperaturdifferenz zwischen Wasser und Luft.

Etwa 70 bis 90 % der Wärmeabfuhr ist auf den latenten Wärmeübergang und 10 bis 30 % auf den fühlbaren Wärmeübergang zurückzuführen.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dient zur Behandlung von Kanalisationsabwasser insbesondere für die Aufbereitung von Abfallstoffen und die Wasserreinigung. Üblicherweise hat nicht-aufbereitetes Kanalisationsabwasser einen Flüssigkeitsanteil von 95 Gew.-%. Erfindungsgemäß wird ein Abwasserstrom einem Speicher zugeführt und dort gespeichert und periodisch vom unteren Abschnitt des Speichers in einen Absetzraum ausgeschleust. Das ausgeschleuste Wasser wird stoßartig nach oben zur Oberfläche des im Absetzraum befindlichen Wassers umgelenkt, wodurch organische Stoffe in kleinere Partikel aufgespalten, die Flüssigkeiten, Feststoffe und chemischen Anteile in kurzer Zeit innig vermischt und

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große Sauerstoffmengen im Wasser gelöst werden.

Das verschmutzte Abwasser wird vom Speicher in einstellbaren Zeitabständen ausgeschleust, um eine Reihe stoßartiger Wellen zu erzeugen, die Luft und organische Stoffe gemeinsam mit dem Wasser innig vermischen und eine vollständige Belüftung sicherstellen. Die Belüftung des verschmutzten Abwassers mit Hilfe der Welle ermöglicht den Abbau organischer Abfallstoffe durch Bakterien. Die Welle wird über den Absetzraum geführt, wo sich die schwereren Stoffe absetzen. Die Wasseroberfläche wird ständig durch die erzeugten Wellen belüftet, während der untere Teil der im Absetzraum enthaltenen Wassermasse durch wehrartige, quer über den Absetzraum verlaufende Stauwände bewegt wird, so daß sich dichtere Stoffe in kleineren Korngrößen absetzen können, wenn das Wasser in Längsrichtung des Absetsraumes strömt. Der Absetzraum ist derart ausgelegt, daß die Rührwirkung eine vollständige Aufschließung ergibt, während das An- und Abebben der Wellen ein Absetzen von Feststoffen und kleinen Partikeln ermöglicht. Der belebte Schlamm setzt sich auf eineift stauwandartigen Boden ab und wird vom Absetzraum abgepumpt.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

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Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1 zur Verdeutlichung der Betriebsweise;

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht eines ersten, zweiten und dritten Absetzraums;

Fig. 4 die Aufsicht einer vereinfachten Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem ersten, zweiten und dritten Absetzraum gemäß Fig. 3.

Die Ausführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Wasserkühlung wird anhand der Fign.l und 2 beschrieben, wobei entsprechende Bauteile durch die gleichen Bezugszeichen gekennsLchnet sind. Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Kühlanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Ge-. samtabmessungen und das Wasservolumen hängen von der geforderten Kühlwirkung ab. Die Wasserzufuhr erfolgt beispielsweise in Form von warmem Abwasser eines elektrischen Dampfkraftwerks, wobei das Abwasser in den Speicher R eingespeist wird. Die Anlage enthält ein WasBsrbecken A mit einem Boden 10. Ein Endabschnitt 11 verbindet die Seitenteile 13 und 14. Der Boden 10 kann horizontal verlaufen oder schräg nach oben von dem wellenerzeugenden Speicher R geneigt sein. Die Seitenwände 13 und 14 verlaufen vom Boden 10 senkrecht nach oben und sind mit einstückigen, erhöhten Verlängerungen 13a bzw. 14a versehen, die sich über das stromaufwärtige Ende des Bodens 10 erstrecken. Eine nach oben und außen geneigte Rückwand 17 verläuft in Querrichtung zwisehen den Enden der Verlängerungen 13a und 14a. Eine Vorderwand 18,

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die zwischen den Seitenwänden mit Abstand von der Rückwand 17 angeordnet ist, bildet eine Trennwand zwischen dem Wasserbecken A und dem wellenerzeugenden Speicher R. Die Wände 17 und 18 sovie die Seitenwände 13a und 14a dienen lediglich dazu, eine Wassersäule oberhalb des normalen Ruhespiegels der im Wasserbecken A befindlichen Wassermasse aufrecht zu erhalten.

Gemäß Fig. 2 verläuft ein Boden 19, der das untere Ende des v/ellenerzeugenden Speichers R bildet, von der Wand 18 nach-vorn und endet oberhalb des stromaufwärtigen Endes des Bodens 10. Ein Deflektor 20, der sich zv/ischen den Seitenwänden 13 und 14 erstreckt, verläuft vom Boden 19 schräg nach oben zu einem abgerundeten Scheitel und dann schräg nach unten, wo er in den Behälterboden 10 übergeht, so daß eine glattflächige Verbindung zwischen den Böden 10 und 19 gebildet wird. Die Vorderfläche des Deflektors steigt nach oben zur Wasseroberfläche an, der Scheitel ist abgerundet, und die Hinterfläche verläuft schräg nach unten. Vorzugsweise steigt der Deflektor in einer stetigen Kurve vom Boden 19 an und geht stetig in die abgerundete Scheitelfläche über, je-

kann

doch/das Profil des Deflektors in Abhängigkeit von den verschiedenen, weiter unten im einzelnen erläuterten Parametern, beispielsweise in Abhängigkeit von dem Einbauplatz des Detektors verändert werden. Die senkrechte Wand 18 liegt mit ihrer unteren Begrenzungskante 22 etwa auf der gleichen Höhe wie der abgerundete Scheitel des Deflektors 20 und oberhalb des Bodens 19, so daß ein Wasserdurchlaß zwischen dem Speicher R und dem Becken A gebildetwird. Zwischen der unteren Begrenzungskante 22 der Wand und dem Boden 19 ist eine vertikale Schleuse 23 angeordnet, die

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in Längsrichtung durch auf Abstand gehaltene Träger abges-r'v -t ist und dazu dient, eine Strömungsmittelverbindung zwischen dem Speicher und dem Wasserbecken herzustellen. Die Schleuse wird vorzugsweise angehoben, jedoch kann sie auch insgesamt oder teilweise in seitlicher Richtung verschiebbar sein. Ein doppelt wirkender, stromungsmittelbetatxgter Stellmotor 27 dient zum raschen Verstellen der Schleuse zwischen der Öffnungs- und der Schließlage. Ein Strömungsmittelkompressor 28, der auf einer von der Rückwand 17 abstehenden Tragplatte 29 angeordnet ist, dient zur Steuerung des Stellmotors 27 und ist mit diesem über die Leitung 30, das Anschlußstück 31 und die Strömungsmittelleitungen 32 und 32a verbunden.

Die vom Wasserbecken A abgezogene Wassermenge wird derart eingestellt, daß sie im wesentlichen gleich der im Durchschnitt in das Wasserbecken A eingeschleusten Waaaermenge ist. Die Leitungen 33 zur Wasserabfuhr aus dem Wasserbecken A sind entfernt von dem wellenerzeugenden Speicher angeordnet und liegen möglichst nah am stromabwärtigen Beckenende, damit keine Echo- oder rücklaufenden Wellen gebildet werden, die die Entstehung und Wirkung der erzeugten Wellen stören könnten.

liarmwasser wird dem Speicher R über den Einlaß 38 zugeführt und in das Becken A durch Anheben der Schleuse 23 ausgeschleust, wobei das Wasser gegen den Deflektor 20 geleitet wird und eine Welle W entsteht. Die Welle läuft in Längsrichtung des Wasserbeckens A und wird gekühlt. Nahe dem Ende des Beckens A wird das gekühlte Wasser über die Leitungen 33 abgezogen und kann

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vom Speicher R zur weiteren Kühlung zurückgeführt oder in einen Fluß oder Wasserstrom abgeleitet werden. Wahlweise kann das gekühlte Wasser auch zum Kraftwerk zurückgeleitet und erneut zur indirekten Kühlung von Wasserdampf verwendet werden.

Während des Betriebs wird die Schleuse 23 zunächst abgesenkt, um die Verbindung zwischen dem wellenerzeugenden Speicher R und dem Wasserbecken A im wesentlichen dichtend abzuschließen. Das Wasserbecken A wird zunächst mit Wasser gefüllt, so daß der Ruhespiegel oberhalb der Leitungen 33 liegt. Dann wird der wellenerzeugende Speicher R mit warmem Abwasser bis zu dem erwünschten Wasserstand gefüllt. Die hydraulischen Stellmotoren 27 werden dann betätigt, wodurch die Schleuse 23 angehoben wird. Beim Anheben der Schleuse wird infolge des statischen Überdrucks der im Speicher enthaltenen Wassersäule eine Wassermenge vom unteren Ende der Wassersäule durch die Öffnung zwischen der Wand 18 und dem Boden 19 ausgestoßen. Da diese Wassermenge auf den Deflektor 20 auftrifft, wird eine Welle W erzeugt, die im Wasserbecken A stromabwärts zur Wand 11 läuft. Unter dem Einfluß der Schwerkraft strömt Wasser aus dem Wasserbecken A über die Leitungen 33 zu entsprechenden Anschlußlextungen und kann gewünschtenfalls zum Einlaß 38 zurückgeführt werden. Die aus dem wellenerzeugenden Speicher R ausgestoßene Wassermenge hängt natürlich unmittelbar von der Wassersäule im Speicher und dem Ausmaß und der Dauer der Öffnungsbewegung der Schleuse 23 ab.

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Es wurde festgestellt, daß die Erzeugung von Einzelwellen nach Art von Sturzbrechern zur Erzielung maximaler Kühlung und Sauerstoff anreicherung von den folgenden Faktoren abhängig ist:

Der Druckdifferenz zwischen dem Wasserstand der im Speicher enthaltenen Wassersäule und dem Wasserstand im Wasserbecken;

der Zeitdauer, während derer diese Druckdifferenz zum Ausschleusen von Wasser aus dem Speicher x^irksam ist, sowie der während dieser Zeitdauer ausströmenden Wassermenge;

der Größe des senkrechten Anstiegs der vorderen, nach oben geneigten Deflektorfläche bezüglich des Horizontalabstands des Deflektorscheitels von der Stelle, wo das Wasser aus dem Speicher ausgeschleust wird;

und dem Verhältnis der Wasserhöhe im Speicher zur Höhe des im Wasserbecken A oberhalb des Deflektorscheitels befindlichen Wassers bei einer bestimmten Form der Vorder- und Hinterflächen des Deflektors.

Die erzeugte Translationswelle ist von der Art eines Sturzbrechers, der sich beim Brechen rollt und eine Lufttasche einschließt, die während des Brechens aufplatzt. Hierdurch wird eine hervorragende Luft-Wassermischung und bei der Aufbereitung von Kanalisationsabwasser, v/o Feststoffpartikel vorhanden sind, ein Aufbrechen und Pulverisieren der Partikel erreicht.

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bezüglich der oben erahnten Faktoren ist natürlich der Druck des aus dem Speicher ausgeschleusten Wassers eine Funktion des statischen Drucks in Speicher, der sich entsprechend der Höhe der iro Speicher vorhandenen T.'assersäule ändert.

Die Zeitdauer, Ehrend derer die Druckdifferenz zum Ausschleusen ι'-: 5 ^T7assers wirksam ist, und die während dieser Zeitdauer ausströmende ICasserruenge sind derart r.iiteinander verknüpft, daß die ausgeschleuste Wassermengs umso größer ist, je langer sich die Schleuse in der Öffnungslage befindet. Die Größe der Schleusenöffnung, durch die Wasser bei einem vorgegebenen Wasserstand und während einer vorgegebenen Zeitdauer ausgestoßen wird, ist ebenfalls wichtig.

Die Größe des senkrechten Anstiegs der vorderen, nach oben ansteigenden Deflektorflache ist derart mit dein Korizontalabstand zwischen den Deflektorscheitel und der Stelle, wo das Wasser aus der:; Speicher austritt, verknüpft, daß sich die Vertikalhöhe des Scheitels rr.it zunehmendem Ilorizontalabstand des Deflektorscheitels von der Austrittsstelle des Speichers erhöht.

Falls der Boden 10 schräg nach oben geneigt ist, kenn die Neigung" des Bodens ein sich auf die Forru der Translationswellen auswirkender Faktor sein. Der Reibungswert des Materials, aus den; der Boden besteht, kann ebenfalls die V/ellenforr.t beeinflussen.

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Die Wassermenge im Speicher bezüglich der oberhalb des Def^ektorin Becken scheiteis befindlichen Wassermenge/ist ein bei Durchführung des Verfahrens wichtiger Faktor. Die Höhe des Wassers im Speicher sollte mit zunehmender Wasserstandshöhe oberhalb des Deflektorscheitels erhöht werden.

Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel des Verfahrens wurde festgestellt, daß eine geeignete Welle in einem Wasserbecken erzeugt werden kann, wenn der normale Ruhespiegel der im Becken befindlichen Wassermasse 0,6 bis 1 m über dem Deflektorscheitel liegt und der wellenerzeugende Speicher eine Wassersäule mit einer Höhe von 6 bis 9 m oberhalb des Bodens 19 aufnimmt, wobei ein statischer Druck von 4,5 bis 7,5 mWS erzeugt wird. Der verwendete Deflektor steigt unmittelbar vor der Schleuse bis auf eine Höhe von 0,9 m schräg an. Hierbei wird eine Welle von etwa 1,2 bis 1,8 m Höhe etwa 6 bis 9 m von der Wand 18 erzeugt. Durch geringfügige Änderungen der Parameter lassen sich zahlreiche Wellenformen erhalten. Beispielsweise wird durch eine geringere Wassersäule und infolgedessen eien verringerten statischen Druck eine längliche, rollende Welle erzeugt. Entsprechend entsteht eine beträchtlich verkürzte, höhere Welle, wenn der statische Druck sehr hoch gehalten und eine stärkere Neigung des Deflektors gewählt wird.

Bei einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Einrichtung beträgt die Höhe des Deflektors an seinem Scheitel 0,9 m, der Abstand von der Schleuse 2,7 m und der Wasserstand im Speicher oberhalb des Ruhespiegels der im Wasserbecken befindlichen Wasser-

masse 5,1 m. Durch öffnen der Schleuse und Ausschleusen einer großen Wassermenge wird eine laufende Einzelwelle in Form eines Sturzbrechers erzeugt. Diese walzenartige Welle rollt sich beim Brechen und umschließt eine Lufttasche, die während des Brechens platzt. Hierdurch wird eine ausgezeichnete Durchmischung von Luft und Wasser und bei der Aufbereitung von Kanalisationsabwässern, wo Feststoffe vorhanden sind, ein Aufbrechen und Pulverisieren der Feststoffe erreicht.

Die in der Tabelle 1 angegebenen Daten stellen geeignete Betriebsparameter zur Erzeugung der explosionsartig aufbrechenden Wellen dar. In jedem Fall ist die Höhe des Deflektors am Scheitel 0,9m und der Abstand des Deflektors von der Schleuse 2,7m.

Wasserstand
im Speicher

TABELLE I	0,6	Wassersäule*	Wasserstand
Wasserstand	1		im Becken
über dem De-	1
flektorschei-	1
tel	1	6,6	2,6
1	4,3	3
1	5	3
1/3	5,6	3
	6,3	3
7	3
7,6	3
5	3,1

*. Wasserhöhe im Speicher oberhalb des Wasserspiegels im Becken.

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Die beschriebenen Parameter lassen sich derart ändern, daß eine erwünschte Wellenform nach Art eines Stoßbrechers erhalten wird. Die zur Durchführung des Verfahrens verwendbare Anlage arbeitet mit einer. Hydraulikdruck, hat einen äußerst einfachen Aufbau und verfügt über erhebliche Vorteile bezüglich der Gesamtkosten unc der Kartung. Der Energiebedarf besteht aus der zum Einspeisen des. zu behandelnden Wassers in den Speicher erforderlichen Pumpenenergie und der mechanischen Energie zum öffnen und Schließen der Schleuse. Die Erzeugung der Translationswellen läßt sich genau steuern, so daß eine optimale Durchmischung von Wasser und Luft erzielt wird. Die Amplitude der erzeugten Welle läßt.sich ebenfalls durch Wahl der oben beschriebenen Parameter einregulieren.

Beim öffnen der Schleuse wird durch das durch die Schleuse ausströmende und auf den Deflektor auftreffende Wasser eine Bewegung einer großen Wassermenge in stromabwärtiger Richtung des Wasserbeckens erzeugt. Infolge der Wasserströmung entsteht eine

wo

Translationswelle nach Art eines Sturzbrechers, 'durch eine maximale Durchmischung von Wasser und Luft und eine maximale Kühlwirkung sichergestellt v/erden. Beim erneuten öffnen der Schleuse swecks Erzeugung der nächsten Welle läßt sich feststellen, daß, falls das durch die vorhergehende Welle dem Wasserbecken zuge- >führte Wasser nicht im wesentlichen wieder vollständig abgezogen wurde, die nachfolgende Welle verformt sein und nicht die Gestalt eines Sturzbrechers haben kann. Falls die aus dem Wasserbecken abgezogene Wassermenge nicht annähernd gleich der zugeführten Wassenuenge ist, ergibt sich tatsächlich eine Verformung der

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nachfolgend erzeugten Wellen. Ferner sollte die Abzugsstelle des Uassers möglichst weit von dem Wellenerzeugungsbereich entfernt sein und der Stirnwand 11 möglichst nahe liegen. Das Wasser kann jedoch an einer irgend beliebigen oder an verschiedenen Stellen zwischen dem Nellenentstehungsbereich und oem äußersten stromabwärtigen Ende des Wasserbeckens oder Wasserraumes abgezogen v/erden.

Die Anlage wird auf eine möglichst gute Kühlwirkung und Sauerstoff anreicherung eingestellt und ist je nach dem Anwendungszweck in einem gewissen Bereich veränderbar.

Mit dem Verfahren lassen sich explosivartige Translationswellen mit einer Höhe von 0,6 bis 1,8 πι, vorzugsweise 1,2 bis 1,8 m in Seitabständen von 1/4 bis 3 ir.in zwischen den Wellen erzeugen. Zu diesem Zweck wird die Schleuse mit einer Geschwindigkeit von etwa 100 bis 170 m/sec in die Öffnungslage angehoben und langsam geschlossen. Die ausgeschleuste Wassermenge ist abhängig von der Zeitdauer, in der sich die Schleuse in der Öffnungslage befindet. Der Öffnungs- und Schließvorgang der Schleuse wird in fünf bis zwanzig Sekunden, vorzugsweise 5 bis 15 see. durchgeführt.

Die Kühlung hängt in erster Linie von der /^wassertemperatur und der Taupunkt- und Trockengradtemperatur der Uiugebungsluft ab. Bei einer Temperatur des der Anlage zugeführten Wassers

von etwa 38 bis 93°C, vorzugsweise 38 bis 60⁰C läßt sich

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das Wasser um 11 bis 55 C, vorzugsweise 11 bis 33 C auf TeFiperaturen zwischen 10 bis 66 C, vorzugsweise 21 bis 32 C bei Taupunkttemperaturen von 4,5 bis 32°C,vorzugsweise 10 bis lfi°C abkühlen.

Insbesondere bei einem elektrischen Dampfkraftwerk/ bei dem die Temperatur des wärmen Abwassers zwischen 38 und 49°C liegt, wird das Wasser um 17 bis 33 C bei Taupunkttemperaturen zwischen 10 und 16°C abgekühlt.

Die Wellenerzeugung wird derart eingestellt, daß die lineare Wellengeschwindigkeit in Längsrichtung des Wasserbeckens bei 100 bis 17O m/min liegen kann.

Zu Kühlzwecken haben die Wellen vorzugsweise eine Höhe von 1,5 bis 1,8 m und einen zeitlichen Abstand von etwa 1/4 bis 1 min.

Zur Aufbereitung von Kanalisationsabwasser haben die Wellen vorzugsweise eine Höhe von 1,2 bis 1,8 m und einen zeitlichen Abstand von 1/3 bis 1/2 min.

Zum besseren Verständnis v/erden nachfolgend einige Beispiele angegeben.

Beispiel I

Das Verfahren wird anhand der in den Zeichnungen dargestellten Anlage beschrieben.

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Ein warmer Abwasserstrom eines Dampfkraftreaktors zur Erzeugung elektrischer Energie, der eine Temperatur von 49 bis 60 C hat, wird durch das Verfahren um 11 bis 27 C auf eine Temperatur von 18 bis 32 C abgekühlt. Die Umgebungstemperatur liegt bei etwa 21 bis 35°C und die Taupunkttemperatur bei etwa 10 bis 21°C. Das gekühlte Abwasser kann zum Reaktor zurückgeführt und dort erneut als Kühlwasser zur Kondensation des Wasserdampfes verwendet werden.

Als Beisxel dient ein 1000 MW Kraftwerk, das 265000 bis 340 l/min Kühlwasser zur Dampfkondensation benötigt. Die Größe des Speichers und des Wasserbeckens hängt von der benötigten Kühlleistung ab. Die Betriebsbedingungen der wellenerzeugenden Anlage werden dann entsprechend den Anforderungen eingestellt.

Bei einem typischen Anwendungsfall hat das Wasserbecken eine Länge von 120 m, eine Breite von 100 m und eine durchschnittliche Tiefe von 2,7 m. Das Wasserbecken wird mit etwa 19 bis 23 Mill. Liter Wasser gefüllt. Der Speicher ist etwa 48 m lang, 6 m breit und 17 m hoch.

Der Speicher R wird bis zu einer Höhe von etwa 8 bis 10 m mit etwa 1,8 Mill. Liter Wasser gefüllt. Zu Betriebsbeginn um 16 Uhr betrugen die Trockengradtemperatur der Umgebungsluft 30 bis 35 C und die Taupunkttemperatur 13 bis 15,5 C. Die Wassertemperatur im Wasserbecken im Gleichgewichtszustand vor Zufuhr des warmen Abwassers lag bei etwa 27 bis 32°C.

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Beim täglichen Betrieb der Anlage für 12 Stunden (10 bis 22 Uhr) sinkt die Wassertemperatur im Wasserbecken (vor der Zufuhr v/armen Abwassers) im Gleichgewichtszustand (d.h. bei Rückführung zum Speicher) auf etwa 18 bis 23°C.

Die Kühlwirkung der wellenerzeugenden Anlage ist aus den nachfolgend in Tabelle II angegebenen Daten ersichtlich, die während einer Zeitdauer von 2 Wochen ermittelt wurden. Die Ablesung wurde etwa um 4 Uhr vorgenommen.

	TABELLE II	Taupunkt- temperatur	Temperatur im Wasserbecken
Datum	Lufttemperatur	14,5	19
2	33,5	14	18,5
3	30,5	13	19,5
7	23,5	13,5	21,5
8	24,5	13,5	21
9	28	15,5	21,5
10	30	16	24
13	32	16,5	23,5
14	35,5

Bei den Daten in den Zeilen 2, 3 und 10 ist die Wassertemperatur im Wasserbecken auf etwa 6° an die Taupunkttemperatur angenähert.

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Die Anlage ist nunmehr zu Kühlzwecken betriebsbereit.

Warmes Abwasser vom Kraftwerk mit einer Temperatur von 49 wird über den Einlaß 38 mit einer gleichbleibenden Menge von 26 5 OOO bis 340 000 l/min in den Speicher R gepumpt, um im Speicher einen «lasserstand von etwa 9,6 m, einen statischen Überdruck von etwa 7,6 mWS sowie im Wasserbecken einen Wasserstand von etwa 1 m oberhalb des Deflektorscheiteis und eine Wassertiefe von 3 m aufrecht zu erhalten. Kühlwasser mit einer Temperatur von 21 bis 32°C wird ständig über die Auslässe 33 an den dem wellenerzeugenden Speicher gegenüberliegenden Ende des Wasserbeckens im wesentlichen mit der gleichen Menge, d.h. 265 000 bis 340 000 l/min, abgezogen.

Die Unterwasserschleusen 23 werden geöffnet, um etwa 265 000 bis 340 000 1 Wasser in einer Einzelwelle plötzlich auszuschleusen. Der vollständige öffnungs- und Schließvorgang der Schleusen erfordert etwa 9 bis 10 see.

Infolge des plötzlichen Stoßes dieser freigesetzten großen Wassermenge, die durch den Deflektor 20 nach oben abgelenkt wird, entsteht eine Welle mit einer Höhe von etwa 1,7 bis 2 m, die sich etwa 6,5 bis 13 m entfernt von der Schleuse bildet und vom Speicher fort zum Ende des Wasserbeckens mit einer durchstnittliehen Lineargeschwindigkeit von etwa 120 bis 150 m/min läuft. Diese Welle ist eine sich rollende Explosionswelle, die die gesamte Weglänge an der Wasseroberfläche läuft. Der plötzliche Stoß des

aus dem Speicher freigesetzten Wassers erzeugt eine Translations-

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welle im Wasserbecken, die sich beim Entstehen und Durchlaufen des Wasserbeckens überschlägt und Luft einfängt, wodurch das wärmere Wasser der Welle v/irksam und vollständig mit der kühleren Luft gemischt wird. Gleichzeitig erfolgt eine Durchmischung des warmen Wassers der Welle mit dem kühleren Wasser im Wasserbecken. Jede Welle benötigt etwa 1/2 bis 1 min, um die Wegstrecke von 130 m in Längsrichtung des Wasserbeckens zu durchlaufen.

Die Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit der Schleuse läßt sich in einem weiten Bereich verändern. Bei diesem Beispiel wird etwa eine Welle pro Minute erzeugt, und vom Speicher v/erden etwa 265000 bis 340 000 1 Wasser je Minute ausgeschleust.

Unter den beschriebenen Bedingungen wird das warme Abwasser nach Erreichen des Gleichgewichtszustands von 49 C auf eine Temperatur zwischen 21 und 32°C abgekühlt, so daß es erneut zum Kraftwerk zurückgeführt oder zu einem Fluß oder einem in der Nähe gelegenen Wasserraum ausgeschleust werden kann.

Die erzeugte Translationswelle läßt sich als Sturzbrecherwelle

bezeichnen. Bei dieser Wellenform überschlägt sich die Welle beim Brechen und schließt eine Lufttasche ein, die während des Brechens aufplatzt. Hierdurch wird eine ausgezeichnete, gleichzeitige Durchmischung von Luft und Wasser erreicht, so daß eine maximale Kühlwirkung erzielt wird.

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Während eines normalen Betriebstages gehen täglich etwa 3,8 bis 7,5 Mill. I Wasser infolge Verdunstung verloren.

Beim Durchlaufen der Welle ist die Wasseroberfläche im Wasserbecken turbulent, so daß sich das Wasser an der Wasseroberfläche abkühlt und die Kühlwirkung des umgebenden Wassers beschleunigt wird. Infolge eines turbulenten Ansaugens von Wasser von unterhalb der Welle sowie von der Wellenvorder- und Rückfront ergibt sich eine verbesserte Durchmischung und Kühlung des Warmwassers der Welle.

Beispiel II

Bei diesem Beispiel wird nicht-aufbereitetes Kanalisationsabwasser aufbereitet, um den Sauerstoffgehalt des Abwassers zu erhöhen, Feststoffpartikel aufzubrechen, Abwasser und Luft zu vermischen und das Abwasser zu kühlen, wodurch insgesamt der biologische Abbau des Abwassers ermöglicht wird. Das Verfahren und die hierfür verwendete Anlage sind ähnlich wie bei dem Beispiel I entsprechend den Fign. 1 und 2.

Als Ausgangsstoff dient ein unbehandeltes Abwasser, das unmittelbar aus den Kanalisations- und Abfangleitungen kommt und etwa 95 % Flüssigkeits- und 5 % Feststoffanteile enthält.

Das behandelte Abwasser kann in Flüsse oder Wasserströme abgeleitet oder durch übliche Behandlungsvetfähren weiter aufbereitet werden. -29-

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Bei einem typischen Anwendungsfall ist das Wasserbecken etwa 100 m lang, 50 m breit und durchschnittlich 2 m tief. In das Wasserbecken v/erden etwa 3,8 bis 5,7 Mill. 1 Wasser und/oder Kanalisationsabwasser eingefüllt. Der Speicher ist etwa 50 m lang, 6,5 m breit und 17 m hoch.

Arn Boden des Wasserbeckens können Stauwände zum Sammeln und Entfernen abgesetzten Belebtschlamms vorgesehen sein.

Die Größe des Speichers und des Wasserbeckens ist abhängig von der Menge aufzubereitenden Abwassers. Die Betriebsparameter der wellenerzeugenden Einrichtung werden dann atsprechend der geforderten Reinigungsleistung eingestellt.

Unbehandeltes Abwasser mit einer Temperatur von etwa 21 C und einem Sauerstoffgehalt von etwa 2 bis 3 ppm wird über den Einlaß 38 mit einer gleichbleibenden Fördermenge von 230 000 bis 340 l/min in den Speicher R eingespeist, um im Speicher einen Wasserstand von etwa 8 bis 10 m, einen statischen Überdruck von etwa 6,6 bis 8 m,- sowie im Wasserbecken einen Wasserstand oberhalb des Deflektorscheitels von etwa 0,6 bis 1 m und eine Wassertiefe von etwa 2 m aufrecht zu erhalten. Das behandelte Abwasser wird mit einer Temperatur von etwa 15,5⁰C und einem Sauerstoffgehalt von 8 bis 12 ppm kontinuierlich an dem der Wellenerzeugungseinrichtung gegenüberliegenden Ende des Wasserbeckens über die Auslässe 33 mit etwa der gleichen Menge abgezogen, d.h. etwa 230 000 bis 340 000 l/min.

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Vordem Betriebsbeginn wird das Wasserbecken mit Wasser und der Speicher Fat Wasser und/oder unbehandeItem Abwasser gefüllt. Die Unterwasserschleusen 23 werden dann geöffnet, um in einer Einzelwelle etwa 75 000 bis 110 000 1 Abwasser auszuschleusen. Der Öffnungs- und Schließvorgang der Schleusen dauert insgesamt etwa 6 bis 8 Sekunden. Beim Öffnen der Schleusen v/ird das Abwasser durch die Schleusenöffnungen in den Kanaleinlaß gedrückt und durch den Deflektor 20 nach oben umgelenkt, wodurch eine Welle mit einer Höhe von etwa 1,3 bis 1,6 m erzeugt wird, die in einem Abstand von 6,5 bis 10 m von den Schleusen entsteht und in Längsrichtung des Beckens mit einer durchsinittlichen Lineargeschwindigkeit von 100 bis 130 m/min läuft. Der öffnungs- und Schließvorgang der Schleusen v/ird derart durchgeführt, daß zwei bis drei Wellen pro Minute entstehen. Wenn das Abwasser durch die Schleusen strömt, steht es unter einem extrem hohen Druck, und im Moment der Druckentlastung wird ein augenblickliches Aufbrechen der im Abwasser mitgeführten Feststoffe erreicht.

Der plötzliche Stoß des aus dem Speicher ausgeschleusten Abwassers erzeugt im Wasserbecken eine Translationswelle, die sich beim Entstehen und Durchlaufen des Wasserbeckens überschlägt und Luft unter sich einfängt, wodurch das Abwass er wirksam und vollständig mit Luft durchmischt wird. Es entsteht eine rollende Explasionswelle, die über die gesamte Länge des Wasserbeckens auf der Oberfläche läuft. Jede Welle benötigt etwa 1/2 bis 1 Minute, um das 100 m lange Wasserbecken zu durchlaufen.

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Durch die explosionsartige Wirkung der Welle werden systematisch organische Verunreinigungen in feinere Partikel aufgebrochen, große Mengen Luft unter Flüssigkeiten und Feststoffe gemischt, Flüssigkeiten, Feststoffe und Luft innig durchquirlt und zusätzlich das Wasser gekühlt, wodurch insgesamt der bakteriologische Abbau des Abwassers stark begünstigt wird. Von der Oberfläche des Wasserbeckens bis zu einer Tiefe von etwa 1,3 m werden hohe Sauerstoffmengen gelöst.

Die rollende Bewegung der Welle bewirkt ein Aufbrechen und Durchmischen der Abwasserpartikel und gestattet eine vollständige Belüftung der aufgebrochenen Abwasserpartikel. An den kleinen Abwasserpartikeln lagert sich Sauerstoff an und unter der Einwirkung .der Welle werden die Abwasserpartikel bis zu einer Tiefe von 1 bis 1,3 m unter die Wasseroberfläche gedrückt, so daß sie während ihrer Zersetzung ständig gemischt und gerührt werden. Die Belüftung des Abwassers ermöglicht den bakteriellen Abbau der organischen Abfallstoffe.

Die Schleusen 23 werden periodisch geöffnet und geschlossen, so daß zv/ei bis drei Wellen pro Minute erzeugt werden. Die Wellen durchlaufen das Wasserbecken ständig in Längsrichtung, wobei sich die schwereren Stoffe absetzen können und die feineren Partikel weiter transportiert werden. An der Wasseroberfläche findet eine ständige Belüftung statt, während die darunterliegende Wassermasse und das darin enthaltene Abv/asser gerührt wird.

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Der entstehende Belebtschlamm setzt sich am Boden des Beckens ab, welcher in Form von hintereinan&rliegenden Stauwehren ausgebildet sein kann. Der Belebtschlamm kann periodisch abgezogen v/erden. Die Anzahl der Öffnungs- und Schließbewegungen der Schleusen kann in einem weiten Bereich geändert werden.

Die Wassertiefe im Becken wird entsprechend der erwünschten Wellenform und der erwünschten Ablagerung der Sedimentstoffe einreguliert. Das Verfahren kann absatzweise durchgeführt werden, wobei das behandelte Abwasser zurückgeführt wird, bis der erwünschte Belüftungsgrad erreicht ist, oder das Abwasser kann kontinuierlich über den Einlaß 38 zugeführt werden, während das belüftete Abwasser stromabwärts über die Auslässe 33 zur weiteren Verarbeitung oder zur Abgabe nach außen abgezogen wird..

Die kontinuierliche, wellenartige Bewegung im Wasserraum begünstigt die Belüftung und den bakteriellen Abbau organischer Abfallstoffe. Die Wellen lassen sich derart einstellen, daß der Prozeß beschleunigt wird, und je mehr Sauerstoff in das Wasser eingeführt wird, desto rascher wird der Schlamm belebt. Das Verfahren sorgt somit für eine hochwirksame Behandlung bei geringen Kosten und einem sehr kleinen Geländebedarf.

Beispiel III

Anhand der Fign. 3 und 4 wird eine vollständige, kompakte Abwasser-Verarbeitungsanlage beschrieben. Die Anlage dient zur Reinigung von Kanalxsationsabwassern und arbeitet mit einer Abfall-

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stabilisation mit einem Ebbe- und Flutvorgang. Die Anlage enthält drei getrennte Kanäle, die jeweils ein Becken, einen Speicher und Schleusen aufweisen, die das Abwasser nacheinander durchläuft.Das unbehandelte Abwasser wird über den Einlaß 31 in den ersten Kanal eingespeist. Das teilweise verarbeitete Abwasser wird dann abgezogen und dem zweiten Kanal zugeführt, v/o es weiter verarbeitet wird, und anschließend in den dritten Kanal geleitet, wo es vollständig verarbeitet wird, woraufhin gereirigtes Wasser am stromabwärtigen Ende des dritten Kanals über die Leitung 87 abgezogen wird.

Der erste Kanal gestattet das Absetzen von Kies - und Feststoffen. Außerdem können die übrigen Stoffe, die sich während des gesamten Belüftungsvorgangs auf dem Boden abgesetzt haben, entfernt werden. Im zweiten Kanal können Kalk oder andere Chemikalien zur Verringerung der Phosphatkonzentration im Gemisch zugesetzt v/erden, Im dritten Kanal können CO₂ und Chlor zugesetzt und Ammoniak entfernt werden, welches beim bakteriologischen Abbau der organischen Verunreinigungen im Abwasser entsteht.

Wahlweise können die ersten und zweiten Kanäle auch als reine Speicherbecken dienen, wobei der Belebtschlamm periodisch entfernt werden kann, indem er unmittelbar auf Fahrzeuge oder Förderer geladen wird, oder es kann eine Rückführung zur v/eiteren Belebung des Schlamms vorgesehen sein.

Die Arbeitsweise der Anlage in jedem der drei Kanäle ist im wesentlichen die gleiche wie bei dem Beispiel II.

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Bei dieser Ausführungsform wird Rohabwasser, das aus 95 % Flüssigkeits- und 5 % Peststoffanteilen besteht, in einen ersten Vorratstank hinter der Schleuse des Speichers R des Kanals 1 eingespeist. Die Schleusen 23 v/erden angehoben,, wodurch ein kurzzeitiger Abwasserschwall entsteht, der am Deflektor 20 abgelenkt wird und eine explosionsartige Welle mit einer Höhe von 1,3 bis 1,7 m bildet, die das Absetz- oder Vorratsbecken des ersten Kanals 1 durchläuft. Während ihres Entstehens und auch Durchlaufens des Kanals 1 verwirbelt und löst diese explosionsartige Welle große Luftmengen im Wasser. Infolge der Explosionswirkung werden ferner Abwasserschmutzstoffe in kleine Partikel aufgebrochen, was deren bakteriellen Abbau begünstigt.

Im Speicher und unmittelbar nach dem Ausschleusen steht die gesamte Abwassertrübe unter einem extrem hohen Druck. Im Augenblick des Freikommens vom Speicher wird ein momentanes Aufbrechen von Feststoffen im Abwasser erzielt. Die kleinen Abwasserpartikel werden von Sauerstoff umlagert und dann in die Abwassermasse im Kanal zurückgestoßen.

Im Kanal 1 werden die Schleusen 23 periodisch betätigt, um nacheinander Wellen zu erzeugen, die den Kanal in Längsrichtung durchlaufen. Die zeitliche Steuerung der Schleusen 23 ist derart, daß pro Minute zwei bis drei Wellen entstehen. Infolge der anhaltenden, wellenartigen Bewegung an der Oberfläche des Vorratsbeckens im Kanal 1 setzt sich der entstehende Belebtschlamm ab, die Belüftung des Abwassers wird verstärkt und der bakterielle Abbau organischer Schmutzstoffe wird beschleunigt. Je mehr Sauerstoff

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dem Wasser zugeführt wird, desto rascher verläuft die Belebung des Schlamms.

Infolge der besonderen Ausbildung des Kanalbodens können die Wellen kontinuierlich über die gesamte Wasserfläche laufen. Ferner ist während des An- und Abebbens der Welle eine Sedimentation der schwereren Partikel möglich. An den Spitzen 61 der Stau-Wgnde entsteht eine erhöhte Turbulenz, wenn die Wellen über die Stauwandbereiche laufen.

Im Boden des Kanals 1 sind eine Reihe von stauwandartigen Absetzbereichen 60 vorgesehen, um die Sedimentation zu ermöglichen. Die Absetzbereiche 60 enthalten mehrere in Quenichtung angeordnete Tröge mit einer Spitze 61, die etwa in Höhe des Ruhespiegels des Wassers liegt, einer von der Spitze 61 nach unten verlaufenden senkrechten Wand 62 und einer stark geneigten Fläche 63, die zu einem Auslaß 64 verläuft. An der entgegengesetzten Seite des Auslasses 64 verläuft eine sanfter geneigte Fläche 66 zur nächsten Spitze 61 nach oben. Gemäß den Figuren sind drei Absetzbereiche 60 vorgesehen, je nach der Menge der zu verarbeitenden Stoffe läßt sich jedoch eine irgend beliebige Anzahl von Absetzbereichen wählen. Am Ende des letzten Absetzbereiches 60 wird das behandelte Abwasser über die Leitung 69 abgezogen und dem Kanal 2 zugeführt. In den zugeführten Abwasserstrom kann gewünschtenfalls zusätzlicher Sauerstoff durch Einpressen von Druckluft eingeführt werden. Der ausgefällte Schlamm kann von den Auslassen 64 zu einem Verbrennungsofen oder zu einer Trockenanlage, von wo er ausgeschieden wird,

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gepumpt v/erden. Der Belebtschlamm kann ebenfalls abgezogen und erforderlichenfalls in den Vorratstank Bl oder in den Speicher des Kanals 1 zurückgeführt v/erden, um den bakteriologischen Abbau des neu zugeführten /ibwassers zu verstärken.

Das teilbehandelte Abwasser wird vom Kanal 1 zur weiteren Aufbereitung einem nachgeschalteten zweiten Vorratsbereich B2 hinter der Schleuse des Kanals 2 zugeführt. Der Speicher und die wellenerzeugende Einrichtung im Kanal 2 arbeiten genauso wie die im Kanal 1, und die Abwassermasse wird nochmals mit Luft durchmischt, so daß die Bakterien die organischen Stoffe aufspalten können. Wie im Kanal 1 durchlaufen die im Kanal 2 erzeugten Wellen den Kanal 2 über seine gesamte Länge.

Die hintereinanderliegenden Absetzbereiche 70 des Kanals 2 haben eine ähnliche Funktion wie die Absetzbereiche 60 im Kanal 1 und sind von gleicher Bauweise, wobei sie geneigte Flächen 73 und 76 aufweisen, die die abgesetzten Sedimentstoffe nach unten zu Auslässen 74 führen. Die Absetzbereiche 70 enthalten mehrere in Querrichtung verlaufende Tröge mit einer Spitze 71, die etwa am Ruhespiegel des Wassers liegt, und einer von der Spitze 71 nach unten verlaufenden senkrechten Wand 72. Die Flächen 73 und 76 sind gleich den Flächen 63 bzw. 66 des Kanals 1. Im ersten Absetzbereich 70 wird Kalk zugesetzt, um jegliche im Wasser enthaltene Phosphate auszufällen. Die Phosphate setzen sich in den Absetzbereichen 70 ab und werden dann von den Auslassen 74 abgepumpt und beseitigt.

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Das Abwasser 79, das auf dieser Verarbeitungsstufe bis zu 90 % reines Wasser sein kann, wird vom Kanal 2 abgezogen und den: Vorratstank B3 des Kanals 3 zugeführt.In die Verbindungsleitung kann zusätzliche Luft eingeführt werden, soweit dies zur Erhöhung des Sauerstoffgehalts des Abwassers erforderlich ist. iiahlweise kann erwünsehtenfalls auch ein Teil oder das gesamte vom Kanal 2 abgezogene Abwasser 79 über die Verbindungsleitung zwecks zusätzlicher Aufbereitung zum Kanal 2 zurückgeführt werden.

Der Speicher und die wellenerzeugende Einrichtung des Kanals 3 arbeiten im wesentlichen in der gleichen Weise wie die der Kanäle 1 und 2. Der Kanal 3 ist jedoch derart ausgebildet, daß die Wellen nicht die gesamte Kanallänge durchlaufen.

Im Kanal 3 wird die Schleuse ebenfalls geöffnet, und das !'asser in Form einer Reihe von explosionsartigen fellen überspült Füllkörper 84, beispielsweise eine mechanische Einrichtung zum Aufspalten des Wassers in kleinere Partikel, die nach unten zum Auslaß 82 laufen. Infolge des Aufspaltens des Hassers in kleinere Partikel wird eine geringe Menge gasförmiges Ammoniak in die Haube 80 und von dort zur Atmosphäre freigesetzt.

Der Kanal 3 ist derart ausgebildet, daß der Vorratstank B3 und der Speicher höher als das Kanalbecken A3 liegen. Infolgedessen kann das Abwasser nach dem Ausschleusen unter der Wirkung der Schwerkraft über die mechanischen Einsätze 34, die beispielsweise durch Ileraloekstreifen gebildet werden, und den Einlaß 82 in die Absetzbereiche 83 fließen.

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Zur weiteren Reinigung wird in ersten Absetzbereich 83 CO₃-GaS zugesetzt, wodurch Nitrate ausfällen. Das Abwasser v/ird dann im zweiten Absetzbereich 33 über Aktivkohlefilter geführt. Im dritten Absetzbereich 83 wird dem derart behandelten Abwasser Chlor zugesetzt. Die Chlorzugabe im dritten Äbsetzbereich ist der letzte Reinigungsschritt im Auf bereitungs verfahren. Das gereinigte Wasser gelangt über die letzte Stauwand 85 zum Auslaß 87 und kann dann zu der gewünschten Stelle gepumpt v/erden. Das vorn. Kanal 3 über die Leitung 87 abgezogene Wasser ist im wesentlichen zu 100% reines TJasser.

Während der gesamten Verarbeitung v/ird ein ständiger Wasserstrom aufrecht erhalten. Natürlich können für jeden der oben beschriebenen Reirigungsschritte ein oder mehrere Vorratsbereiche verwendet werden. Dem Eohabwasser kann zusätzlich Wasser beigemischt werden, um eine systematische Zeitsteuerung der bein öffnen der Schleuse erzeugten Oberflächenwellen in der erwünschten Frequenz einzustellen.

Insgesamt dient das Verfahren zur Kühlung und zur Sauerstoffanreicherung von Abwässern. Ein besonderer Anwendungsfall besteht in der Behandlung von warmen Abwässern von elektrischen Kraftwerken und Industrieanlagen sowie in der Behandlung von Kanalisationsabwasser. Bei der Aufbereitung von warmen Abwässern kann der im Abwasser gelöste Sauerstoffgehalt bei Zufuhr in den Speicher unter 3 PPn₇ beispielsweise zwischen 0 und 3 ppm,liegen. Das vom Ablaufbercich abgezogene, gekühlte VJasser kann einen gelösten Sauerstoffgehalt von mehr als 5 ppm, beispielsweise 5 bis 12 ppm, haben.

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Bei einem Kraftwerk kann das den: Speicher zugeführte, v/arme Abwasser einen gelösten Sauerstoffanteil von 0 bis 2 ppm haben. Das vorn Ablaufbereich abgezogene, gekühlte Wasser kann 6 bis IC ppm gelösten Sauerstoff enthalten. Je nach den Betriebsbedingungen kann der gelöste Sauerstoffgehalt zwischen 5 und 3 ppm liegen.

Bei der Aufbereitung von Kanalisationsabwassern kann das dein Speicher zugeführte Abwasser einen gelösten Sauerstoffgehalt von weniger als 4 ppm, beispielsweise zwischen 0 und 4 ppm, haben. Infolge der wellenartigen Einwirkung während der Aufbereitung des Abwassers kann der gelöste Sauerstoffgehalt um mehr als 4 ppm, nämlich je nach der Aufbereitungsstufe und dem biologischen Sauerstoffbedarf auf etwa 4 bis 12 ppm ansteigen. Das im wesentliehen reine Wasser, das nach dem Aufbereitungsprozeß abgezogen wird, kann mehr als 8 ppm,beispielsv7eise etv/a 8 bis 14 ppm gelösten Sauerstoff enthalten.

Das Verfahren wurde zwar in Verbindung mit der Wasseraufbereitung beschrieben, durch eine Änderung bestimmter Parameter läßt es sich jedoch auch zur Verarbeitung anderer Flüssigkeiten verwenden. Durch das Verfahren werden der Flüssigkeit, die durch die Wellenerzeugung aufbereitet oder gekühlt wird, beträchtliche Sauerstoffmengen zugeführt. Außerdem lassen sich gemeinsam mit einer chemischen Aufbereitung auch Sieb- oder Sedimentationsschritte vornehmen. Das Verfahren läßt sich zum Ttfaschen industrieller Abfälle oder Bauteile verwenden. Weiterhin lassen sich Stoffe in Abhängigkeit ^T~on ihrem Raumgewicht trennen, um eine automatische Materialsortierung zu ermöglichen. Die Wellenerzeugung kann derart

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eingestellt v/erden, daß zu Polierzwecken eine Naßputzwirkung erzielt wird.

Ein wichtiger Änwendungsfall des Verfahrens besteht auch in der
Reinigung von Häfen und Beseitigung von Oberflächenverschmutzungen beispielsweise bei der Ölbeseitigung etc. Mit dem Verfahren lassen sich große Wassermengen aufbereiten und unmittelbar zu ihrer Entnahinestelle zurückführen.

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Claims

Dr. Ir.g. H. Negendank Dipl. Ing. H. Hauck - Diel. Pftys. W. Schmitz Dipl. Ing. E. Grcüh's - Dipl. Ing. VV. Wehnert 8 München 2, Mc-zarlstraSe 23 Telefon 5380586 Economic Development Corporation Professional Center 28. "tärz 1974 Brattleboro, Vermont, USA Anwaltsakte M-3031 Patentansprüche

1. Verfahren zum Kühlen einer einen Zu- und einen Ablaufbereich enthaltenden Wassermasse, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen von Translationswellen nach Art sich rollender Sturzbrecher unter Einschluß einer beim Brechen der Welle platzenden Lufttasche zwecks inniger Durchmischung von Luft und Wasser und Kühlung des Wassers

a.)" Warmwasser in einen von der Wassertasse getrennten Speicher mit einer Temperatur oberhalb der der Wassermasse und bei einem vorgegebenen Wasserstand oberhalb des normalen Ruhespiegels der Wassermasse eingespeist und gespeichert und dadurch im gespeicherten Wasser ein statischer überdruck erzeugt wird,

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b.) daß durch aufeinanderfolgendes öffnen und Schließen einer dem Speicher zugeordneten Schleuse schubweise eine einstellbare Menge des gespeicherten Wassers unter dem statischen Überdruck von einer Stelle unterhalb des Wasserspiegels der Wassermasse in die Wassermasse abgelassen wird,

c.) und daß die ausgeschleuste Wassermenge jeweils auf einen Deflektor gerichtet und schräg nach oben zum Wasserspiegel der Wassermasse abgelenkt und eine Translationswelle und am Boden der Wassermasse ein Wasserstrom in Richtung des Ablaufbereichs erzeugt wird und Wasser mit einer merklich unter der Wassertemperatur im Speicher liegenden Temperatur vom Ablaufbereich abgezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserriasse in einen Behälter mit zwei Seitenwänden, einer

im Zulaufbereich angeordneten Vorder-, und einer im Ablaufbereich angeordneten Rückwand eingefüllt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oaer 2, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen die gesamte ausgeschleuste Wassermenge nach oben zun Wasserspiegel der Wassermasse abgelenkt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des kühleren, von der Hassermasse abgezogenen Wassers im wesentlichen gleich der durchschnittlich vom Speicher ausgeschleusten Wassermenge ist.

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5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche/ dadurch gekennzeichnet, daß das kühlere !Tasser an einer vom Entstshungsbereich der Welle entfernten Stelle vom Ablaufbereich der Uassermasse abgezogen und zu der in den Speicher mündenden Warmwasserquelle zurückgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch seine zusätzliche Verwendung zur Sauerstoffanreicherung der Wassermasse.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zugeführte Warmwasser O bis 3 ppm gelösten Sauerstoff und das
im Ablaufbereich abgezogene gekühlte Wasser 5 bis 12 ppm gelösten Sauerstoff enthält.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet
durch seine Verwendung zur Kühlung des Abwasserstroms eines
Dampfelektrizitätswerks durch Einführen des Abwasserstroms in
die kühlere Wassermasse, wobei der Abwasserstrom des Elektrizitätswerks in den Speicher eingespeist wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Kraftwerk zugeführfce warme Abwasser eine Temperatur von etwa
32 bis 93°C und das vom Ablaufbereich abgezogene Wasser eine
Temperatur von etwa IO bis 6 5° C hat.

IO. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß < das zugeführte warme Abwasser um 11 bis 55°C gekühlt wird.

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11. Verfahren nach einen: der Ansprüche 8 bis 10,dadurch gekennzeichnet, daß das abgezogene gekühlte Wasser zum Dampfkraftwerk zurückgeführt wird.

12. Verfahren" nach eines¹ der Ansprüche 8 bis 10,dadurch gekennzeichnet, daß das abgezogene gekühlte Hasser in einen natürlichen Wasserraum geleitet und Wasser aus dem natürlichen Wasserraur dem Dampfkraftwerk zugeführt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Wasserstand im Speicher auf einer Höhe von 6,6 bis 8,3 m über den normalen Ruhespiegel der Wassermasse eingestellt v/ird, daß die Schleuse nacheinander einbis zweimal pro Minute geöffnet und geschlossen wird, daß die Wassermasse auf einer Tiefe zwischen 2,6 und 3,3m gehalten wird, daß die Translationswelle 1,6 bis 2 m hoch ist, und daß der Wasserstrom am Boden in Richtung des Ablaufbereichs eine Lineargeschwindigkeit von 100 bis 170 m/min hat.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das warme, dem Speicher zugeführte Abwasser des Kraftwerks 0 bis 2 ppm gelösten Sauerstoff und das im Ablaufbereich abgezogene gekühlte Wasser 6 bis 10 ppm gelösten Sauerstoff enthält.

15. Verfahren zur Sauerstoffanreicherung von Kanalisationsabwasser zwecks biologischer Zersetzung von durch Mikroorganismen abbaubaren Schmutzstoffen, wobei das Abwasser mit Luft und

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einer einen Zu- und einen Ablaufbereich enthaltenden Wassernasse durchmischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen von Translationswellen nach Art sich rollender Sturzbrecher am Ablaufbereich unter Einschluß einer beirc. Brechen der Welle platzenden Lufttasche zwecks schrittweiser Durchmischung von Abwasser, Luft und Wasser

a.) Abwasser in einen von der Wassermasse getrennten Speicher bei einem vorgegebenen Wasserstand oberhalb des normalen Ruhespiegels der Hasserinasse eingespeist und gespeichert und dadurch im gespeicherten Wasser ein statischer überdruck erzeugt wird,

b.) daß durch aufeinanderfolgendes Öffnen und Schließen einer dem Speicher zugeordneten Schleuse schubweise eine einstellbare Menge des gespeicherten Abwassers unter dem statischen überdruck\on einer Stelle unterhalb des Wasserspiegels der Wassermasse in die Wasffirnasse abgelassen v/ird,

c.) und daß die ausgeschleuste Äbwassermenge jev/eils auf einen Deflektor gerichtet und schräg nach oben zun Wasserspiegel der Wassermasse abgelenkt und eine Translationswelle und am Boden der Wassertasse ein Tiasserstrom in Richtung des Ablaufbereichs erzeugt wird und das aufbereitete Abwasser mit einem erheblich erhöhten Sauerstoffgehalt aus der Wassermasse abgezogen wird.

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16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstror: in Richtung des Ablaufbereichs über, eine abgeschrägte Bodenfläche geführt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser etwa S5 % X'Jasser und etwa 5 % Feststoffe enthält und dem Speicher bei einem Wasserstand von 6,6 bis 8,3 m

oberhalb des normalen Ruhespiegels der Wassermasse zugeführt wird, daß die Schleuse nacheinander zwei- bis dreimal pro Minute geöffnet und geschlossen wird, daß die Wassertasse auf einer Tiefe zwischen 2 und 2,6 m gehalten wird, daß die Translationswelle 1,3 bis 1,7 m hoch ist, und daß der Wasserstrom in Richtung des Ablaufbereichs an der Bodenfläche eine Lineargeschwindigkeit, von 100 bis 130 m/iain hat.

18. Verfahren nach einen der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Speicher zugeführte Abwasser 0 bis 4 ppm gelösten Sauerstoff enthält und der infolge der Wellenwirkung

während der Aufbereitung gelöste Sauerstoffanteil etwa 4 bis 12 ppm beträgt.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das nach der Abwasserbehandlung abgezogene Wasser etwa 8 bis 14 ppm gelösten Sauerstoff enthält.

20. Verfahren zur Abwasseraufbereitung zwecks Entfernung von Schmutzstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß

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a.) das Abwasser in einen Speicher bis zu einer erwünschten Höhe eingespeist und ein statischer überdruck hinter einer zu einem Becken mit einem stauwandartigen Boden führenden Schleuse erzeugt wird und das Eecken unter Absperrung der Beckenauslässe bis zu einer vorgegebenen Höhe mit Wasser und/oder Abwasser gefüllt wird,

b.) die Schleuse für eine vorgegebene Zeitdauer und mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit angehoben und unter dem Ein-. fluß des statischen Überdrucks ein plötzlicher Abwasserschwall an dem am unteren Ende der Schleuse gelegenen Schleusenauslaß erzeugt wird,

c.) das Wasser mit Hilfe eines Deflektors nach oben umgelenkt und eine das Becken durchlaufende Welle mit einer vorgegebenen Wellenform erzeugt wird und unter dem Einfluß der Welle im Abwasser große Luftmengen zwecks Abwasserbelüftung gelöst und gleichzeitig zur wirksameren Belüftung Feststoffpartikel aufgebrochen werden und der sich vom Abwasser absetzende Schlamm eingefangen und entfernt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß zur v/eiteren Sauerstoffanreicherung und zum Ausfällen des Belebtschlamms das Abwasser durch eine Reihe von stauwandartigen Vorsprüngen durchrührt wird.

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22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm an einer je nach Größe und Gewicht angeordneten Reihe von quer verlaufenden Absetzbereichen ausgäällt wird.

23. Verfahren nach einen der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Belebtschlamm zwecks Entfernung aus dem Becken zu einer Beseitigungsstation abgepumpt und Wasser vom stromabv/ärtigen Abschnitt des Beckens zum Speicher zurückgeführt v?ird.

24. Verfahren nach eineir. der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser vom stromabwärtigen Abschnitt des Beckens zu v/eiteren Reinigungsstufen abgeführt wird.

25. Verfahren zur Abwasseraufbereitung zwecks Ausscheidens von Verunreinigungen, dadurch gekennzeichnet, daß

a.) in einem ersten, Abwasser führenden Kanalperiodisch Wellenbewegungen mit vorgegebenen Kennwerten zur maximalen Anreicherung der darin gelösten Sauerstoffmenge und Aufbrechens von Stoffpartikeln in kleinere Teilchen erzeugt und Verunreinigungen in Form von Schlamm an einer Reihe von im Kanal angeordneten Stauwänden ausgefällt werden, der Schlamm entfernt und das Abwasser vori stromabwärts des ersten Kanals einen; zweiten Kanal zugeführt wird,

b.) in dem zweiten Kanal periodisch Wellenbewegungen vorgegebener Kenngrößen zur maximalen Anreicherung des ge-

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lösten Sauerstoffgehalts und zur Verbesserung des bakteriellen Abbaus organischer Stoffe erzeugt v/erden, im zweiten Kanal Kalk zugesetzt und dadurch Phosphate an einer Reihe von im Kanal angeordneten Stauwänden ausgefällt werden, das ausgefällte Material entfernt und das Abwasser vom stromabwärtigen Ende des zweiten Kanals einem dritten Kanal zugeführt wird, und

c.) im dritten Kanal periodisch Wellenbewegungen vorgegebener Kenngrößen erzeugt v/erden, das Anuaoniak vom Wasser entfernt und eingefangen und das Uasser im dritten Kanal zwecks Erzeugung von reinem Wasser chemisch behandelt wird.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser bei der Zuführung vom ersten zura zweiten Kanal und vom zv/eiten zum dritten Kanal durch Einblasen von Druckluft belüftet wird.

27. Verfahren nach Anspruch 25 oder 2G, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser im dritten Kanal beim überwandern einer Reihe von Stauwänden durch Zugabe von Kohlendioxid und Chlor chemisch aufbereitet wird.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß zur Trennung des Ammoniaks das Uasser über Hemlockstreifen geleitet wird.

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29. Verfahren nach einemder Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Staux^ände in den ersten und zweiten Kanälen aus mehreren in Querrichtung verlaufenden Trögen mit einer etwa an Ruhespiegel des im Kanal befindlichen Wassers liegenden Spitze und nach unten zu einem Schlarpiitauslaß geneigten Uänden gebildet werden.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauwände jeweils in Strömungsrichtung des Hassers eine Spitze, eine senkrechte Wand, eine stark nach unten zum Auslaß geneigte VTand un^l eine gegenüberliegende, mit einer geringeren Neigung zur nächsten Spitze nach oben ansteigende Wand aufweisen.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß Materialien in Abhängigkeit von ihrem Raumgewicht nit Hilfe der Stauwände getrennt werden.

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