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LotharGehlhaar - Teichbauforum

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 Betreff des Beitrags: Falschgase im Sauerstoffreaktor
BeitragVerfasst: So 15.Jan 2006 6:34 
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Hallo,

in einem Sauerstoffreaktor soll das Teichwasser möglichst effektiv mit Sauerstoff angereichert werden. Dazu bringt man konzentrierten Sauerstoff mit Wasser in einer "Glocke" über eine längere Zeit zusammen. Es gibt Berichte, nach denen im Teichwasser gelöste Falschgase (im wesentlichen Stickstoff und Kohlenstoffdioxid) in diese Sauerstoffglocke eingasen, dabei den Sauerstoff verdünnen und somit die Wirkung des Reaktors vermindern. Es wird empfohlen, vor einer erneuten Befüllung mit Sauerstoff diese Falschgase zu entfernen (im Oxydome passiert das automatisch).

Nach Meinung einiger Experten ist die Verdünnung des Sauerstoffs durch Falschgase zu vernachlässigen, wenn die Glocke unter Druck steht. Was ist Eure Meinung und Erfahrung? Ich bin hin- und hergerissen. :?

Nach meiner Vorstellung gibt es hier mindestens zwei Wege zu einer Erkenntnis. Man kann naturwissenschaftlich argumentieren oder messen (das eine schließt das andere nicht aus). Daneben könnte man vielleicht auch die Erfahrung von Tauchern einbeziehen (Tauchglocke).

LG
Eberhard.


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BeitragVerfasst: So 15.Jan 2006 8:56 
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Hallo Eberhard,
das Thema Falschgase ließ mich vor 4 oder 5 Jahren fast zum Verzweifeln bringen . ( Ich wußte aber nicht, das es die Falschgase waren. )
Meine Reaktorkonstruktion war ähnlich wie die jetzige gebaut.
1 - 3 Tage hatte ich kurze Einmischzeiten, dann lief der Reaktor fast ohne Wirkung.
LarsD. hatte mir 2001 mal was von Stickstoff und anderen Falschgasen geschrieben, aber ich hatte das nicht beachtet.
Danach baute ich noch viele Konstruktionen, bis ich dann die Falschgase endlich beachtete.
Seit letzten Jahr läuft es bestens, ich lasse manuell 2 x mal pro Woche die gesamte Gasmenge aus dem Reaktor.
Irgendwann baue ich ein Magnetventil ein, welches einmal täglich vor einer Nachfüllung entlüftet.
Gruß Lothar

PS. Auf meiner HP ist das unter Tipps und Tricks "Sauerstoff, der wichtige Faktor" näher beschrieben.


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 Betreff des Beitrags: Re: Falschgase im Sauerstoffreaktor
BeitragVerfasst: So 15.Jan 2006 13:20 
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Hallo Eberhard,

haeb0001 hat geschrieben:
Nach Meinung einiger Experten ist die Verdünnung des Sauerstoffs durch Falschgase zu vernachlässigen, wenn die Glocke unter Druck steht. Was ist Eure Meinung und Erfahrung?

ich bin zwar kein Experte, doch ich möchte trotzdem antworten.

    Es gibt im Prinzip zwei Wege, mit den Falschgasen fertig zu werden.
  1. Entlüftung
  2. Druck

Praktisch wird in den meisten funktionierenden Reaktoren die Variante a) verwendet.

    Die Einmischung in der Tiefe unter Nutzung des Schweredrucks birgt folgende Vor- und Nachteile:
  1. Eine Reaktor-Vorratsglocke produziert einen sehr starken Auftrieb und damit statische Probleme
  2. Schlecht einsehbar dzw. demontierbar zwecks Inspektion usw.
  3. Geringere Explosionsgefahr des groβen Sauerstoffvorrates als über Wasser.
  4. Automatische Lösung des "Falschgasproblems".

Insbesondere das statische Problem sollte nur schwer in den Griff zu bekommen sein. Dagegen ist eine automatische oder manuelle Entlüftung relativ leicht lösbar.


Pfiffikus,
der die Unterwassereinmischung nur als Theorie betrachtet, aber die druckarme Einmischung für praktikabler hält


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BeitragVerfasst: Mo 16.Jan 2006 16:03 
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5. durch den größeren Druck der Unter Wasser entsteht wird mehr Sauerstoff eingebracht. Die Wirtschaftlichkeit des Reaktor leidet.

ich verstehe die Diskussion gar nicht, wem tut das denn weh 1 mal am Tag oder jeden 3 Tag luft abzulassen, bzw. sich ein einfaches Magnetventil einzubauen?

Der Reaktor von Lothar ist doch sonst absolut genial. Einfach im Prinzip, wirkungsvoll und Effektiv.

Ich würde im Leben nicht darauf kommen den Reaktor im Teich zu versenken... und dann die Falschgase wieder zurück ins Wasser zu drücken...


Gruß Bernd

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BeitragVerfasst: Mo 16.Jan 2006 17:28 
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Hallo Bernd,

du hast Recht.

Eine Einmischung in der Tiefe birgt Probleme, die schwer zu händeln sind. Deshalb schrieb ich schon davon dass Unterwassereinmischung nur Theorie sein dürfte.

Wer täglich am Teich werkelt, hat keine Probleme, täglich einmal die Falschgase abzulassen. Das spricht echt für die drucklose Einmischung.

Aber die zurückgedrückten Falschgase - Lothar lässt einmal alle drei Tage Falschgas ab. Was meinst du, wie viel Falschgas dann wieder zurück ins Wasser gedrückt wird, wenn es zuvor unter Druck nur schwerer aus dem Wasser entweichen konnte? Ist nicht der Rede wert. Aber weil wir gerade theoretisieren, hast du eigentlich Recht.

Bernd Vogel hat geschrieben:
5. durch den größeren Druck der Unter Wasser entsteht wird mehr Sauerstoff eingebracht. Die Wirtschaftlichkeit des Reaktor leidet.

Dass der Sauerstoff unter Druck schneller eingemischt wird, ist unstrittig. Aber wir sollten uns noch einmal über die Konsequenzen unterhalten.
- Es könnte mehr Sauerstoff eingemischt werden. Ab welcher Menge ist er denn eigentlich schädlich?
- Oder im Reaktor müsste es nicht so stark plätschern. Er könnte also etwas kleiner ausfallen.


Pfiffikus,
der nicht weiβ, was daran unwirtschaftlich sein soll


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 Betreff des Beitrags:
BeitragVerfasst: Di 17.Jan 2006 0:48 
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Hallo Bernd,

Bernd Vogel hat geschrieben:
5. durch den größeren Druck der Unter Wasser entsteht wird mehr Sauerstoff eingebracht. Die Wirtschaftlichkeit des Reaktor leidet.


Da hab ich etwas nicht verstanden. Der Sinn des Reaktors ist doch, Sauerstoff in das Teichwasser einzubringen. Wenn er mehr einbringt ist er noch effektiver, warum leidet darunter die Wirtschaftlichkeit?

Deiner restlichen Argumentation und auch dem was Pfiffikus schreibt kann ich mich anschließen. Mir ging es bei diesem Thema um das grundsätzliche Verständnis der Falschgasemission und um den wirtschaftlichen Betrieb von Sauerstoffkonzentratoren. Du kennst die Diskussionen in den anderen Foren zu diesem Thema und hast Dir selbst zu den SK-Laufzeiten schon Gedanken gemacht. Es sind einige ernstzunehmende Leute, die die Druckeinbringung von O2 erwägen. Auch wenn wir hier alle derselben Meinung sind kann man über deren Argumente einmal nachdenken.


Ich habe in der Zwischenzeit folgende Informationen gesammelt.

Das Henry'sche Gesetz beschreibt das Lösungsgleichgewicht eines in Wasser löslichen Gases. Die Konzentration c eines gelösten Gases ist dem Partialdruck p des Gases proportional. Die Proportionalitätskonstante ist temperaturabhängig. Beispiel: Lösung von Sauerstoff in Wasser bei 1 bar Luftdruck, d. h. 0.21 bar Partialdruck.
    Bei 5 °C ist c=60.42p, d. h. c=12.69 mg/l.
    Bei 10 °C ist c=53.57p, d. h. c=11.25 mg/l.
    Bei 15 °C ist c=48.13p, d. h. c=10.11 mg/l.
    Bei 20 °C ist c=43.71p, d. h. c= 9.18 mg/l.
    Bei 25 °C ist c=39.90p, d. h. c= 8.38 mg/l.
    Bei 30 °C ist c=36.74p, d. h. c= 7.72 mg/l.
Man erkennt, dass die Sauerstoffsättigung bei wärmeren Temperaturen mit geringeren Konzentrationen verbunden ist.

Dieses Gesetz gilt auch für andere Gase, allerdings mit anderen Proportionalitätskonstanten. Beispiel: Lösung von Stickstoff in Wasser bei 1 bar Luftdruck, d. h. 0.78 bar Partialdruck. Bei 10 °C ist c=23.19p, d. h. c=18.08 mg/l.

Bei der drucklosen Einbringung von Sauerstoff aus einem SK erhöht sich der Partialdruck auf etwa 0.92 und damit die theoretisch erzielbare Konzentration im Teichwasser um etwa den Faktor 4.3, theoretisch, weil das Wasser umgewälzt wird und an der Teichoberfläche zwischen dieser Konzentration und dem üblichen Partialdruck ein Ungleichgewicht besteht, welches zur allmählichen Abgabe des Sauerstoffs an die Luft führt.

Übrigens, Pfiffikus, es soll eine Aussage von Frau Dr. Lechleitner geben, nach der Sauerstoffkonzentrationen von 400 % des Sättigungswerts unschädlich für Kois sind. Von daher habe ich keine Bedenken, selbst wenn die Fische in einem Sauerstoffreaktor schwimmen, in dem das Lösungsgleichgewicht zur Sauerstoffglocke erreicht wird.

Wie ist das jetzt mit den Falschgasen? Wenn im Teichwasser die Stickstoffkonzentration im Lösungsgleichgewicht zum Partialdruck aus der Luft ist, wird in einer Sauerstoffglocke eine Ausgasung von Stickstoff erfolgen, bis dort derselbe Partialdruck erreicht ist. In einem drucklosen Reaktor steigt deshalb die Stickstoffkonzentration bis zum natürlichen Anteil in der Luft an (78 %, falls kein Sauerstoff nachgefüttert wird).

Bei einer Druckeinleitung von Sauerstoff z. B. in 2 m Wassertiefe erhöht sich der Partialdruck des Sauerstoffs um 20 %. Die theoretisch erreichbare Sauerstoffkonzentration erreicht dann etwa das 5.2-fache der natürlichen Sättigungsgrenze (das könnte dann doch etwas viel sein für Kois :? ). Falls die Ausgasung von Stickstoff in diese Glocke zum Lösungsgleichgewicht führt, gilt auch hier das Henry'sche Gesetz. Die Konzentration des Stickstoffs im Wasser wird im wesentlichen vom Kontakt mit der Luft an der Teichoberfläche bestimmt wegen der Umwälzung. Deshalb entspricht der Partialdruck des Stickstoffs auch dem an der Teichoberfläche, nämlich 0.78 bar. Der Gesamtdruck in 2 m Tiefe ist 1.2 bar und ist die Summe der Partialdrücke der beteiligten Gase. Der Stickstoffanteil beträgt im Lösungsgleichgewicht dann etwa 65% und ist damit nur etwa 13 % geringer als bei einem drucklosen Reaktor.

Mein Fazit: Die Druckeinleitung verringert Falschgasemissionen, aber ihr Anteil ist immer noch beträchtlich. Ein gelegentliches Entlüften ist unvermeidlich. Wenn man jetzt noch den konstruktiven Mehraufwand betrachtet (Gegenkraft zum Auftrieb der Glocke, Entlüftung in 2 m Tiefe,...), wird die Druckeinleitung unattraktiv.

Bei diesen Überlegungen habe ich nur an die Gleichgewichte gedacht. Interessant sind aber auch die Reaktionsgeschwindigkeiten. Vermutlich hängen diese vom Konzentrationsunterschied und der Größe der Kontaktfläche ab (viele kleine Gasblasen wären besser als eine große). Da habe ich noch nichts gefunden. Vielleicht haben wir einen Chemiker unter uns?

Jetzt wünsche ich
    1. viel Erfolg bei der Entdeckung aller meiner Denkfehler
    2. eine gute Nacht


Gruß
Eberhard.


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BeitragVerfasst: Di 17.Jan 2006 6:46 
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Hallo Eberhard,

Bis an diese Stelle stime ich völlig zu:
haeb0001 hat geschrieben:
Mein Fazit: Die Druckeinleitung verringert Falschgasemissionen, aber ihr Anteil ist immer noch beträchtlich. Ein gelegentliches Entlüften ist unvermeidlich.

Du hast selbst errechnet, dass es das Bestreben gibt, unter der Glocke 65% Falschgas auszugasen. Stellen wir uns vor, dieser Zustand sei einmal erreicht. Das ergibt in der Glockenluft 35% O2. Logischerweise geht Sauerstoff dann weiter fleiβig in Lösung.

Sobald jetzt noch weiteres O2 in Lösung gegangen sind, hättest du irgendwann zum Beispiel 70% Falschgas und 30% O2. Wie du selber errechnet hast, herrscht unter der Glocke nun eine Überkonzentration von Falschgas. Du weiβt, was jetzt mit dem Falschgas geschehen würde? Wozu also entlüften, wenn das Falschgas nicht dauerhaft unten bleibt?


Pfiffikus,
der trotzdem diesen Aufwand nicht betreiben würde


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Verfasst: Do 28.Mär 2024 18:40 
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BeitragVerfasst: Di 17.Jan 2006 8:08 
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Hallo Eberhard,
diese Gedanken habe ich alle schon hinter mir.
Eine Gasübersättigung von 400 % ist nur dann unschädlich, wenn es nur der O² Wert ist.
400 % sind unsinnig und nur mit viel Druck erreichbar.

Eine Gasübersättigung kann unseren Koi schnell den Garaus machen.

Wir wollen unseren Koi O² Werte stets über 8 mg/l bieten.
Das möglichst wirtschaftlich und ungefährlich.
Bei einem Reaktor ohne Druck kann man das mit wenig Energieaufwand gefahrlos erreichen.

Gruß Lothar


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BeitragVerfasst: Di 17.Jan 2006 19:36 
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Zitat:
5. durch den größeren Druck der Unter Wasser entsteht wird mehr Sauerstoff eingebracht. Die Wirtschaftlichkeit des Reaktor leidet.

Da hab ich etwas nicht verstanden. Der Sinn des Reaktors ist doch, Sauerstoff in das Teichwasser einzubringen. Wenn er mehr einbringt ist er noch effektiver, warum leidet darunter die Wirtschaftlichkeit?


Also der Sinn des niederdruckreaktors ist es möglichst wirtschaftlich o2 einzubringen. Das schaffen wir auch mit hochdruck, aber nicht so wirtschaftlich, weil wir a) keine bevorratung haben und b) das wasser den zwangsweise unter großem druck eingeführten sauerstoff nicht komplett halten kann und ein teil davon wieder entweicht...

deswegen ist die niederdruck weise wirtschaftlicher.

je höher wir den druck machen, desto mehr bringt er ein, das hast du erkannt. aber dann sind wir vielleicht bei 10 - 11 mg und das wollen wir doch gar nicht, oder?

wir wollen etwas fein über 8 konstant halten. dafür reicht geringer druck. erhöhen wir den druck wird mehr eingebracht, evt. mehr als 8mg erreicht, was gar nicht nötig ist, der O² vorrat ist schneller verbraucht, der SK läuft unnätig oft, weil wir werte einbringen, die wir nicht brauchtn.

Jetzt verständlich was ich meinte? der Reaktor an sich wird durch mehr Druck in der Arbeitsweise gestärkt, die Frage ist, ob wir das wollen/ brauchen...

Es gibt meines erachtens nach ohne richtige Regelanlage nix besseres als ein Reaktor der mit niedrigem Druck arbeitet.

Gruß Bernd

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BeitragVerfasst: Di 17.Jan 2006 22:47 
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Bernd Vogel hat geschrieben:
aber dann sind wir vielleicht bei 10 - 11 mg und das wollen wir doch gar nicht, oder?

Wirklich nicht?

Es gibt Meinungen von anderen, dass sie lieber auf etwas über 100% anreichern. Und wenn du Beiträge von Markus und Thomas liest, da gibt es ja nichts Besseres als viel O2 im Teich.

Bernd Vogel hat geschrieben:
weil wir a) keine bevorratung haben

Nicht ganz. Die Probleme mit dem Auftrieb kommen ja gerade daher, weil ein gröβerer Vorrat unten gehalten werden müsste. Das wäre der Vorrat.

Bernd Vogel hat geschrieben:
und b) das wasser den zwangsweise unter großem druck eingeführten sauerstoff nicht komplett halten kann und ein teil davon wieder entweicht...

Ist eigentlich richtig. Doch gerade weil du auf Belüftung und allerlei Geblubber verzichten kannst, bleibt die Wasseroberfläche relativ ruhig. So hält sich der Verlust in Grenzen. Und wenn er doch eintritt, so verbuche ich es unter der Rubrik, was man seinen Lieblingen Gutes tun will.


Pfiffikus,
der die 120% trotzdem lieber drucklos erzeugen würde


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