DE10127412A1

DE10127412A1 - Optimization of biofiltration performance in external or internal filters in purification of still water involves introducing oxygen before or during biofiltration stage

Info

Publication number: DE10127412A1
Application number: DE2001127412
Authority: DE
Inventors: Horst Ksienzyk
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-06-06
Filing date: 2001-06-06
Publication date: 2003-05-15

Abstract

Oxygen is added to still, non-flowing water before or during the biofiltration stage in a water purification apparatus and process.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Wässern mit einer biologischen Filterstufe. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Aufbereitung von stehenden Gewässern. The present invention relates to a device for treating water with a biological filter stage. The invention further relates to a method for processing stagnant waters.

Bei der mikrobiologischen Reinigung von Gewässern werden im Wasser enthaltene schädliche organische und anorganische Substanzen mit Hilfe von Mikroorganismen, beispielsweise geeigneten Bakterienkulturen, entfernt. Dazu setzen die Bakterienkulturen unter Verwendung von Sauerstoff diese schädlichen Substanzen in unschädliche Verbindungen um. Insbesondere bei hohem Schadstoffgehalt ist auch der Sauerstoffverbrauch hoch und es besteht die Gefahr, dass der Sauerstoffgehalt unter die für die Lebewesen erforderliche Grenze sinkt und es zum Absterben dieser Lebewesen kommt. When water is microbiologically cleaned, it is contained in the water harmful organic and inorganic substances with the help of microorganisms, for example, suitable bacterial cultures. To do this, the bacterial cultures using oxygen these harmful substances into harmless Connections around. Especially when there is a high pollutant content Oxygen consumption high and there is a risk that the oxygen content will fall below that for the living being limit decreases and these living things die.

Aus dem Stand der Technik sind Verfahren bekannt, bei denen Sauerstoff direkt in das biologische System eingeleitet wird. Vielfach wird Sauerstoff aus Peroxidverbindungen generiert und als sogenannter Aktivsauerstoff dem Wasser zugeführt. Methods are known from the prior art in which oxygen is fed directly into the biological system is initiated. Oxygen is often formed from peroxide compounds generated and added to the water as so-called active oxygen.

In der EP 0059932 wird beispielsweise ein Verfahren zur steuerbaren Abgabe von Sauerstoff und Flüssigkeiten in biologisch genutzte Systeme offenbart, bei dem die Dosierung mittels Treibgas erfolgt und das Treibgas durch kontinuierliche Zersetzung von Wasserstoffperoxid zu Wasser und Sauerstoff mit Hilfe eines Katalysators gebildet wird, wobei die Zersetzung des Wasserstoffperoxids in Etappen erfolgt, indem in einem ersten Schritt nur ein Bruchteil der Gasmenge frei wird und eine weitere Zersetzung von Wasserstoffperoxid in einem oder mehreren mit dem ersten Behälter in Verbindung stehenden Behältern erfolgt. For example, EP 0059932 describes a method for the controllable delivery of oxygen and liquids in biologically used systems, in which the dosing means Propellant gas and the propellant gas occur through the continuous decomposition of hydrogen peroxide to water and oxygen with the help of a catalyst, the decomposition of the hydrogen peroxide is done in stages, in a first step only a fraction the amount of gas is released and further decomposition of hydrogen peroxide in one or several containers connected to the first container.

In den Fällen, in denen Aktivsauerstoff direkt in das System eingeleitet wird, wirkt es als Desinfektionsmittel. In cases where active oxygen is introduced directly into the system, it acts as Disinfectant.

Für die Filterleistung eines mikrobiologisch arbeitenden Filters ist es wichtig, dass Sauerstoff in ausreichendem Maße für die Umsetzung beziehungsweise Entfernung von schädlichen organischen oder anorganischen Substanzen vorhanden ist. For the filter performance of a microbiological filter, it is important that oxygen sufficient for the implementation or removal of harmful organic or inorganic substances is present.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht, die Filterleistung einer biologischen Filterstufe in einem wässerigen System zu optimieren. The invention has for its object to provide a device that it enables the filter performance of a biological filter stage in an aqueous system optimize.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demgemäß eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Wässern mit einer biologischen Filterstufe, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wasser vor Eintritt in die Filterstufe oder in der Filterstufe Sauerstoff zugeführt wird. The present invention accordingly relates to a device for processing of water with a biological filter stage, characterized in that the water oxygen is supplied before entering the filter stage or in the filter stage.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird Sauerstoff gezielt in den Wasserzulauf zum Filter einer Vorrichtung zur Aufbereitung von Wässern eingeleitet, so dass dem Wasser im mikrobiologisch arbeitenden Filter ausreichend Sauerstoff zur Verfügung steht, um eine optimale Filterleistung zu gewährleisten. In the device according to the invention, oxygen is selectively introduced into the water inlet Filter of a device for treating water initiated so that the water in the microbiological filter sufficient oxygen is available to a to ensure optimal filter performance.

Unter Wässer im Sinne der vorliegenden Erfindung werden sowohl stehende wie auch fließende und auch künstliche Gewässer sowie Wässer aus Industrieanlagen und Haushaltsabwässer verstanden. Die vorliegende Erfindung eignet sich besonders gut zur Reinigung und Aufbereitung von Gewässern wie Aquarien, Schwimmbecken, Teichen oder Seen. Diese Wässer, im Folgenden auch als Gewässer bezeichnet, sind häufig künstlich angelegt und weisen Filtervorrichtungen auf, um die Wasserqualität für den entsprechenden Anwendungszweck aufrecht zu erhalten. Beispielsweise müssen Schwimmbecken über eine vom Gesetzgeber vorgegebene Reinheit verfügen, um als solche genutzt werden zu können. In Aquarien, Teichen und Seen leben in der Regel Wassertiere und Pflanzen, die ebenfalls bestimmte Anforderungen an die Wasserqualität stellen, um darin leben zu können. Um die geforderte Wasserqualität aufrechterhalten zu können, weisen derartige Gewässer häufig geeignete Vorrichtungen auf, beispielsweise Filter. Bei den Filtern kann es sich um mechanische, biologische, physikalische und auch chemische Filter handeln. Under water in the sense of the present invention are both standing and flowing and also artificial waters as well as waters from industrial plants and Household waste water understood. The present invention is particularly well suited for Cleaning and treatment of water such as aquariums, swimming pools, ponds or Lakes. These waters, also referred to below as waters, are often artificial and have filter devices to check the water quality for the corresponding Maintain application purpose. For example, swimming pools must have a have purity stipulated by law in order to be used as such. Aquatic animals and plants usually live in aquariums, ponds and lakes as well make certain demands on water quality in order to be able to live in it. To the The ability to maintain the required water quality is often demonstrated by such bodies of water suitable devices, for example filters. The filters can be act mechanical, biological, physical and also chemical filters.

Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung eine biologische Filterstufe auf. Die Filterstufe kann ein sogenannter Außenfilter sein, d. h. der biologische Filter ist außerhalb des Gewässers angeordnet und verfügt über einen Wasserzulauf zum Filter und einen Rücklauf in das Gewässer. According to the invention, the device has a biological filter stage. The filter level can be a so-called external filter, d. H. the biological filter is out of the water arranged and has a water inlet to the filter and a return in the Waters.

In einer weiteren Ausführungsform ist der Filter ein sogenannter Innenfilter, d. h. er befindet sich innerhalb des Gewässers und das aufzubereitende Wasser wird kontinuierlich oder diskontinuierlich durch diesen Filter geleitet. In a further embodiment, the filter is a so-called internal filter, i. H. he is itself within the body of water and the water to be treated becomes continuous or passed through this filter discontinuously.

Sowohl der Außenfilter als auch der Innenfilter kann zusätzlich weitere mechanische, chemische oder physikalische Filtervorrichtungen aufweisen, die vor oder nach der biologischen Filterstufe angeordnet sein können. Both the external filter and the internal filter can also have additional mechanical, have chemical or physical filtering devices, before or after biological filter stage can be arranged.

Um eine optimale Filterleistung des biologischen Filters zu gewährleisten, wird der Sauerstoff vorzugsweise unmittelbar vor Eintritt in die Filterstufe zugeführt. Im Sinne der vorliegenden Anmeldung bedeutet "unmittelbar", dass nahezu die gesamte zugesetzte Menge an Sauerstoff in die biologische Filterstufe eintritt und nicht vorher im Wasser verteilt wird. Nahezu die gesamte Menge an zugesetztem Sauerstoff bedeutet, dass vorzugsweise mindestens 50%, besonders bevorzugt mindestens 75% und insbesondere mindestens 90% des zugesetzten Sauerstoffs in die biologische Filterstufe eintreten und zur Optimierung der Filterleistung beitragen können. To ensure optimal filter performance of the biological filter, the oxygen preferably fed immediately before entering the filter stage. In the sense of the present Registration means "immediately" that almost the total amount added Oxygen enters the biological filter stage and is not previously distributed in the water. Almost the total amount of oxygen added means that preferably at least 50%, particularly preferably at least 75% and in particular at least 90% of the added oxygen enter the biological filter stage and for optimization the filter performance can contribute.

Weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Außenfilter auf, welcher mit einem Wasserzulauf zum Filter und einem Rücklauf in das Gewässer ausgestattet ist, ist die Einspeisestelle für den Sauerstoff vorzugsweise im Laufe des Wasserzulaufs angeordnet. The device according to the invention has an external filter which is equipped with a Water inlet to the filter and a return to the water is the Feed point for the oxygen is preferably arranged in the course of the water inlet.

In einer weiteren Ausführungsform wird der Sauerstoff bei Eintritt in die Filterstufe oder in der Filterstufe zugeführt. In a further embodiment, the oxygen is in the filter stage or in the Filter stage supplied.

Der Sauerstoff kann auf jede, dem Fachmann bekannte Art und Weise in die Vorrichtung eingeleitet werden. In einer möglichen Ausführungsform wird elementarer Sauerstoff rein oder in Form von Luft verwendet. Der Sauerstoff kann über eine Druckleitung und gegebenenfalls auch unter Zuhilfenahme eines Gebläses zugeführt werden. The oxygen can enter the device in any manner known to those skilled in the art be initiated. In one possible embodiment, elemental oxygen becomes pure or used in the form of air. The oxygen can pass through a pressure line and if necessary also with the aid of a blower.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Sauerstoff in Form von Aktivsauerstoff zugesetzt. Aktivsauerstoff wird vorzugsweise aus Peroxidverbindungen als Sauerstoffquelle generiert. In dieser Ausführungsform werden die Peroxidverbindungen mit einem geeigneten Katalysator in Kontakt gebracht, wobei sich diese in Sauerstoff und gegebenenfalls eine weitere Verbindung zersetzen. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass Sauerstoff als Aktivsauerstoff zugeführt wird, welcher sehr reaktiv ist und eine gute Wirkung zeigt. Beispiele für geeignete Peroxidverbindungen sind Wasserstoffperoxid, Alkaliperoxycarbonate, insbesondere Natriumperoxycarbonat, Erdalkaliperoxycarbonate, Peressigsäure usw. Vorzugsweise wird Wasserstoffperoxid eingesetzt. Wasserstoffperoxid wird vorzugsweise als handelsübliche wässerige Lösung verwendet, die üblicherweise in drei- beziehungsweise 30-%-iger Form vorliegen. Das Wasserstoffperoxid wird mit einem Katalysator in Kontakt gebracht, wodurch die Zersetzung zu Sauerstoff und Wasser beschleunigt wird. Beispiele für geeignete Katalysatoren sind Aktivkohle und an geeignete Träger gebundener Braunstein. In a preferred embodiment, the oxygen is in the form of active oxygen added. Active oxygen is preferably made from peroxide compounds as an oxygen source generated. In this embodiment, the peroxide compounds are treated with an appropriate one Catalyst brought into contact, which is in oxygen and optionally a decompose another connection. This embodiment has the advantage that oxygen as Active oxygen is supplied, which is very reactive and has a good effect. Examples suitable peroxide compounds are hydrogen peroxide, alkali peroxycarbonates, especially sodium peroxycarbonate, alkaline earth peroxycarbonates, peracetic acid etc. Hydrogen peroxide is preferably used. Hydrogen peroxide is preferably used as Commercial aqueous solution used, usually in three or 30% Form. The hydrogen peroxide is in contact with a catalyst brought, which accelerates the decomposition to oxygen and water. examples for Suitable catalysts are activated carbon and manganese dioxide bound to suitable carriers.

Wird Wasserstoffperoxid als Sauerstoff-liefernde Verbindung eingesetzt, so hat es sich als besonders geeignet erwiesen, die in der EP 0059932 offenbarte Vorrichtung zur steuerbaren Abgabe von Sauerstoff und Flüssigkeiten einzusetzen. Diese Vorrichtung ist eine Dosiervorrichtung, die aus mehreren Behältern in einer Kaskadenanordnung besteht, welche jeweils mit einem Steigrohr miteinander verbunden sind. Die Behälter können unterschiedliche Größen aufweisen, so dass ein kleinerer Behälter jeweils in dem größeren angeordnet ist. Der Katalysator kann stückig in diesen Behältern angeordnet sein, es ist aber auch möglich, dass der Boden und/oder die Wandungen, der Behälter die Innenseite des Steigrohres oder ein Teil davon mit dem Katalysator überzogen sind. If hydrogen peroxide is used as the oxygen-supplying compound, it has proven to be proven particularly suitable, the device disclosed in EP 0059932 for controllable Use of oxygen and liquids. This device is one Dosing device, which consists of several containers in a cascade arrangement, which are connected to each other with a riser pipe. The containers can have different sizes, so that a smaller container each in the larger is arranged. The catalyst can be arranged in pieces in these containers, but it is also possible that the bottom and / or the walls, the container the inside of the Riser pipe or a part thereof are coated with the catalyst.

Durch die kontinuierliche Einleitung von Sauerstoff in den Filter können für die Mikroorganismen optimale Lebensbedingungen zur Verfügung gestellt werden, was wiederum zu einer optimierten Filterleistung führt. Due to the continuous introduction of oxygen into the filter for the Microorganisms optimal living conditions are provided what in turn leads to optimized filter performance.

In Gewässern, wie z. B. in Aquarien und Teichen, werden häufig sowohl Fische als auch Wasserpflanzen gehalten. Diese benötigen in Abhängigkeit von der jeweils anwesenden Vielfalt sowohl Sauerstoff als auch CO₂, um existieren und wachsen zu können. Ist der Sauerstoffgehalt zu hoch im Vergleich zum Gehalt an CO₂, besteht die Gefahr, dass insbesondere die Wasserpflanzen absterben. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung eine Einspeisestelle für CO₂ auf, die vorzugsweise nach dem Filter, insbesondere im Verlauf des Rücklaufs des gefilterten Wassers in das Gewässer angeordnet ist. Nach Bedarf kann CO₂ in die Vorrichtung eingeleitet und somit dem Wasser zugeführt werden, um im Gewässer selbst den Lebewesen, wie Fischen und Wasserpflanzen, optimale Lebensbedingungen zu liefern. In waters such as B. in aquariums and ponds, both fish and aquatic plants are often kept. Depending on the variety present, these require both oxygen and CO ₂ in order to exist and grow. If the oxygen content is too high compared to the CO ₂ content, there is a risk that the aquatic plants in particular will die. In a preferred embodiment of the present invention, the device has a feed point for CO ₂ , which is preferably arranged after the filter, in particular in the course of the return flow of the filtered water into the water. If necessary, CO ₂ can be introduced into the device and thus supplied to the water in order to provide optimal living conditions for living organisms such as fish and aquatic plants.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Aufbereitung von Wässern, worin das Wasser über eine biologische Filterstufe gereinigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wasser vor Eintritt in die biologische Reinigungsstufe oder in der biologischen Reinigungsstufe Sauerstoff zugeführt wird. Another object of the present invention is a method for the preparation of Watering, in which the water is cleaned via a biological filter stage, thereby characterized in that the water before entering the biological purification stage or in the biological purification stage oxygen is supplied.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in der beigefügten Figur dargestellt. Diese zeigt einen schematischen Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung. A preferred embodiment of the present invention is in the accompanying figure shown. This shows a schematic structure of the device according to the invention.

In der dargestellten Vorrichtung wird das Wasser aus dem stehenden Gewässer 1 über den Wasserzulauf 2 in den außerhalb des Gewässers angeordneten Filter 3 geleitet. Die Rückführung des Wassers aus dem Filter 3 erfolgt über den Rücklauf 4 in das stehende Gewässer 1. In the device shown, the water from the standing water 1 is conducted via the water inlet 2 into the filter 3 arranged outside the water. The water is returned from the filter 3 via the return line 4 into the standing water 1 .

Die Einspeisestelle 5 für Sauerstoff ist vor dem Filter 3 angeordnet. Der Sauerstoff wird vorzugsweise in einer solchen Menge zugeführt, dass der Filter 3 eine möglichst optimale Filterleistung erbringen kann. Die Einspeisestelle befindet sich zwischen der Pumpe 7 und dem Filter 3. The feed point 5 for oxygen is arranged in front of the filter 3 . The oxygen is preferably supplied in such an amount that the filter 3 can achieve the best possible filter performance. The feed point is located between the pump 7 and the filter 3 .

In einer möglichen Ausführungsform kann der Rücklauf 4 eine weitere Einspeisestelle 6 für Gas, insbesondere für CO₂, aufweisen. In one possible embodiment, the return 4 can have a further feed point 6 for gas, in particular for CO ₂ .

Um die Wasserqualität und auch die Filterleistung überprüfen zu können, können sowohl am Wasserzulauf als auch am Rücklauf Meßeinrichtungen oder Entnahmevorrichtungen zur Kontrolle der Wasserqualität etc. angeordnet sein. Bezugszeichenliste 1 stehendes Gewässer
2 Wasserzulauf
3 Filter
4 Rücklauf
5 Einspeisestelle für Sauerstoff
6 weitere Einspeisestelle
In order to be able to check the water quality and also the filter performance, measuring devices or extraction devices for checking the water quality etc. can be arranged both on the water inlet and on the return. LIST OF REFERENCES 1 stagnant water
2 water inlet
3 filters
4 return
5 oxygen feed point
6 more feed points

Claims

1. Device for the treatment of still water with a biological filter stage, characterized in that the water is supplied to the water before entering the filter stage or in the filter stage.

2. Device according to claim 1, characterized in that the water are selected from aquariums, swimming pools, ponds or lakes.

3. Device according to claim 1 or claim 2, characterized in that the Filter is placed outside the water and has a water inlet and a Return is connected to the water.

4. The device according to claim 1 or claim 2, characterized in that the Filter stage is arranged within the body of water.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the oxygen is generated in situ from H ₂ O ₂ and / or a peroxide compound.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that it is a has another feed point for gas, which in the course of the return after the filter is arranged.

7. Process for the treatment of standing water, wherein the water over a biological filter stage is cleaned, characterized in that the water Entry into the biological cleaning stage or in the biological cleaning stage Oxygen is supplied.