DE102007049845B4

DE102007049845B4 - Filteranlage zum Entfernen von partikulären und/oder gelösten Teilchen aus insbesondere stehenden Gewässern

Info

Publication number: DE102007049845B4
Application number: DE200710049845
Authority: DE
Inventors: Wolfgang TILZ
Original assignee: Individual
Current assignee: Newfluid De GmbH
Priority date: 2007-10-18
Filing date: 2007-10-18
Publication date: 2010-01-14
Anticipated expiration: 2027-10-19
Also published as: DE102007049845A1

Abstract

Filteranlage zum Entfernen von partikuären und/oder gelösten Teilchen aus insbesondere stehenden Gewässern wie natürlich oder künstlich angelegten Teichen oder Aquarien, mit wenigstens
– einem Fliehkraftabscheider (7)
– einem Feinfilter (13) und
– einer Einheit (18) zur Anreicherung von Sauerstoff
wobei
der Fliehkraftabscheider (7) und der Feinfilter (13) zu einer Vorfilter-Baueinheit (4) zusammengefasst und übereinander angeordnet sind, so dass das am Fliehkraftabscheider (7) gewonnene Wasser von oben auf ein auf dem Feinfilter (13) erzeugtes Wasserbett (10a) aufgegeben werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Filteranlage zum Entfernen von partikulären und/oder gelösten Teilchen aus insbesondere stehenden Gewässern, wie natürlich oder künstlich angelegten Teichen oder Aquarien, mit wenigstens einem Fliehkraftabscheider, einem Feinfilter und einer Einheit zur Anreicherung von Sauerstoff.
Filteranlagen zum Entfernen von partikulären und/oder gelösten Teilchen aus insbesondere stehenden Gewässern sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt. Für Teiche werden Filteranlagen meist als Mehrkammerfilter eingesetzt. Diese Filtersysteme reinigen das Wasser in mehreren Stufen. Diese bekannten Filteranlagen werden in der Regel bodenbündig in das Erdreich eingelassen, so dass der Wasserspiegel des stehenden Gewässers etwa 10 cm tiefer ist wie die Oberkante des Mehrkammerfilters. Eine mechanische Pumpe, die meist in der letzten Kammer der Mehrkammerfilteranlage platziert ist, saugt das Wasser über eine Rohrverbindung in den Vorfilter, wie z. B. einen Zyklonabscheider. Der Zyklonabscheider arbeitet nach dem Prinzip der Fliehkraft. Der grobe Schmutz soll sich durch die Rotationsströmung am Boden absetzen und wird dann durch eine Spülleitung am Boden ausgespült.
In der zweiten Kammer werden häufig Bürsten zum Rückhalten der partikulären Komponenten, die der Zyklonabscheider nicht abscheiden kann, eingesetzt. Die dritte Kammer ist mit Filterwaben oder Filterschwämmen bestückt. in einer vierten Kammer kann keramisches Material oder ein grober Kiesfilter untergebracht sein. Die Strömung erfolgt dabei im Überlaufprinzip.
In der Fachliteratur sind derartige Anlagen beschrieben. In der Praxis hat sich aber gezeigt, dass Filteranlagen durch ihre großen Innenvolumen oft ungleichmäßig durchströmt werden und sich sog. Strömungstoträume bilden, in denen sich die Reduktion der partikulären und gelösten Komponenten durch Sauerstoffunterversorgung nicht oder nur unzureichend ergibt. Um eine Verschlammung zu vermeiden, muss die Filteranlage häufig abgeschaltet werden, um sie mechanisch zu reinigen. Es hat sich auch gezeigt, dass eine Art Zyklonen-Vorfilter nur Komponenten abschalten kann, die zu Boden sinken und dann mit viel Wasser ausgespült werden müssen. Ein weiterer Nachteil sind große Rohrquerschnitte zwischen dem Gewässer und dem Filterzulauf, weil sich durch die geringe Strömung im Rohr Komponenten absetzen, so dass die Rohre mit der Zeit mechanisch gereinigt werden müssen. Wegen der Gefahr des Einfrierens muss die Filteranlage im Winter beheizt werden oder sie muss abgeschaltet werden.
Gute Filterleistungen haben meist Sandfiltersysteme, diese benötigen aber meist täglich, insbesondere bei Eintritt der Algenblüte oder bei Pollenflug auch mehrmals täglich eine Rückspülung mit mehreren hundert Litern Spülflüssigkeit, was den Verlust von einer großen Menge sauberen Wassers zur Folge hat.
Aus der DE 38 27 716 C2 ist eine Filteranlage zum Entfernen von partikulären und/oder gelösten Teilchen aus insbesondere stehenden Gewässern wie natürlich oder künstlich angelegten Teilchen oder Aquarien mit einem Feinfilter und einer Einheit zur Anreicherung mit Sauerstoff, wobei durch die Ausbildung einer Wirbelströmung Feststoffe durch Fliehkraft abgeschieden werden und wobei der Fliehkraftabscheider und der Feinfilter zu einer Vorfilter-Baueinheit zusammengefasst sind.
Aus der DE 101 46 281 C1 ist eine Filteranlage bekannt, bei dem das Gehäuse über ringflanschförmige Öffnungen verfügt, die einen wasserdichten Anschluss von Zulauf-Ablauf- und Verbindungsstutzen gewährleisten.
Aus WO 03/086 066 A1 und US 5 866 018 A sind Filteranlagen bekannt, die als Vorfilter einen Fliehkraftabscheider aufweisen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filteranlage vorzuschlagen, die hinsichtlich Aufbau und Wirkungsweise besser als bekannte Anlagen arbeitet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Durch diese erfindungsgemäße Lösung werden der Fliehkraftabscheider und ein darunter angeordneter Feinfilter als integrierte Einheit ausgeführt, so dass eine raumsparende Unterbringung möglich ist. Außerdem kann das ein Fliehkraftabscheider gewonnene Wasser direkt der Feinfiltereinheit zugeführt werden. Bevorzugt wird im Fliehkraftabscheider ein trichterartiges Sieb verwendet, dessen Maschenweite so gewählt wird, dass gröbere Partikel ausgesiebt und durch ein zentrales Spülrohr am unteren Ende des Siebes abgeführt werden können. Die Wasserzuführung in den Fliehkraftabscheider geschieht dabei bevorzugt oberhalb des Siebs. Das trichterartige Sieb dient zur Abscheidung der festen Komponenten aus dem zu reinigenden Wasser. Durch die tangentiale Einleitung des Wassers oberhalb des Siebs findet dann eine spiralförmige Abwärtsbewegung statt, wobei sich die festen Komponenten über die Sieboberfläche in das Zentrum des Trichtersiebs bewegen. Das Wasser strömt dabei durch das Sieb, während sich die abgeschiedenen Komponenten in einem unteren Ende des Siebs sich anschließenden Sammelrohrs sammeln. Von dort können die festen Bestandteile dann durch ein mechanisches Ventil aus der Filteranlage ausgespült werden. Zum Ausspülen wird dabei lediglich eine geringe Menge Spülwasser benötigt.
Durch die Rotation des Wassers im Fliehkraftabscheider werden die mitgeführten Gasbläschen von den festen Komponenten abgetrennt. Die Gasbläschen bilden mit der Zeit einen Gasüberschuss, der es ermöglicht, den Wasserspiegel im Zwischenraum unter dem Trichtersieb und der Oberkante des nachgeschalteten Feinfilters einzustellen.
Bevorzugt wird daher über eine Niveauregulierungseinrichtung ein Wasserpegel über dem Filtermaterial des Feinfilters aufrecht erhalten.
Über eine Niveausonde kann der ständig anfallende Gasüberschuss z. B. automatisch über ein Ablassventil im Deckel des Vorfilters oder einen automatischen Schwimmerableiter abgeführt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist am unteren Ende des Feinfilters eine Siebplatte angeordnet, auf der das Filtermaterial des Feinfilters ruhen kann. Eine solche Siebplatte kann im wesentlichen horizontal angeordnet werden, so dass das Filterbett auch eine im wesentlichen horizontale Oberfläche aufweist.
Im Filterraum des Feinfilters werden bevorzugt offenporige Filtermaterialien eingesetzt, die Kleinstkomponenten herausfiltern, die durch die Filtersiebmaschen des Fliehkraftabscheiders nicht zurückgehalten werden können. Diese offenporigen Filtermaterialien, bevorzugt 10–30 ppi, entsprechen einer Ansiedlungsoberfläche von mehr als 150 m²/m³ und bewirken eine effektive Filterung von Kleinstkomponenten. Durch die offenporige Struktur des Filtermaterials werden aber nur 5–10% des Filterraums eingenommen. Somit kann das zu reinigende Wasser 90–95% des Filterraums einnehmen. Um eine Verblockung der Filtermaterialien durch die Anreicherung von festen Komponenten zu vermeiden, werden bevorzugt Filterwürfel eingesetzt. Dabei ist die Kantenlänge der Würfel > 10 mm, aber < 50 mm, bevorzugt, 20 mm. Durch die Anhäufung von Filterwürfeln kann das Wasser bei der gesättigten Anreicherung durch feste Komponenten in den Filterwaben den Würfel umspülen und somit das gesamte Filtermaterial von oben nach unten beladen.
Durch die Niveauregelung der Wasseroberkante liegt das gesamte Filtermaterial unterhalb der Wasseroberfläche. Das Wasser kann vom darüber liegenden Trichtersieb auf die Was seroberfläche gleichmäßig aufgegeben werden, so dass durch die dabei erzeugte, leichte Wellenbewegung eine gleichmäßige Wasserverteilung auf der gesamten Feinfilteroberfläche erreicht wird. Der abfließende Wasserstrom soll dabei nicht schneller als 0,005–0,03 m/s, bevorzugt 0,01 m/s betragen. Eine derart geringe Geschwindigkeit hat den Vorteil, dass sich einmal eingelagerte oder zurückgehaltene feste Komponenten nicht mehr ausspülen und somit im Feinfiltermaterial zurückgehalten werden.
Die Siebplatte am unteren Ende des Feinfilters hat bevorzugt eine Maschenweite, die kleiner als die Kantenlänge der Filterwürfen ist, so dass sich die Filterwürfelschüttung gleichmäßig in der Füllhöhe aufbauen lässt. Dadurch stellt sich ein gleichmäßiger Widerstand über die Filtersäule des Feinfilters ein und es wird verhindert, dass sich ein bevorzugter Strömungskanal bildet. Die festen Komponenten reichern sich somit über den ganzen Filterquerschnitt gleichmäßig an.
In einer weiteren Ausgestaltung besitzt der Vorfilter einen abnehmbaren Deckel, der den gesamten Filterzylinderquerschnitt nach oben hin freigibt, so dass das trichterartige Sieb im Fliehkraftabscheider nach oben herausgenommen werden kann. Danach kann das mit festen Komponenten beladene Feinfiltermaterial entnommen, gereinigt und wieder eingesetzt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Vorfilter mit einem Doppelmantel versehen ist, der zumindest teilweise den Feinfilterbereich umgibt und der an ein Warm-/Kaltwassersystem anschließbar ist.
Mit dieser Maßnahme wird es möglich, dass das die Filteranlage durchströmende Wasser im Bereich des Vorfilters beheizt werden kann. Der durch den bevorzugt druckfesten Doppelmantel erzeugte Zwischenraum kann mit extern erwärmten Heizungswasser durchströmt werden. Die Einspeisung des Heizungswassers erfolgt bevorzugt von oben, während die Rückführung des abgekühlten Heizungswassers am unteren Ende stattfindet, so dass sich durch die thermische Abkühlung des Heizungswassers ein optimaler Wärmeübergang sowie eine optimale Strömungsverteilung im Doppelmantel einstellt. Damit eine optimale Wärmeübertragung sichergestellt ist, werden bevorzugt der Doppelmantel sowie die ganze Vorfiltereinheit aus Edelstahl gefertigt. Es sind aber auch andere Materialien mit ähnlichen Eigenschaften denkbar.
Die Temperatur des aus dem Vorfilter auslaufenden Wassers kann gemessen werden und dann der Heizungs- bzw. Kühlwasserkreislauf im Doppelmantel entsprechend geregelt bzw. gesteuert werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist in Strömungsrichtung nach dem Vorfilter eine Verbindungsleitung angeschlossen, in der eine Umwälzpumpe angeschlossen ist. Die Pumpe saugt das Wasser aus dem Gewässer durch die Vorfilterbaueinheit und drückt dieses auch durch die nachgeschalteten Filtereinheiten bis zurück in das Gewässer.
In einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Vorfiltereinheit eine Einheit zur Anreicherung mit Sauerstoff nachgeschaltet ist, die als Rieselfilter ausgebildet ist, wobei stromaufwärts des Rieselfilters eine Venturidüse vorgeschaltet ist. Über die Venturidüse wird das von der Pumpe geförderte Wasser mit Gas angereichert. Das Gas-Wasser-Gemisch strömt dann in den Rieselfilter, der mit seiner Füllung bevorzugt von Wabenkugeln, lediglich zur Anreicherung des zu reinigenden Wassers mit Gas eingesetzt wird. Durch die geringe Belastung des zu reinigenden Wassers mit festen Komponenten ist eine Reinigung des Rieselfilters nicht notwendig, da die kleinsten Komponenten mit dem Wasser aus dem Rieselfilter gespült werden.
Damit der überschüssige Gasanteil nicht mit dem Wasserstrom aus dem Rieselfilter geführt werden muss, wird unterhalb der Rieselfilterschüttung das Gas über automatische Schwimmerableiter ausgeschieden. Da durch die mechanisch arbeitenden Schwimmerableiter stetig eine geringe Masse an Wasser mit ausgeschieden wird, wird das Gas-Wasser-Gemisch in einen Abscheider eingeleitet. Der Wasseranteil fließt darin zu Boden und wird über ein mit Rohr- oder Schlauchleitung angeschlossenes Abwassersystem druckfest abgeführt. Der Gasstrom seinerseits wird über eine separate Ableitung ins Freie geführt. Zusätzlich wird auch die Abluftleitung der Vorfilterbaueinheit in den Abscheider geleitet und über beide Abläufe abgeführt.
Der Mantel des Abscheidebehälters ist bevorzugt aus Glas oder glasähnlichem Material zylinderförmig ausgeführt. Dadurch kann das Abscheideverhalten des vorgeschalteten Abscheiders optisch überwacht und bei Fehlfunktion der Abscheider die Reparatur eingeleitet werden.
In einer weitem vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das mit Gas angereicherte Wasser am Boden des Rieselfilters mit einer Verbindungsleitung zum Nachfilter geführt. Der Nachfilter ist bevorzugt als Biofilter ausgestaltet. Durch die Aufwärtsströmung im Biofilter werden die kleinsten Komponenten zum biologischem Abbau in das Filtermaterial eingelagert. Der Aufbau der Filterpackung ist der gleiche wie im Vorfilter. Durch das Ansiedeln von Bakterien werden die gelösten Komponenten aus dem Wasser herausgefiltert und als Stickstoff mit dem Wasser aus der Filteranlage in das Gewässer abgeführt. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist in Strömungsrichtung oberhalb der Filterpackung des Nachfilters eine Siebwanne eingesetzt. Die Siebwanne ist zum Befüllen mit absorbierendem oder mit reaktivem Material gedacht. In der Siebwanne kann das Wasser durch den Siebboden und dann durch den Siebdeckel strömen. Die zylinderförmige Seitenwand ist geschlossen, so dass die gesamte Wasserströmung durch die Siebwanne führt. Zum Herausnehmen und bestücken mit möglichem Absorptions- oder reaktivem Material kann die Siebwanne aus dem Filter herausgenommen werden. Das eingesetzte Material kann für die Abscheidung von z. B. Phosphat, Chemikalien, Medikamenten oder anderen Salzen verwendet werden. Unter reaktivem Material soll hier ein Langzeitmittel verstanden werden, wie z. B. Roggenstroh und dessen Freisetzung an H₂O₂, um Fadenalgen zu vermeiden oder zum Einsatz von Medikamenten.
Das von festen und gelösten Komponenten gereinigte Wasser wird bevorzugt oberhalb der Siebwanne mittels Rohrleitung aus dem Filter abgeführt. Dabei ist an den Auslauf aus den Nachfilter eine Bypass-Leitung mit Ventil zur Rückführung des austretenden Wassers zum Einlauf an den Fliehkraftabscheider sowie ein Rücklaufverteiler zur Rückführung des Wassers in den Teich oder dergleichen angeschlossen. Das Wasser kann dann entweder über den nachgeschalteten Wasserverteiler zurück in das Gewässer geführt oder als Kreislaufstrom über den Bypass an den Zulauf des Vorfilters eingeleitet werden. Der interne Kreislaufstrom kann zum Impfen des Filtermaterials mit Bakterien verwendet werden oder als Teilstrom, z. B. im Winter, wenn die Belastung des stehenden Gewässers nur gering ist, aber die Wassertemperatur durch die Zuschaltung der Doppelmantelheizung im Vorfilter nicht unter eine Temperatur absinken soll, die die Bakterien ihre Arbeit einstellen lässt.
Das gereinigte Wasser, das zurück in das Gewässer geleitet werden soll, kann entweder zum Einlauf oder zur Oberflächeneinleitung des Gewässers zurückgeführt werden. Für den Winterbetrieb kann der gesamte oder ein Teilstrom mit Zuschaltung des Bypasses das rückführende Wasser in das Gewässer am Boden desselben eingeleited werden. Die Oberflächenabsaugung im Zulauf des Vorfilters wird dann abgeschaltet. Das hat den Vorteil, dass die festen und gelösten Komponenten des stehenden Gewässers auch im Winter abgesaugt und dann in der Filteranlageneinheit neutralisiert werden können.
Die gesamte Filteranlage ist bevorzugt in einem Gebäuderaum angeordnet und über wasserdichte Wanddurchführungen an das zu reinigende Wasserbecken/-teich angeschlossen.
In dieser Lösung erfolgen die Zulaufleitungen und auch die Ablaufleitungen durch eine Wanddurchführung, die den Aufstellraum der Filteranlageneinheit vom Außenbereich zum Gewässer hin trennt. Die Rohrleitungen vom Gebäuderaum können auf verschiedene Art und Weise durch die Wand hindurchgeführt werden. Es kann z. B. vorgesehen sein, die Rohrleitungen vom Gebäuderaum her an der Durchführung der inneren Spannplatte dicht zu verschweißen. Ein Rohr, z. B. DN40 kann dann frei durch die Wanddurchführungsbohrung (z. B. DN46) in der Außenplatte geführt werden und hinter der Durchführung enden. Auf der Außenseite der Außenplatte kann ein Rohrstutzen aufgeschweißt werden und die Anschlüsse für die weiteren Leitungen angebracht werden, die dann wiederum mit einer Manschette abgedeckt werden können, um so den Durchgang abzudichten.
Bevorzugt werden die Verbindungsleitungen zwischen dem Gewässer und der Filteranlage in einer Nennweite ausgeführt, die eine Fließgeschwindigkeit von 0,3 m/s bis 1,3 m/s des Wassers zulassen. Als bevorzugter Volumenstrom hat sich ein Strom von 0,5 m/s herausgestellt, da dabei eine optimale Selbstreinigung der Rohr- oder Schlauchleitung entsteht und dabei nur ein geringer Reibungswiderstand entsteht, die die Pumpe an Energieleistung aufbringen muss. Da bei gleicher Dimensionierung der Rohr- oder Schlauchleitung ein nahezu gleicher Reibungswiderstand entsteht, teilt sich die Pumpenumlaufmenge in fast gleich große Volumenströme, z. B. Gewässergröße 10 m², Wasserumlaufmenge 5 m³/h bei zwei Rohr- oder Schlauchleitungen je 2,5 m³/h oder ca. 0,7 l/s. Bei Verwendung von Rohr- und Schlauchleitungen von DN40 ergibt sich dabei eine Fließgeschwindigkeit von 0,552 m/s. Werden mehrere Zuleitungen benötigt, werden die Nennweiten auf die gleichen Rechenweise angeglichen.
Im folgenden wird die Erfindung nun anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen weiter erläutert und beschrieben.
1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Filteranlagen-Einheit in Ausführung als Fließbild
2 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorfiltereinheit
3 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Rotationsströmung im Vorfiltersieb als Draufsicht
3a zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Vorfiltersiebeinheit als Seitenansicht
4 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen gas-wasserdichten Wanddurchführung der Rohrleitungen als Schnittansicht
4a zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Gummimanschette zur gas-wasserdichten Wanddurchführung zwischen der äußeren Spannplatte und der Rohrleitungen als Seitenansicht
4b zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen äußeren Spannplatte zur gas-wasserdichten Wanddurchführung zwischen der äußeren Spannplatte und der Rohrleitungen als Draufsicht
5 eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Nachfiltereinheit in Seitenansicht und
5a eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Siebwanne im Inneren der Nachfiltereinheit als räumliche Ansicht.
Die erfindungsgemäße Filterlage ist als Ganzes schematisch in 1 dargestellt.
Die Anlage ist insgesamt in einem Gebäuderaum untergebracht, dessen Wände 30 schematisch dargestellt sind. Durch die Wände führen die Zu- und Ablaufleitungen zu dem zu reinigendem Gewässer, beispielsweise einem Fischteich, aber auch einem Swimmingpool oder einem anderen Gewässer.
Die wesentlichen Komponenten der Filteranlage sind die Vorfilterbaueinheit 4, der Rieselfilter 18 sowie der Nachfilter (Biofilter) 21. Die Funktionsweise und der Aufbau der einzelnen Komponenten wird nachfolgend weiter beschrieben.
Vom zu reinigenden Gewässer kommt das zu reinigende Wasser, z. B. vom Grund des Gewässers, über die Leitung 2 und von der Oberfläche des Gewässers über die Leitung 3 als Zulauf in den Vorfilter 4.
Dabei werden diese Leitungen 2 und 3 durch eine wasser- und gasdichte Wanddurchführung hindurchgeführt, wie im näheren Aufbau anhand von 4 erläutert wird.
Die nicht bezeichnete Wanddurchführung besteht aus einer Innenplatte 1b bevorzugt in kreisrunder Ausführung als Scheibe mit eingeschweißter oder fixierter Rohrdurchführung 1e für die Zuleitungen 2, 3 und einer zentrischen Bohrung für die Zugstangendurchführung 1h. Die Wanddurchführung weist weiter eine Außenplatte 1c mit aufgeschweißten oder fixierten Rohrstutzen 1d auf, die mit der Zugstange und einer Gewindemutter 1h mittels Dichtung 1i an der Wanddurchführung, wasser- und gasdicht verspannt werden. Die Gummi artige Manschette 1f dient zum flexiblen Abdichten des Zwischenraums zwischen den Zuleitungen 2, 3 und den Rohrstutzen 1d wobei die Abdichtung bevorzugt mittels Schlauchschellen 1g zur Anpressung der Gummi artigen Manschette auf das Rohr 1i, 2, 3 erfolgt. Die nicht bezeichnete Wand ist in der Regel eine Gebäude Außenwand und kann aus unterschiedlichsten Materialien sein. Die Seitenansicht unter 4a dargestellte Gummi artige Manschette zeigt die Anpressvorrichtung als Schlauchklemme auf den Rohren unter Punkt 1d, 2, 3, 26a, 26b, 26c. Die in 4b dargestellte Frontansicht zeigt die Spannplatte außen 1c mit dem dahinter liegenden Kreisdichtungsring 1i sowie der zentrisch angebrachten Spannschraube 1h, sowie die Rohrstutzen 1d und die durchgeführten Zuleitungen 2, 3 wie die Abdichtung mittels Gummi artiger Manschette 1f mit den Schlauchklemmen 1g. Die wasser-gasdichte Wanddurchführung 1a der Rückleitungen 26a, 26b, 26c, und der Gasabführungsleitung 29 werden in derselben Aufbauweise wie unter 1 beschrieben, ausgeführt, unterscheiden sich lediglich im Durchmesser der Spannplatten 1b, 1c.
Die Zuleitungen 2, 3 sind tangential und vertikal an den Vorfilter 4 oberhalb des zylindrischen Vorfilter-Siebeinsatz 7 und unterhalb des Filterdeckel 4a angeschlossen. Das Schauglas 6 dient als Sichtkontrolle für die Zulaufströme unter 2, 3 sowie zum Ausspülen der festen Komponente aus dem Sammelrohr 7c durch das kurzzeitige Öffnen des Absperrorgan 9. Da das trichterartige Sieb 7 in einen abfallenden Winkel von > 20° und < 80° bevorzugt 45° ausgeführt ist am unteren Ende des Siebs 7 ein Rohr-Übergang auf > DN 10 aber < DN 100 bevorzugt DN 40 eingearbeitet. Durch die abfallende Rotationsströmung 3 aus den Zuläufen 2, 3 fliest das Wassers das mit gelösten und festen Komponenten belastet ist, über und durch das Sieb 7, so dass die festen Komponenten > als 0,001 mm im Übergang vom der Siebfläche auf den Rohrstutzen durch das verdrillen der Wasserströ me und der Komponenten, die Komponenten verklumpen und dabei durch die Steckverbindung 7a in das Spülrohr 7c erkennbar in 3a eingespült werden. Durch die Rotationsströmung 3 werden Gase aus dem Wasser und aus den gelösten und ungelösten Komponenten ausgeschieden, die Gase verbleiben im Vorfilter 4 und verdrängen das Wasser zum Bodenablauf in die Verbindungsleitung 14, so dass die Umwälzpumpe 15 mit der Zeit Gas ansaugen wird. Mittels Niveau Regelung 10 wird unterhalb des Spülrohrs 7c und oberhalb des Filtermaterials 13 bevorzugt Würfen, eine Wasseroberfläche eingestellt, die bei Gasüberschuss das Gas über das Ablassventil 11 aus dem Vorfilter 4 ausströmen last. Beim ablassen des Gases verringert sich der Gas Innendruck im Vorfilter 4 so dass durch eine kurzzeitige Strömungserhöhung im Wasserzulaufstrom 2, 3 entsteht und dadurch das Wasserniveau 10a durch die Niveauregelung 10 bis zum Abschaltepunkt angehoben wird. Über dem Filtermaterial 13 wird ein Wasserniveau von > 10 mm < 100 mm bevorzugt 50 mm eingeregelt. Dadurch verteilt sich der Wasserzustrom 7b oberhalb des Filtermaterials 13 und bewirkt eine gleichmäßige Durchströmung des abfließenden Wassers und einer gleichmäßigen Anreicherung der gelösten und festen Komponenten in dem Filtermaterial. Dabei wird eine ungleichmäßige Durchströmung durch das Filtermaterial 13 verhindert, da die Filtermaterialsäule 13 durch die Siebplatte 13a vor der Verengung des Vorfilterablaufstutzens zur Verbindungsleitung 14 horizontal angebracht ist, und somit eine gleichmäßige Füllhöhe beim Filtermaterial 13 entsteht.
Damit das Filtermaterial 13 nach gesättigter Beladung von gelösten und festen Komponenten gereinigt werden kann, wird durch das Absperren der Zulaufströme 2, 3 und das Belüften des Vorfilters 4 das Wasser mit der Umwälzpumpe 15 abgesaugt, Danach wird das Absperrorgan in der Verbindungsleitung 14 geschlossen. In der 3a wird durch das öffnen des Deckels 4a vom Vorfilter 4 der Trichtersieb 7 der lose auf der Auflagering liegt, aus der Steckverbindung 7a herausgezogen. Das beladene Filtermaterial 13 wird nach oben herausgenommen, gereinigt und wieder eingesetzt.
Damit das Wasser erwärmt oder aber auch gekühlt werden kann ist der Vorfilter 4 mit einem Doppelmantel, bevorzugten in druckfester Ausführung ausgestattet. In Abhängigkeit der eingestellten Wassertemperatur gemessen in der Verbindungsleitung 14 mittels Temperaturfühler 12b wird der Zulaufstrom 12a mittels Signalaustausch 12c mit dem automatischem Regelventil, eingeregelt.
Da das Wasser im Vorfilter 4 durch die mechanische Abreinigung 7, 13 nur noch wenige kleinste Komponenten im Zulaufstrom und in der Verbindungsleitung 14 enthält wird die Umwälzpumpe in ihrer Umwälzleistung nicht beeinflusst. Die Umwälzpumpe fördert das Wasser zum anreichen mit Gas 17 durch eine Venturidüse 16 in den Rieselfilter 18. Der Rieselfilter 18 dient aber, wegen der geringen Schmutzfracht, lediglich zur Anreicherung des Wassers sowie der gelösten und kleinste Komponenten mit Gas das zur Oxidation der Stickstoffkomponenten im Nachfilter 21 benötigt wird. Daher werden im Rieselfilter 18 lediglich Kunststoffkörper aus nicht adsorbierendem Material bevorzugt Kunststoff, Oberflächen glatte Steine oder ähnliches Material eingesetzt.
Das verbrauchte Gas 19 wird unterhalb der Rieselfilterfüllung ausgeschleust. Der Abgasstrom 19 führt dabei geringe Mengen an Feuchtigkeiten mit sich. Die Abgasleitung 19 und die Abluft aus dem Vorfilter werden in einer geschlossenen Druckfesten Leitung in den Schauglas Gas-Wasserabscheider 27 eingeleitet, darin kann sich die Feuchtigkeit vom Gas trennen und als Wasser über die Tropfwasser-Ablaufleitung 28 abfliesen. Das Verbrauchet Gas wird über eine feste Leitung 29 durch die Wanddurchführung der Filterablaufleitungen ins freie abgeführt werden. Durch den Glaszylinder des Schauglas Gas-Wasserabscheider kann die Funktion der automatischen Ableiter überwacht werden, durch die geschlossene Einheit ist eine Filteranlageneinheit ausgeschlossen, somit kann zudem optisch bei Defekt eine Wartung eingeleitet werden kann.
Das mit Gas angereicherte Wasser und dessen gelösten-festen Komponenten strömt durch die Verbindungsleitung 20 von unten in den Nachfilter 21. Im Nachfilter 21 lagern sich die gelösten- und festen Komponenten in dem biologischen Filtermaterial 13 ein und werden dann durch die Reduktion von den mit Mikroorganisten besiedelten Filtermaterial 13 zu unschädlichen Stickstoffkomponenten umgewandelt.
Nachdem das Wasser weitestgehend von gelösten, und festen Körpern durch das Filtermaterial 13 gereinigt ist strömt das Wasser durch den Siebboden 22b der Siebwanne 22, in dem Hohlraum 22d wird zur Reduktion von Phosphatverbindungen, Medikamenten oder andere Verbindungen ein Adsorptionsmaterial eingelagert, das dem Wasser im Durchlauf die unerwünschten Komponenten die durch die biologische Reduktion der Micoorganismen nicht neutralisieren werden konnten eingelagert. Oder zum Einlagern von Roggenstroh zur Bekämpfung von Fadenalgen. Da die Siebwanne 22 geschlossene Seitenwände 22c und ein durchströmbarer Siebdeckel hat ist sichergestellt, dass das Wasser immer durch die Siebwanne 22, 22d strömt. Zum Beladen und oder Austauschen des Reaktions- und oder Adsorptionsmaterial wird die Siebwanne 22, die auf dem Auflagering 23 gehalten wird aus dem Nachfilter 21 durch vorherige Abnahme des Deckels, baugleich wie 4a herausgenommen.
Das gereinigte Wasser strömt dann aus dem Nachfilter Ausgang 24 und kann als Gesamt- oder Teilstrom über die Bypassleitung 25 in den Zulauf 3 eingespeist werden. Bei geschlossenem Bypass 25 strömt das Wasser in den Rücklaufverteiler 26 von da aus in die Rücklaufleitung zum stehenden Gewässer als Oberflächenzulauf 26a und oder zum Bachzulauf 26c oder und als Rücklauf als Bodenzulauf 26b.
Bei der erstmaligen Inbetriebnahme der Filteranlageneinheit haben sich noch keine Micoorganismen zu Reduktion der Stickstoffhaltigen flüssigen- und festen Komponenten in dem Filtermaterial angesiedelt. Im Handel gibt es in Flüssiger Form Micoorganismen die in die Filteranlageneinheit eingefüllt werden können. Damit sicher die Micoorganismen im Filtermaterial 13 ansiedeln können und nicht bei einmaligem Durchströmen aus der Filteranlageneinheit, vornehmlich aus dem Biofilter 21 durchgespült werden, werden die Zulaufleitungen 2, 3 und die Rückführleitungen 26a, 26b, 26c geschlossen und der Bypass geöffnet. Nach der Zugabe der Micoorganismen in den Vorfilter 4 wird das Wasser mit der Umwälzpumpe 15 über den Bypass 25 umgewälzt. Nach einiger Zeit haben sich die Micoorganismen im Filtermaterial angesiedelt, so dass die Zulaufleitungen 2, 3 und die Rückführleitungen 26a, und oder 26b, und oder 26c geöffnet werden können, Zeitgleich wird der Bypass 25 geschlossen.
In den kalten Jahreszeiten wenn das Wasser des stehenden Gewässers abkühlt, wird das Wasser über die Doppelmantelheizung 12 vom Vorfilter 4 auf die gewünschte Temperatur z. B. 15°C erwärmt. Damit durch den Bachzulauf des stehenden Gewässers und dessen Oberflächenbewegung nicht zu viele Energie verloren geht, wird der Bachzulauf 26c und gegebenenfalls die Oberflächenwasser Zulauf 3 geschlossen.
Soll das Wasser des stehenden Gewässers in den kalten Jahreszeiten auf z. B. 4°C–6°C gehalten werden, wird der Bypass 25 der Bodenzulauf als Rücklauf 26b und der Bodenflächenzulauf 2 geöffnet, die Zulaufleitung 3 und die Rücklaufleitungen 26a und 26c werden geschlossen. Durch die Doppelmantelbeheizung 12 wird das Wasser in der Filteranlageneinheit über den Bypass 25 auf eine von den Micoorganismen bevorzugte Arbeitstemperatur von z. B. 10°C–15°C im Kreislauf gehalten. Dabei verteilt sich die Wasserumlaufmenge der Umwälzpumpe 15 über den Bypass 80% und 20% über den Bodenzulauf 2 und Bodenrücklauf 26b, so dass auch in den Kalten Jahreszeiten eine Abführung der gelösten- und festen Komponenten aus dem stehenden Gewässer gewährleistet ist, so dass eine stetige Sauerstoffversorgung der Fische die dann auf dem Boden des selbigen überwintern sicher gestellt ist. Wenn dann die Oberfläche des stehenden Gewässers im Winter mit Eis bedeckt ist werden die Fische ausreichend mit Sauerstoff versorgt, so dass sich die geschlossene Eisschicht isolierend auf die Wassertemperatur auswirkt.

Claims

Filteranlage zum Entfernen von partikuären und/oder gelösten Teilchen aus insbesondere stehenden Gewässern wie natürlich oder künstlich angelegten Teichen oder Aquarien, mit wenigstens – einem Fliehkraftabscheider (7) – einem Feinfilter (13) und – einer Einheit (18) zur Anreicherung von Sauerstoff wobei der Fliehkraftabscheider (7) und der Feinfilter (13) zu einer Vorfilter-Baueinheit (4) zusammengefasst und übereinander angeordnet sind, so dass das am Fliehkraftabscheider (7) gewonnene Wasser von oben auf ein auf dem Feinfilter (13) erzeugtes Wasserbett (10a) aufgegeben werden kann.
Filteranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Fliehkraftabscheider ein trichterartiges Sieb (7) angeordnet ist, dessen Maschenweite so gewählt wird, dass gröbere Partikel ausgesiebt und durch einen zentrales Spülrohr (7c) am unteren Ende des Siebes abgeführt werden können.
Filteranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Zuführungsleitung (2) tangential in den Fliehkraftabscheider oberhalb des Siebes (7) mündet.
Filteranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Niveauregelungseinrichtung (10) vorgesehen ist, um über dem Filtermaterial des Feinfilters einen Wasserpegel (10a) aufrechtzuerhalten.
Filteranlage nach einem der vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass am unteren Ende des Feinfilters eine Siebplatte (13a) angeordnet ist, auf der das Filtermaterial des Feinfilters ruhen kann.
Filteranlage nach einem der vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorfilter mit einem Doppelmantel (12) versehen ist, der zumindest teilweise den Feinfilterbereich umgibt und der an ein Warm-/Kaltwassersystem angeschlossen ist.
Filteranlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am unteren Ende des Vorfilters ein trichterförmiger Ablaufstutzen ausgebildet ist, an den sich eine Verbindungsleitung (14) anschließt, in der eine Umwälzpumpe (15) angeordnet ist.
Filteranlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit zur Anreicherung mit Sauerstoff als Rieselfilter (18) ausgebildet ist und dass dem Rieselfilter stromaufwärts eine Venturidüse (16) vorgeschaltet ist.
Filteranlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Filtermaterial im Rieselfilter (18) nicht absorbierendes Material mit bevorzugt glatten Oberflächen wie z. B. Kunststoff, Steine oder dergleichen eingesetzt wird.
Filteranlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Vorfilter und an die Sauerstoffanreicherungseinheit jeweils eine Gasableitung angeschlossen ist, die Gas aus dem zu einem ein Schauglas aufweisenden Gas/Wasserabscheider (27) leitet.
Filteranlage nach wenigstens einem der voran gegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungsleitung (20) vom unteren Ende der Sauerstoffanreicherungseinheit zum am unteren Ende des Nachfilters (21) vorgesehenen Einlass führt.
Filteranlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Nachfilter (21) mit Mikroorganismen angereichertes biologisches Filtermaterial eingebracht ist und dass oberhalb der Filtermaterialschicht eine Siebwanne (22) zur Aufnahme von Adsorptionsmaterial wie Roggenstroh oder dgl. zur Bekämpfung von Fadenalgen angeordnet ist.
Filteranlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Auslauf aus dem Nachfilter eine Bypassleitung (25) mit Ventil zur Rückführung des austretenden Wassers zum Einlauf an den Fliehkraftabscheider (7, 8) sowie ein Rücklaufverteiler (26) zur Rückführung des Wassers in den Teich oder dergleichen angeschlossen ist.
Filteranlage nach wenigstens einem der Ansprüche 1–13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage in einem Gebäuderaum angeordnet und über wasserdichte Wanddurchführungen (1) an das zu reinigende Wasserbecken/-Teich angeschlossen ist.