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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Sanierung von Gewässern.
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Die Verschmutzung von Gewässern ist im Rahmen der zunehmenden Umweltverschmutzung eines der zentralen Themen unserer Zeit. Die Belastung der Gewässer durch organisches Material und der Eintrag von belastetem Wasser, beispielsweise aus landwirtschaftlichen Nutzflächen, führt insbesondere in stehenden Gewässern zu einer Nährstoffanreicherung sowie zu einer vermehrten Schlammbildung. Durch den Sauerstoffmangel kommt es zu Fäulnisprozessen, die das biologische und mikrobiologische Gleichgewicht stören und so die Gewässerqualität erheblich verschlechtern. Insbesondere die Ausscheidungsprodukte der Fäulnisbakterien wie Ammoniak und Bor- und Schwefelwasserstoffe setzen Toxine frei, die dazu führen, dass die Gewässer langsam vergiftet werden und zu einem trüben und übelriechenden Wasser werden. Entscheidend für eine verbesserte Wasserqualität ist somit ein kontinuierlicher Abbau der organischen Substanzen in den Gewässern.
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DE 10 2008 061 751 beschreibt ein Verfahren zum Sanieren eines im Wesentlichen stehenden Gewässers mit Fäulnisprozessen in einem Bodenschlamm und üblicherweise trübem und übel riechendem Oberflächenwasser, bei dem die Oberfläche einer Tonmaterialmischung durch Feuchtigkeit vergrößert und auf dieser Oberfläche Mikroorganismen angesiedelt werden, und die mit Mikroorganismen angereicherte Tonmaterialmischung zusammen mit Wasser in einem gewünschten Verhältnis mit Druck in den Schlamm injiziert und/oder auf der Gewässeroberfläche aufgebracht wird.
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DE 692 22 164 offenbart einen Hydrokatalysator, auf der Wasseroberfläche anzuwenden, mit einem wasserfreien Bakterienstaub, bestehend aus Rodospirilacee und anderen photochemiosynthetischen Mikroorganismen oder anderen Nahrungselementen, die auf Stickstoff und Phosphor basieren und in Mikrokapseln enthalten sind.
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DE 601 20 152 betrifft ein Verfahren zur Behandlung eines kontaminierten Materials, das fließbare Stoffe enthält, umfassend das Ausbilden einer Abdeckung geringer Durchlässigkeit über dem kontaminierten Material, so dass ein hydraulisches geschlossenes System geschaffen wird, und Behandeln des kontaminierten Materials unterhalb der Abdeckung durch zumindest einen Schritt aus Liefern einer Substanz mit einer Liefervorrichtung zur Behandlung der Kontamination und Entfernen der fließbaren Stoffe von unterhalb der Sperre, wobei die Abdeckung geringer Durchlässigkeit ausgebildet wird durch Aufbringen einer Anzahl hergestellter Verbundteilchen und wobei das kontaminierte Material ein ständig oder regelmäßig unter dem Waser liegendes kontaminiertes Material, das im tiefen Wasser oder in Schwemmlandbereichen vorkommt, ist.
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US 7,438,500 beschreibt ein Sperrkappenmaterial zum Ersatz von Sedimenten, das eine Mischung aus einer Vielzahl von Aggregatteilchen mit einer Teilchengröße zwischen etwa 0,1 Zoll und etwa 2 Zoll und einer Vielzahl von hergestellten Verbundteilchen, die einen Kern und ein an dem Kern befestigtes hydratisierbares Dichtungsmaterial enthalten, umfasst, wobei das Sperrkappenmaterial die Aggregatteilchen in einer Menge von etwa 20 % bis etwa 80 % und die Verbundteilchen in einer Menge von etwa 20 % bis etwa 80 % des Gewichts des Sperrkappenmaterials enthält.
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US 5,089,120 offenbart ein Behandlungsmittel-Schiff zum Ausbringen eines flüssigen Behandlungsmittels in einen Wasserkörper, um ein vorbestimmtes Ungleichgewicht in der aquatischen Umgebung des Wasserkörpers zu korrigieren, umfassend: (a) einen zentralen Rumpf, der mindestens einen Vorratstank für ein fließfähiges Behandlungsmittel enthält, wobei der Rumpf so angeordnet und konstruiert ist, dass er teilweise in seine Außenfläche eingetaucht und zumindest teilweise durch hydrostatischen Druck gestützt wird, (b) mindestens zwei längliche Pontons, die so angeordnet und konstruiert sind, dass sie dem zentralen Rumpf zusätzliche seitliche Stabilität verleihen, wenn die Tankeinrichtung beladen ist, (c) eine Abgabeeinrichtung für fließfähiges Material, die so angeordnet und konstruiert ist, dass sie sich zumindest bei der Verwendung zum Aufbringen von Behandlungsmittel quer zum Rumpf erstreckt, (d) Antriebsmittel zum Bewegen des Schiffes, (e) einstellbare Ausfahrstützmittel, die die Pontons mit dem zentralen Rumpf verbinden und so angeordnet und konstruiert sind, dass sie die länglichen Pontons in eine zusätzlich beabstandete, stabilitätserzeugende Beziehung in Bezug auf den zentralen Rumpf ausfahren, während das Schiff in Betrieb ist, (f) wobei die Pontons in Längsrichtung nach vorne und hinten verstellbar sind, um den Längstrimm des Schiffes einzustellen.
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US 3,964,184 offenbart ein Verfahren zum Entfernen von Material vom Grund eines Teiches, Sees oder einer ähnlichen Wassermasse unter Verwendung eines schwimmenden Rumpfes mit einem Bug und einem Heck, das die folgenden Schritte umfasst: (a) Ansaugen von Wasser aus der Wassermasse an einem Punkt in unmittelbarer Nähe des Rumpfes, (b) Formen des angesaugten Wassers zu einer Vielzahl von im Allgemeinen parallelen, unter Druck stehenden Strömen, die zur Horizontalen geneigt und vom Heck nach hinten gerichtet sind, (c) Freisetzen der unter Druck stehenden Ströme in den Wasserkörper an Punkten, die im Wesentlichen im Allgemeinen gleich weit vom Rumpf entfernt sind und an das Material angrenzen, wodurch eine Material-Wasser-Beimischung erzeugt wird und der Rumpf gleichzeitig in einer nach vorne gerichteten Bugrichtung angetrieben wird, wobei der Abstand der letztgenannten Punkte relativ zum Rumpf in Abhängigkeit von der Entfernung des Materials vom Rumpf verändert wird, (d) Formen des angesaugten Wassers in zwei zusätzliche Druckströme, (e) selektives Freisetzen eines oder beider der zusätzlichen Druckströme in den Wasserkörper an Punkten, die seitlich vom Rumpf in der Nähe des Bugs und unterhalb der Wasseroberfläche sind, um den Rumpf während seiner Vorwärts-Bugführungsbewegung zu steuern, (f) selektives Bewegen eines oder beider zusätzlicher Ströme, um den Punkt oder die Punkte des Auftreffens mit dem Wasser entlang eines Bogens zu bewegen, der sich im Wesentlichen außerhalb des Rumpfes befindet und einen Mittelpunkt auf dem Rumpf in der Mitte des äußersten Heck- und des äußersten Bugpunktes des Auftreffens jedes zusätzlichen Stroms aufweist, und (g) Abziehen des Material-Wasser-Gemisches aus dem Wasserkörper.
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Die im Stand der Technik bekannten Verfahren weisen zum Teil den Nachteil auf, dass sie entweder weiteres Material in das Gewässer einbringen oder durch das Abtragen von Schlamm nur eine kurzfristige Lösung bieten, aus der sich als weiteres Problem die Lagerung und Entsorgung des Schlamms ergibt. Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Möglichkeit zur Verfügung zu stellen, die die Sanierung von Gewässern auf nachhaltige und ökologische Weise erlaubt.
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Es wurde überraschend gefunden, dass diese Aufgabe mit einer Vorrichtung gelöst werden kann, wie sie in Anspruch 1 beschrieben ist. Bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
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Daher ist ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Sanierung von schlammhaltigen Gewässern, wobei die Vorrichtung einen Schwimmkörper, der zum Befahren von Wasser und Land ausgebildet ist aufweist, und wobei in dem Schwimmkörper angeordnet sind:
- • mindestens eine Vorratseinheit zur Aufnahme eines Sanierungsmittels;
- • mindestens eine Injektionseinheit zum Einbringen des Sanierungsmittels in den Schlamm des zu sanierenden Gewässers; und
- • mindestens eine Pumpe zur Förderung des Sanierungsmittels von der Vorratseinheit zur Injektionseinheit,
wobei die Injektionseinheit über einen Arm und mehrere an dem Arm befestigte Injektionsrohre verfügt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist sowohl für das Befahren von Wasser als auch von Land nach Art der Amphibienfahrzeuge ausgebildet. Durch diese spezielle Ausbildung ist eine besonders schonende Sanierung des Gewässers möglich, ohne dass ein Eingriff in das umliegende Ökosystem mit schwerem Gerät notwendig wäre.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist mit einer Injektionseinheit ausgestattet, mit der das Sanierungsmittel in den Schlamm injiziert werden kann. Bei dem Sanierungsmittel handelt es sich vorzugsweise um eine Mischung aus Mikroorganismen, die das organische Material verstoffwechseln und so für einen Abbau des Schlamms sorgen. Um eine weitere Ansammlung organischen Materials zu vermeiden ist das Sanierungsmittel vorzugsweise frei von festen Bestandteilen, insbesondere frei von Tonmaterialien. Das direkte Einbringen des Sanierungsmittels in den Schlamm sorgt dafür, dass sich das Sanierungsmittel im gesamten Schlamm verteilen kann und so ein effektiver Abbau des Schlamms erreicht wird. In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Einbringen auch unter Druck erfolgen. Die Injektionseinheit ist in einer bevorzugten Ausführungsform verstellbar, insbesondere drehbar, mit dem Schwimmkörper verbunden. Vorzugsweise handelt es sich bei der Injektionseinheit um eine hydraulische Einheit.
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Für ein effizientes Einbringen des Sanierungsmittels in den Schlamm hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Injektionseinheit über mehrere Injektionsrohre verfügt. Daher ist eine Ausführungsform bevorzugt, in der die Injektionseinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung über mindestens 2, vorzugsweise mindestens 3 und besonders bevorzugt über mindestens 5 Injektionsrohre verfügt. Die Injektionsrohre sind vorzugsweise gleichmäßig voneinander beabstandet am Ende des Arms der Injektionseinheit angebracht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Injektionsrohre und der Arm der Injektionseinheit rechenförmig ausgebildet. In dieser Ausführungsform sind die Injektionsrohre über einen röhrenförmigen Verteiler am Ende des Arms der Injektionseinheit befestigt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere für die Sanierung von im Wesentlichen stehenden Gewässern geeignet, die unterschiedlichste Tiefen haben. Um auch Schlamm in tieferen Gewässern erreichen zu können, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Reichweite der Injektionseinheit entsprechend angepasst werden kann. Daher ist eine Ausführungsform bevorzugt, in der der Arm und/oder die Injektionsrohre der Injektionseinheit teleskopierbar sind. Auf diese Weise kann sowohl die Reichweite der Injektionseinheit erhöht werden, aber auch die Länge einzelner Injektionsrohre je nach Bedarf angepasst werden.
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In einigen Anwendungen kann es von Vorteil sein, das Sanierungsmittel weiterhin mit Wasser zu mischen. Daher ist eine Ausführungsform bevorzugt, in der die erfindungsgemäße Vorrichtung weiterhin eine Mischeinheit zum Mischen des Sanierungsmittels mit Wasser aufweist. Das Wasser kann dem zu sanierenden Gewässer entnommen sein, so dass eine Ausführungsform bevorzugt ist, in der die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Ansaugvorrichtung zum Ansaugen von Wasser aufweist.
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Die Menge an benötigtem Sanierungsmittel hängt von der Größe des zu sanierenden Gewässers ab. Daher kann es von Vorteil sein, wenn eine weitere Vorratseinheit zur Verfügung steht. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Vorrichtung daher weiterhin eine Verbindungsleitung zum Verbinden mit einer weiteren Vorratseinheit auf. Diese weitere Vorratseinheit kann beispielsweise an Land aufgestellt sein oder beispielsweise auf einem separaten Schwimmkörper wie einem Ponton mitgeführt werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist als Amphibienfahrzeug ausgebildet und daher zum Befahren von Wasser und Land vorgesehen, wobei in beiden Fällen ein selbständiger Antrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung von Vorteil ist. Daher ist eine weitere Ausführungsform bevorzugt, in der die Vorrichtung weiterhin über ein Antriebseinheit zur Fortbewegung auf Wasser und Land verfügt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist für die Sanierung von schlammhaltigen Gewässern vorgesehen, in denen das Sanierungsmittel mit Hilfe der Injektionseinheit in den Schlamm eingebracht wird und die im Sanierungsmittel vorhandenen Mikroorganismen für einen Abbau des Schlamms sorgen. Daher ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Sanierung von schlammhaltigen Gewässern, in dem eine erfindungsgemäße Vorrichtung auf das zu sanierende Gewässer ausgebracht wird und das Sanierungsmittel mittels der Injektionseinheit in den Schlamm injiziert wird. Auf diese Weise ist eine effektive und nachhaltige Sanierung des Gewässers ohne Geruchs- und Lärmbelästigung und ohne Flurschäden möglich.
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Das erfindungsgemäß eingesetzte Sanierungsmittel sind vorzugsweise Mikroorganismen, die durch Fermentation erhalten werden.
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Ein weiterer Gegenstand ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Sanierung von Gewässern.
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1 zeigt eine schematische Abbildung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Schwimmkörper (1), einer Vorratseinheit (2) für das Sanierungsmittel, einer Pumpe (nicht gezeigt) und einer Injektionseinheit (3) mit Injektionsrohren (4).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008061751 [0003]
- DE 69222164 [0004]
- DE 60120152 [0005]
- US 7438500 [0006]
- US 5089120 [0007]
- US 3964184 [0008]
