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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Gewässern, eine Gewässerbehandlungsvorrichtung, insbesondere zur Durchführung eines solchen Verfahrens, und eine Behältervorrichtung, die eingerichtet ist zur Verwendung in einer solchen Gewässerbehandlungsvorrichtung.
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Seit Jahren zunehmende Nährstoffeinträge, beispielsweise aus der Landwirtschaft, vielfach verursacht durch Überdüngung, verursachen erhebliche Schäden an Gewässern, insbesondere an kleinen und flachen Standgewässern, aber auch an Fließgewässern. Insbesondere ergibt sich das Problem der Eutrophierung in Standgewässern durch - gegebenfalls durch Fließgewässer in die Standgewässer - eingetragene Materialien, insbesondere Nährstoffe, wie Phosphat und Nitrat, was insbesondere zu einem erhöhten Algenwachstum sowie zur Vermehrung von Bakterien beiträgt. Hieraus ergeben sich Geruchsbelästigungen sowie Verfärbungen der Gewässer, was sich nachteilig insbesondere auf die regionale und touristische Nutzung auswirkt. Teilweise müssen Badeverbote erlassen werden. Problematisch ist auch die mit der Eutrophierung verbundene Abnahme der Sauerstoffkonzentration im Gewässer, wobei es zum Absterben von im Wasser lebenden Tieren kommen kann. Auch insbesondere von Cyanobakterien - umgangssprachlich als Blaualgen bezeichnet - produzierte Sekundärstoffe sind schädlich für andere Lebewesen. Ein ohnehin ausgeprägter jahreszeitlicher Effekt der hier skizzierten Problematik wird durch den Klimawandel und die damit verbundenen steigenden sommerlichen Temperaturen noch verschärft.
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Es ist vorgeschlagen worden, der hier beschriebenen Problematik dadurch zu begegnen, dass Aluminiumsulfat als Fällungsmittel in Gewässerkörper eingebracht wird. Die Verwendung dieses industriell hergestellten Fällungsreagenz erweist sich allerdings zum einen als kostenintensiv, zum anderen als wenig vielversprechend mit Blick auf eine nachhaltige Verbesserung. Auch der Einsatz von industriell hergestelltem, granuliertem Eisenhydroxid ist kostenintensiv. Maßnahmen, die an der Quelle der Nährstoffe ansetzen und versuchen, den Eintrag in Gewässer zu verhindern, sind aufwendig und höchstens langfristig, insbesondere auf einer Zeitskala von bis zu 20 Jahren, wirksam.
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Es besteht daher Bedarf an einer effizienten und kostengünstigen Möglichkeit, die hier skizzierten Probleme zu lösen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Behandeln von Gewässern, eine Gewässerbehandlungsvorrichtung, insbesondere zur Durchführung eines solchen Verfahrens, und eine Behältervorrichtung, die eingerichtet ist zur Verwendung in einer solchen Gewässerbehandlungsvorrichtung, insbesondere an Fließgewässern zu schaffen, wobei die genannten Nachteile zumindest reduziert, vorzugsweise vermieden sind.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten Ausführungsformen.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zum Behandeln von Gewässern geschaffen wird, wobei ein Eisenhydroxidschlamm-Produkt, das auf naturräumlich gewonnenem Eisenhydroxidschlamm basiert, bereitgestellt wird. Das bereitgestellte Eisenhydroxidschlamm-Produkt wird in ein zu behandelndes Gewässer eingebracht. Vorteilhaft wird auf diese Weise ein Verfahren bereitgestellt, welches sowohl effizient als auch kostengünstig ist. Naturräumlich gewonnener Eisenhydroxidschlamm ist ein in großem Umfang zur Verfügung stehendes Produkt, was sehr kostengünstig ist, teilweise einen negativen Preis aufweist, was bedeutet, dass der Abnehmer des Eisenhydroxidschlamms für die Abnahme bezahlt wird. Insbesondere in derzeitigen oder ehemaligen Bergbauregionen fällt Eisenhydroxidschlamm in großen Mengen an und wird regelmäßig gerade im Zuge von Renaturierungsmaßnahmen aufwendig beseitigt, wobei vielfach keinerlei Weiterverwendung vorgesehen ist. Vielmehr wird der Eisenhydroxidschlamm typischerweise deponiert und derzeit höchstens in minimalem Umfang stofflich für neue Produkte verwertet. Selbst wenn also der Eisenhydroxidschlamm gegebenenfalls nicht unverarbeitet weiterverwendet, sondern im Rahmen der Bereitstellung des Eisenhydroxidschlamm-Produkts einer Verarbeitung unterzogen wird, kann noch immer ein sehr viel günstigeres Fällungsreagenz erhalten werden, als wenn anderweitig auf industriell hergestellte Produkte zurückgegriffen wird. Zudem erweist sich das Eisenhydroxidschlamm-Produkt als ein äußerst wirksames Fällungsreagenz, und die hier vorgeschlagene Maßnahme entfaltet unmittelbare Wirkung, ist also kurzfristig wirksam. Zugleich wird der naturräumlich gewonnene Eisenhydroxidschlamm einer weiteren Verwertung zugeführt, sodass das hier vorgeschlagene Verfahren als eine Maßnahme zur Abfallverwertung betrachtet werden kann. Dabei wird ein eigentlich als Abfall anfallendes Produkt effizient an anderer Stelle zur Schadensminderung eingesetzt. Das in dem Eisenhydroxidschlamm-Produkt vorhandene Eisenhydroxid wirkt im Gewässer als Fällungsreagenz für die dort enthaltenen Nährstoffe. Ohne an die Theorie gebunden sein zu wollen, binden sich die Nährstoffe, insbesondere Phophate, an das Eisenhydroxid und werden somit einer freien Verfügbarkeit im Gewässer entzogen. Insbesondere konnten die Erfinder zeigen, dass eine Eindosierung von 1 kg Trockensubstanz an Eisenhydroxid-Schlamm - oder äquivalent 4 kg Eisenhydroxidschlamm mit 25 % Trockensubstanz-Gehalt - in 10 m3 Wasser bereits innerhalb eines Tages zu einer Reduzierung des Phosphatsgehalts um 30 % bis 60 % unter naturähnlichen Bedingungen führen kann.
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Für eine effiziente Verwendung des Eisenhydroxidschlamm-Produkts bedarf es einer Überwindung eines vielfach verbreiteten Vorurteils, gemäß dem naturräumlich gewonnener Eisenhydroxidschlamm zu stark chemisch vorbelastet, insbesondere mit Schwermetallen beladen sei, um in Zusammenhang mit frei zugänglichen Gewässern, gegebenenfalls sogar Trinkwasser, eingesetzt zu werden. Entsprechende Versuche der Erfinder haben aber gezeigt, dass selbst bei bestehender chemischer Belastung, selbst bei Beladung des naturräumlich gewonnenen Eisenhydroxidschlamms mit Schwermetallen, eine Rücklösung der schädlichen chemischen Stoffe im Gewässer nicht zu befürchten ist. Vielmehr findet eine solche Rücklösung erst bei einem pH-Wert unterhalb von 4 sowie unter anaeroben Bedingungen statt, wie er in Fließgewässern quasi nie anzutreffen ist. Diese sind vielmehr gekennzeichnet durch pH-Werte zwischen 6 und 10. Daher kann das auf naturräumlich gewonnenem Eisenhydroxidschlamm basierende Eisenhydroxidschlamm-Produkt bedenkenlos sogar in solchen Gewässern eingesetzt werden, in denen Badebetrieb herrscht oder vorgesehen ist. Um im Übrigen zu vermeiden, dass gegebenenfalls doch zu stark vorbelastete Schlämme verwendet werden, kann in einfacher Weise eine chemische Vorselektion erfolgen.
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Unter einem Gewässer wird im Kontext der vorliegenden technischen Lehre insbesondere eine naturräumliche Wasseransammlung, insbesondere ein Fließgewässer, verstanden.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Eisenhydroxidschlamm-Produkt in ein Fließgewässer eingebracht.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Eisenhydroxidschlamm-Produkt in einen Zustrom oder Zulauf zu einem Gewässer, insbesondere in einen Zustrom oder Zulauf zu einem Fließgewässer oder zu einem Standgewässer, insbesondere zu einer Talsperre oder einem See, eingebracht. Der Zustrom oder Zulauf selbst stellt dabei ein Fließgewässer dar, sodass das Eisenhydroxidschlamm-Produkt auch in diesem Fall in ein Fließgewässer eingebracht wird. Die hier insbesondere vorgeschlagene Zulaufbehandlung ermöglicht vorteilhaft eine Behandlung des betroffenen größeren Gewässers quasi an der Quelle des Eintrags störender Materialien, insbesondere Nährstoffe, da diese in der Regel über den Zulauf in das größere Gewässer eingetragen werden. Wird der Zulauf effektiv behandelt, wirkt sich dies positiv auf das gesamte Gewässer aus, ohne dass hierzu besondere ergänzende Maßnahmen an dem größeren Gewässer selbst getroffen werden müssen. Somit ist ein hocheffektiver, gleichsam lokaler bzw. minimaler Eingriff möglich, der bei minimalen Maßnahmen maximalen Effekt zeigt. Vorteilhaft kann bei Einbringung in den Zulauf außerdem in besonders einfacher Weise, insbesondere im Zuge laufender Fließgewässerberäumungsmaßnahmen, eine Rückgewinnung des eingebrachten Eisenhydroxidschlamm-Produkts erfolgen.
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Insbesondere wird im Rahmen des hier vorgeschlagenen Verfahrens ein naturräumliches Gewässer behandelt, insbesondere ein Binnengewässer, insbesondere ein Fluss, ein Bach, oder ein Gerinne. Insbesondere wird im Rahmen des Verfahrens kein Wasser einer Abwasserkläranlage und/oder einer Kanalisation behandelt.
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Unter einem Eisenhydroxidschlamm-Produkt wird im Kontext der vorliegenden technischen Lehre ein Stoff oder Stoffgemisch verstanden, das Eisenhydroxidschlamm aufweist oder aus Eisenhydroxidschlamm besteht, oder das aus Eisenhydroxidschlamm oder unter Verwendung von Eisenhydroxidschlamm hergestellt ist. Der Eisenhydroxidschlamm enthält - insbesondere als Hauptbestandteil, vorzugsweise von 40 % bis 80 %, vorzugsweise bis 70 %, vorzugsweise zu 60 % - Fe(OH)3.
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Darunter, dass das Eisenhydroxidschlamm-Produkt auf naturräumlich gewonnenem Eisenhydroxidschlamm basiert, wird im Kontext der vorliegenden technischen Lehre insbesondere verstanden, dass das Eisenhydroxidschlamm-Produkt naturräumlich gewonnenen Eisenhydroxidschlamm aufweist oder aus naturräumlich gewonnenem Eisenhydroxidschlamm besteht, oder aus naturräumlich gewonnenem Eisenhydroxidschlamm oder unter Verwendung von naturräumlich gewonnenem Eisenhydroxidschlamm hergestellt ist.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens ist das Eisenhydroxidschlamm-Produkt naturräumlich gewonnener Eisenhydroxidschlamm.
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Darunter, dass der Eisenhydroxidschlamm naturräumlich gewonnen ist, wird im Kontext der vorliegenden technischen Lehre insbesondere verstanden, dass der Eisenhydroxidschlamm aus einem naturräumlichen Bereich, insbesondere einer naturräumlichen Eisenhydroxidschlamm-Quelle, erhalten ist oder wird, wobei dies insbesondere in Abgrenzung zu einer industriellen Herstellung oder Gewinnung von Eisenhydroxid zu verstehen ist. Dies schließt nicht aus, dass das Eisenhydroxid als - insbesondere für sich genommen unerwünschtes - Nebenprodukt einer industriellen Tätigkeit in der Natur anfällt oder in die Natur gelangt, beispielsweise als Folgeprodukt einer bergbaulichen Tätigkeit. Wichtig ist lediglich, dass der Eisenhydroxidschlamm aus der Natur gewonnen oder zurückgewonnen wird, beispielsweise im Rahmen einer Renaturierung ehemals bergbaulich genutzter naturräumlicher Bereiche. Bevorzugt ist der naturräumlich gewonnene Eisenhydroxidschlamm nicht industriell verarbeitet.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das in das Gewässer eingebrachte Eisenhydroxidschlamm-Produkt nach einer vorbestimmten Verweilzeit zumindest teilweise, insbesondere vollständig - insbesondere bis auf nicht-entnehmbare Reste - aus dem Gewässer zurückgewonnen wird.
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Alternativ oder zusätzlich wird das in das Gewässer eingebrachte Eisenhydroxidschlamm-Produkt nach Durchlaufen einer vorbestimmten Fließstrecke zumindest teilweise, insbesondere vollständig - insbesondere bis auf nicht-entnehmbare Reste - aus dem Gewässer zurückgewonnen.
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Über die vorbestimmte Verweilzeit und/oder die vorbestimmte Fließstrecke kann gewährleistet werden, dass das Eisenhydroxidschlamm-Produkt effektiv seine nährstoffreduzierende Wirkung entfaltet.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens beträgt die vorbestimmte Fließstrecke von 200 m bis 5 km, vorzugsweise von 300 m bis 4 km, vorzugsweise von 500 m bis 2 km, vorzugsweise bis 1 km.
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Die Rückgewinnung des Eisenhydroxidschlamm-Produkts ist auf zweierlei Weise vorteilhaft: Zum einen kann zumindest weitgehend ausgeschlossen werden, dass von dem Eisenhydroxidschlamm-Produkt aufgenommene Stoffe, seien es Nährstoffe oder andere chemische Stoffe, insbesondere Schwermetalle, zu irgendeinem gegebenenfalls auch zukünftigen Zeitpunkt rückgelöst werden und damit in das behandelte Gewässer gelangen; zum anderen kann das zurückgewonnene Eisenhydroxidschlamm-Produkt vorteilhaft einer weiteren Verwendung zugeführt werden, wobei sich hier nun die Beladung des Eisenhydroxidschlamm-Produkts mit Nährstoffen positiv auswirkt. Das Eisenhydroxidschlamm-Produkt ist quasi im Wege der Gewässerbehandlung zu einem Wertstoff mit hohem Nährstoffgehalt geworden und insbesondere nun gegebenenfalls als Düngemittel einsetzbar. Insbesondere kann das Eisenhydroxidschlamm-Produkt in an sich wenig fruchtbare Regionen, beispielsweise Wüstenlandschaften, Bergbau-Kippenflächen oder dergleichen, verbracht und dort verwendet werden, insbesondere um an sich nährstoffarmen Boden fruchtbar zu machen, insbesondere zu begrünen. Somit wird nicht nur ein eigentlich wertloses, sogar teilweise mit negativem Preis behaftetes Abfallprodukt vorteilhaft zur Schadensminderung eingesetzt, sondern darüber hinaus sogar in einen handelbaren Wertstoff verwandelt. Dies trägt nicht zuletzt zur wirtschaftlichen Effizienz des hier vorgeschlagenen Verfahrens bei, neben den ökologisch äußerst positiven Implikationen.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das zurückgewonnene Eisenhydroxidschlamm-Produkt eingedickt oder aufkonzentriert. Insbesondere wird bevorzugt dem zurückgewonnen Eisenhydroxidschlamm-Produkt Wasser entzogen. Auf diese Weise kann vorteilhaft die Transportfähigkeit des Eisenhydroxidschlamm-Produkts erhöht oder überhaupt erst wirtschaftlich sinnvoll hergestellt werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das in das Gewässer eingebrachte Eisenhydroxidschlamm-Produkt - entlang einer Strömungsrichtung des Gewässers - stromabwärts einer Einbringstelle in das Gewässer aus dem Gewässer zurückgewonnen wird. Auf diese Weise strömt das Eisenhydroxidschlamm-Produkt ausgehend von der Einbringstelle mit dem Wasser des Gewässers bis zu dem Ort der Rückgewinnung; insbesondere wird also das Eisenhydroxidschlamm-Produkt nach Durchlaufen einer vorbestimmten Fließstrecke aus dem Gewässer zurückgewonnen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Eisenhydroxidschlamm-Produkt durch Ausbaggern und/oder Absaugen, insbesondere mittels Saugbagger, insbesondere Schwimmbagger, aus dem Gewässer zurückgewonnen. Auf diese Weise kann das Eisenhydroxidschlamm-Produkt einfach und kostengünstig zurückgewonnen werden.
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Alternativ oder zusätzlich wird das Eisenhydroxidschlamm-Produkt in einem Sedimentationsbereich - entlang der Strömungsrichtung des Gewässers - stromabwärts der Einbringstelle gesammelt. Vorzugsweise wird das Eisenhydroxidschlamm-Produkt aus dem Sedimentationsbereich entnommen. Die Sedimentierung vereinfacht zum einen die Rückgewinnung des Eisenhydroxidschlamm-Produkts, zum anderen wird auf diese Weise gewährleistet, dass das Eisenhydroxidschlamm-Produkt nach Möglichkeit quantitativ, das heißt weitgehend bis hin zu - im technisch möglichen Umfang - vollständig, zurückgewonnen werden kann.
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In einer Ausführungsform der Erfindung wird zum Rückgewinnen des Eisenhydroxidschlamm-Produkts, insbesondere zur Sedimentation desselben, ein Auffangdamm oder Rückhaltekörper, auch als Dammkörper bezeichnet, in dem Gewässer angeordnet. Insbesondere wird auf diese Weise der Sedimentationsbereich bereitgestellt. Der Auffangdamm oder Rückhaltekörper wird bevorzugt unterhalb eines Wasserspiegels des Gewässers errichtet, sodass er zum einen über dem Wasserspiegel nicht sichtbar ist, insbesondere nicht aus dem Gewässer hervorragt, wobei er zum anderen durch das Gewässer überströmt werden kann. Insbesondere beruhigt der Auffangdamm oder Rückhaltekörper die Strömung des Gewässers in einem Bodenbereich des Gewässers, das heißt im Bereich einer Gewässersohle, und ermöglicht damit die Sedimentation des Eisenhydroxidschlamm-Produkts in dem Sedimentationsbereich. Vorteilhaft verhindert der Auffangdamm oder Rückhaltekörper außerdem ein Einströmen des Eisenhydroxidschlamm-Produkts in ein unterstromig liegendes Standgewässer.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Auffangdamm oder Rückhaltekörper mit einer Höhe von 50 % bis 80 % der Mittelwasser-Fließtiefe bei Aufstau über einer Gewässersohle des Gewässers errichtet. Vorteilhaft kann auf diese Weise eine effektive Sedimentation des eingebrachten Eisenhydroxidschlamm-Produkts sichergestellt werden. Insbesondere wird der Auffangdamm oder Rückhaltekörper als überströmter Auffangdamm oder überströmter Rückhaltekörper ausgelegt. Insbesondere wird der Auffangdamm oder Rückhaltekörper so ausgelegt, dass eine Fließgeschwindigkeit im Sedimentationsbereich kleiner ist als 0,1 m/s.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Auffangdamm oder Rückhaltekörper als Sandsackverbau insbesondere unterhalb des Wasserspiegels errichtet.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das aus dem Gewässer zurückgewonnene Eisenhydroxidschlamm-Produkt einer weiteren Verwendung zugeführt wird.
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Wie bereits ausgeführt, kann auf diese Weise vorteilhaft insbesondere die wirtschaftliche Effizienz des hier vorgeschlagenen Verfahrens gesteigert werden.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das zurückgewonnene Eisenhydroxidschlamm-Produkt zur Gewässerbehandlung verwendet. Je nach Verweildauer oder Fließstrecke im Gewässer, oder abhängig von der Nährstoffbelastung des behandelten Gewässers, ist das Eisenhydroxidschlamm-Produkt bei seiner Rückgewinnung mehr oder weniger mit Nährstoffen beladen. Entsprechend kann das zurückgewonnene Eisenhydroxidschlamm-Produkt abhängig von seiner Beladung vorteilhaft mindestens ein weiteres Mal zur Gewässerbehandlung eingesetzt werden. Je nach Beladung des Eisenhydroxidschlamm-Produkts kann dieses insbesondere vorteilhaft zur Behandlung nährstoffarmer Gewässer verwendet werden. Ein mehrfacher Einsatz des Eisenhydroxidschlamm-Produkts erhöht in besonderer Weise die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens.
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In einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens wird das zurückgewonnene Eisenhydroxidschlamm-Produkt als Düngemittel in der Landwirtschaft verwendet. Wie ebenfalls bereits ausgeführt, wird der zunächst als Abfallprodukt vorliegende Eisenhydroxidschlamm durch das hier vorgeschlagene Verfahren gleichsam veredelt oder in einen Wertstoff umgewandelt, der vorteilhaft als Düngemittel, insbesondere als phosphorhaltiges Düngemittel, weiterverwendet und insbesondere auch wirtschaftlich verwertet werden kann. Das hier vorgeschlagene Verfahren stellt sich somit unter diesem Aspekt insbesondere als wirtschaftlich sehr günstig dar. In besonders vorteilhafter Weise kann das zurückgewonnene Eisenhydroxidschlamm-Produkt als Düngemittel für besonders karge, nährstoffarme Böden, beispielsweise in Wüstengebieten oder Bergbau-Kippenflächen, eingesetzt werden.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das zurückgewonnene Eisenhydroxidschlamm-Produkt einer Aufbereitung zugeführt, insbesondere aufbereitet. Auf diese Weise kann vorteilhaft eine weitere Wert- und/oder Qualitätssteigerung für das Eisenhydroxidschlamm-Produkt erreicht werden, was zur Wirtschaftlichkeit des Verfahrens beitragen kann.
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Im Rahmen der Aufbereitung können dem Eisenhydroxidschlamm-Produkt insbesondere für eine weitere Verwendung förderliche Zusatzstoffe, beispielsweise zusätzliche Düngemittel oder Nährstoffe, zugesetzt werden. Alternativ oder zusätzlich können dem Eisenhydroxidschlamm-Produkt im Rahmen der Aufbereitung für eine weitere Verwendung abträgliche Stoffe entzogen werden, beispielsweise gesundheitsschädliche oder giftige Chemikalien, insbesondere Schwermetalle.
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Alternativ können dem Eisenhydroxidschlamm-Produkt im Rahmen der Aufbereitung Stoffe, insbesondere Nährstoffe, für deren weitere Verwendung unabhängig von dem Eisenhydroxidschlamm-Produkt entzogen werden. Insbesondere kann aus dem Eisenhydroxidschlamm-Produkt Phosphor zurückgewonnen werden, der dann einer weiteren Verwendung, beispielsweise als Düngemittel, zugeführt wird.
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Alternativ oder zusätzlich wird das aus dem Gewässer zurückgewonnene Eisenhydroxidschlamm-Produkt entsorgt. Insbesondere wenn das Eisenhydroxidschlamm-Produkt weitgehend oder vollständig beladen oder anderweitig, beispielsweise aus Gründen einer Kontamination, für eine weitere Verwendung - insbesondere als Düngemittel - nicht infrage kommt, kann das zurückgewonnene Eisenhydroxidschlamm-Produkt wirtschaftlich entsorgt, insbesondere auf einer Deponie eingelagert werden. Das Verfahren ist auch in diesem Fall trotzdem effizient und kostengünstig, insbesondere unter dem Aspekt, dass der naturräumlich gewonnene Eisenhydroxidschlamm ohne das hier vorgeschlagene Verfahren sowieso entsorgt, insbesondere auf einer Deponie eingelagert worden wäre.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das zurückgewonnene Eisenhydroxidschlamm-Produkt einer erneuten Eignungsprüfung, insbesondere einer analytischen Untersuchung, vorzugsweise mit Durchführung einer LAGA-Deklarationsanalyse, unterzogen und bewertet, insbesondere zur Bestimmung eines Zuordnungswertes nach der „Technischen Regel für die Verwertung von Bodenmaterial“ (LAGA Länderarbeitsgemeinschaft Abfall (2004): Anforderungen an die stoffliche Verwertung von mineralischen Abfällen: Teil II: Technische Regeln für die Verwertung - 1.2 Bodenmaterial (TR Boden). Stand: 5. November 2004). Insbesondere erfolgt die weitere Verwendung oder Entsorgung in Abhängigkeit von dieser Bewertung.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das zurückgewonnene Eisenhydroxidschlamm-Produkt in Abhängigkeit von wenigstens einer Eigenschaft, insbesondere chemischen Eigenschaft, klassifiziert und in Chargen aufgeteilt, insbesondere in Abhängigkeit von der Bewertung im Rahmen der erneuten Eignungsprüfung. Insbesondere wird die wenigstens eine Eigenschaft bevorzugt im Rahmen der erneuten Eignungsprüfung ermittelt. Abhängig von der jeweiligen Klassifikation werden die Chargen des Eisenhydroxidschlamm-Produkts zur Gewässerbehandlung oder als Düngemittel verwendet, oder aufbereitet, oder entsorgt. Auf diese Weise kann das zurückgewonnene Eisenhydroxidschlamm-Produkt abhängig von seinen tatsächlich vorliegenden Eigenschaften flexibel genutzt werden, sodass das Verfahren besonders wirtschaftlich ist.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt eine Schlammberäumung aus dem Gewässer, vorzugsweise - entlang der Strömungsrichtung des Gewässers - in dem Sedimentationsbereich oder stromaufwärts des Sedimentationsbereichs, insbesondere stromaufwärts des Auffangdamms, insbesondere des Dammkörpers.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Eisenhydroxidschlamm-Produkt bereitgestellt wird, indem zumindest ein Bereitstellungsschritt durchgeführt wird, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Einem Verdünnen des Eisenhydroxidschlamm-Produkts auf einen vorbestimmten Konzentrationsbereich, und einem Homogenisieren einer Aufschlämmung des Eisenhydroxidschlamm-Produkts. Auf diese Weise können vorteilhaft die Eigenschaften des Eisenhydroxidschlamm-Produkts für eine Einbringung in das zu behandelnde Gewässer optimiert und/oder vergleichmäßigt werden. Indem das Eisenhydroxidschlamm-Produkt auf einen vorbestimmten Konzentrationsbereich verdünnt wird, kann sichergestellt werden, dass eine vorbestimmte Menge des verdünnten Eisenhydroxidschlamm-Produkts eine vorbestimmte Wirkung entfaltet, sodass es möglich wird, das Eisenhydroxidschlamm-Produkt gezielt, insbesondere in Abhängigkeit von wenigstens einer Eigenschaft des zu behandelnden Gewässers, zu dosieren. Indem eine Aufschlämmung des Eisenhydroxidschlamm-Produkts homogenisiert wird, kann vorteilhaft ebenfalls gewährleistet werden, dass mit gleichen Mengen in das Gewässer eingebrachter Aufschlämmung gleiche Anteile an Eisenhydroxidschlamm-Produkt oder Eisen eingebracht werden. Insbesondere weisen naturräumlich gewonnene Eisenhydroxidschlämme abhängig insbesondere von ihrem Gewinnungsort und dem Zeitraum ihrer Gewinnung verschiedene Anteile an Eisen auf, die beispielsweise zwischen 100.000 und 400.000 mg/kg schwanken können. Durch Verdünnen und/oder Homogenisieren kann sichergestellt werden, dass stets ein gleiches oder zumindest ähnliches Eisenhydroxidschlamm-Produkt, insbesondere mit wohl definiertem Anteil an Eisen, zur Gewässerbehandlung verwendet wird. Dabei können insbesondere auch verschiedene Chargen von Eisenhydroxidschlamm miteinander gemischt werden, um vorbestimmte Eigenschaften, insbesondere einen vorbestimmten Eisenanteil, einzustellen.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Eisenhydroxidschlamm-Produkt mit dem Wasser des zu behandelnden Gewässers aufgeschlämmt. Insbesondere wird bevorzugt - insbesondere außerhalb des Gewässers, insbesondere am Gewässerrand - eine Suspension aus dem Eisenhydroxidschlamm-Produkt und dem Wasser des zu behandelnden Gewässers hergestellt, vorzugsweise mit einem Verhältnis an Trockenmasse des Eisenhydroxidschlamm-Produkts zu Wasser von 1:20 bis 1:300, vorzugsweise von 1:25 bis 1:200, vorzugsweise von 1:50 bis 1:100, sodass nach dem Einbringen dieser Suspension in das Gewässer in dem Gewässer ein Verhältnis an Trockenmasse des Eisenhydroxidschlamm-Produkts zu Wasser von 1:2000 bis 1:40.000, vorzugsweise von 1:5000 bis 1:25.000 vorliegt.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens werden beide Bereitstellungsschritte durchgeführt, das heißt das Eisenhydroxidschlamm-Produkt wird auf einen vorbestimmten Konzessionsbereich verdünnt, und eine Aufschlämmung des Eisenhydroxidschlamm-Produkts wird homogenisiert.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Eisenhydroxidschlamm-Produkt bereitgestellt wird, das naturräumlich gewonnenen Eisenhydroxidschlamm aufweist. Vorzugsweise wird als Eisenhydroxidschlamm-Produkt naturräumlich gewonnener Eisenhydroxidschlamm bereitgestellt. Insbesondere besteht das Eisenhydroxidschlamm-Produkt bevorzugt aus naturräumlich gewonnenem Eisenhydroxidschlamm.
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In einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens wird als das Eisenhydroxidschlamm-Produkt mit mindestens einem Zusatzmaterial zu dem Eisenhydroxidschlamm-Produkt verarbeiteter naturräumlich gewonnener Eisenhydroxidschlamm bereitgestellt. Mithilfe des mindestens einen Zusatzmaterials können vorteilhaft die Eigenschaften des Eisenhydroxidschlamm-Produkts eingestellt werden. Insbesondere ist es möglich, mit dem mindestens einen Zusatzmaterial zusätzliche Eigenschaften bereitzustellen oder die Aufnahmefähigkeit des Eisenhydroxidschlamm-Produkts für die aus dem Gewässer zu entfernenden Stoffe, insbesondere Nährstoffe, zu verbessern.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der naturräumlich gewonnene Eisenhydroxidschlamm vor dem Bereitstellen des Eisenhydroxidschlamm-Produkts mindestens einem Separationsschritt unterzogen wird. Auf diese Weise ist es vorteilhaft möglich, Eigenschaften des Eisenhydroxidschlamm-Produkts insbesondere durch Auswahl geeigneter Chargen des naturräumlich gewonnenen Eisenhydroxidschlamm einzustellen und/oder für die Gewässerbehandlung ungeeigneten Eisenhydroxidschlamm im Voraus abzusondern. Weiter ermöglicht der mindestens eine Separationsschritt vorteilhaft die Abtrennung von Fremdmaterial und/oder Fremdstoffen aus dem naturräumlich gewonnenen Eisenhydroxidschlamm.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der mindestens eine Separationsschritt in Echtzeit, das heißt insbesondere kontinuierlich während der Behandlung des Gewässers, durchgeführt. Alternativ oder zusätzlich wird der mindestens eine Separationsschritt bevorzugt am Anwendungsort, insbesondere an der Einbringstelle in das Gewässer - on site -, durchgeführt.
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Insbesondere ist der mindestens eine Separationsschritt ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Einer mechanischen Separation, insbesondere einer Grobseparation oder einer Feinseperation; einer chemischen Separation; und einer Eignungsprüfung für die Gewässerbehandlung.
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Mittels einer mechanischen Separation können insbesondere Fremdmaterialien aus dem Eisenhydroxidschlamm abgesondert werden, beispielsweise Schrott, Abfälle, in der Umwelt entsorgtes Altmaterial, Äste, Blätter und dergleichen. Insbesondere können mittels einer Grobseparation größere Teile wie beispielsweise entsorgte Fahrräder, Autoreifen oder dergleichen, abgetrennt werden. Mittels einer Feinseparation können kleinere Fremdkörper entfernt werden. In einer Ausführungsform des Verfahrens wird die mechanische Separation mittels mindestens eines Rechens oder eines Siebs durchgeführt. Dabei ist es möglich, dass Rechen oder Siebe mit verschiedenen Zinkenabständen oder Maschenweiten, insbesondere hintereinander feiner werdend, eingesetzt werden, um sukzessive immer kleinere Fremdstoffe abtrennen zu können. Alternativ oder zusätzlich erfolgt eine mechanische Separation durch Absetzen von Sedimenten.
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Mittels einer chemischen Separation können vorteilhaft wahlweise kontaminierte Chargen von Eisenhydroxidschlamm identifiziert und abgesondert werden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, mittels einer chemischen Separation chemische Fremdstoffe aus dem Eisenhydroxidschlamm abzutrennen.
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Mittels einer Eignungsprüfung wird vorteilhaft gewährleistet, dass der naturräumlich gewonnene Eisenhydroxidschlamm tatsächlich für die Gewässerbehandlung geeignet ist. Dabei können solche Chargen des naturräumlich gewonnenen Eisenhydroxidschlamms abgetrennt werden, die sich als nicht für die Gewässerbehandlung geeignet erweisen, beispielsweise aufgrund von Kontamination oder anderweitiger Belastung.
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Eine solche Eignungsprüfung ist in einer Ausführungsform des Verfahrens eine chemische Eignungsprüfung. Insbesondere wird dabei geprüft, ob eine Charge des Eisenhydroxidschlamms chemisch für die Gewässerbehandlung geeignet ist, wobei insbesondere geprüft wird, ob die Charge des Eisenhydroxidschlamms zu stark mit potenziell gewässergefährdenden Chemikalien, beispielsweise Schwermetallen, belastet ist. Hierfür können vorteilhaft Obergrenzen für chemische Stoffe festgelegt werden. Wird eine solche Obergrenze überschritten, wird die entsprechende Charge des Eisenhydroxidschlamms nicht zur Gewässerbehandlung verwendet, sondern vorzugsweise entsorgt. Eine solche chemische Eignungsprüfung kann zugleich eine chemische Separation darstellen, aber auch zusätzlich zu einer chemischen Separation durchgeführt werden.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt als Eignungsprüfung eine analytische Untersuchung mit Durchführung einer LAGA-Deklarationsanalyse, insbesondere zur Bestimmung eines Zuordnungswertes nach der „Technischen Regel für die Verwertung von Bodenmaterial“ (LAGA Länderarbeitsgemeinschaft Abfall (2004): Anforderungen an die stoffliche Verwertung von mineralischen Abfällen: Teil II: Technische Regeln für die Verwertung - 1.2 Bodenmaterial (TR Boden). Stand: 5. November 2004).
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In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der separierte, das heißt dem wenigstens einen Separationsschritt unterzogene Eisenhydroxidschlamm als das Eisenhydroxidschlamm-Produkt verwendet. In einer anderen Ausführungsform wird der separierte Eisenhydroxidschlamm zu dem Eisenhydroxidschlamm-Produkt weiterverarbeitet, insbesondere durch Zugabe von wenigstens einem weiteren Stoff oder Stoffgemisch, oder durch Vermengung oder Verarbeitung mit wenigstens einem weiteren Stoff oder Stoffgemisch. Insbesondere ist es möglich, dass der Eisenhydroxidschlamm auf Trägerkörper aufgezogen oder aufgebracht wird.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens ein Einbringungsparameter zur Einbringung des Eisenhydroxidschlamm-Produkts in das Gewässer in Abhängigkeit von mindestens einem Gewässerparameter des Gewässers bestimmt wird. Auf diese Weise kann vorteilhaft das Eisenhydroxidschlamm-Produkt bedarfsgerecht in das Gewässer eingebracht werden.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens ist der mindestens eine Einbringungsparameter ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Einer Konzentration des Eisenhydroxidschlamm-Produkts, einer integral eindosierten Menge des Eisenhydroxidschlamm-Produkts, einer Dosierrate des Eisenhydroxidschlamm-Produkts - insbesondere pro Zeiteinheit und pro Gewässervolumen -, und einem zeitlichen Verlauf der Dosierrate. Mithilfe dieser Parameter kann vorteilhaft eine Gesamtwirkung des Eisenhydroxidschlamm-Produkts, aber auch ein zeitliches Wirkprofil, eingestellt werden.
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Alternativ oder zusätzlich ist der mindestens eine Gewässerparameter des Gewässers ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Einer Störstoffkonzentration in dem Gewässer, insbesondere Nährstoffkonzentration, insbesondere Phosphor- und/oder Nitratkonzentration, insbesondere einer Orthophosphat-Phosphorkonzentration (o-PO4-P), einem Volumenstrom des Gewässers - insbesondere im Bereich der Einbringstelle -, einem Volumen des Gewässers, und einem zeitlichen Verlauf der Störstoffkonzentration in dem Gewässer. Diese Parameter sind in besonderer Weise geeignet, einen Bedarf des Gewässers an gewässerbehandelnden Maßnahmen, insbesondere an einzudosierendem Eisenhydroxidschlamm-Produkt, sowohl bezüglich einer Gesamtmenge als auch bezüglich eines zeitlichen Dosierprofils festzustellen. Alternativ oder zusätzlich ist der mindestens eine Gewässerparameter bevorzugt ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Einer Eisenkonzentration, einer Schwermetallkonzentration, insbesondere einer Arsen-, Cadmium-, Nickel-, Blei-, oder Zink-Konzentration, einer Temperatur, einem pH-Wert, einer elektrischen Leitfähigkeit, einem Redoxpotenzial, und einem Sauerstoffgehalt. Vorzugsweise wird die Phosphatkonzentration mittels Photometer gemessen.
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Unter einem Störstoff wird im Kontext der vorliegenden technischen Lehre insbesondere ein Stoff oder Stoffgemisch verstanden, der/das in einem Gewässer zumindest potenziell eine unerwünschte, insbesondere schädliche Wirkung entfaltet, in dem Gewässer bestimmungsgemäß nicht vorhanden sein soll, und/oder für dessen Vorkommen, insbesondere für dessen Konzentration, in dem Gewässer ein insbesondere gesetzlicher Grenzwert existiert.
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Im Kontext der vorliegenden technischen Lehre werden Nährstoffe teilweise als Störstoffe bezeichnet, da die Nährstoffe sich mit Blick auf das zu behandelnde Gewässer zumindest oberhalb einer bestimmten Konzentration als schädlich erweisen, wie einleitend ausgeführt.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Einbringung des Eisenhydroxidschlamm-Produkts in das Gewässer derart, dass ein Verhältnis der zugeführten Trockenmasse an Eisenhydroxidschlamm zu einer an der Einbringstelle vorbeiströmenden Wassermenge (Durchfluss) von 1:2000 bis 1:40.000, vorzugsweise von 1:5000 bis 1:25.000 beträgt. Versuche haben gezeigt, dass hierbei eine Minderung der Orthophosphat-Phosphorkonzentration insbesondere von 30 % bis 60 % in 1 bis 5 Tagen für die genannten Verhältnisse der zugeführten Trockenmasse an Eisenhydroxidschlamm zu der an der Einbringstelle vorbeiströmenden Wassermenge erreicht werden kann.
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In einer Ausführungsform erfolgt die Einbringung des Eisenhydroxidschlamm-Produkts in das Gewässer abhängig von einer Orthophosphat-Phosphorkonzentration.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt keine Einbringung des Eisenhydroxidschlamm-Produkts in das Gewässer, wenn die Orthophosphat-Phosphorkonzentration in dem Gewässer kleiner ist als ein vorbestimmter Grenzwert, insbesondere ein sich aus der Richtlinie 2000/60/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 23. Oktober 2000 zur Schaffung eines Ordnungsrahmens für Maßnahmen der Gemeinschaft im Bereich der Wasserpolitik, ABl. L 327 vom 22.12.2000, Seiten 1-7, - kurz auch als „EU-Wasserrahmenrichtlinie“ (WRRL) bezeichnet - ergebender Grenzwert für den guten ökologischen Zustand bzw. das gute ökologische Potenzial, der insbesondere abhängig vom Gewässertyp von 0,05 mg/L bis 0,2 mg/L beträgt.
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Übersteigt die Orthophosphat-Phosphorkonzentration den vorbestimmten Grenzwert, erfolgt eine - bevorzugt bedarfsgerechte - Einbringung des Eisenhydroxidschlamm-Produkts in das Gewässer. Vorzugsweise erfolgt die Einbringung abhängig von der Orthophosphat-Phosphorkonzentration. Insbesondere wird bevorzugt die Dosierrate und/oder die integral eindosierte Menge in Abhängigkeit von der Orthophosphat-Phosphorkonzentration gewählt.
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Bevorzugt wird die Anpassung des wenigstens einen Einbringungsparameters an den wenigstens einen Gewässerparameter automatisch durchgeführt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Eisenhydroxidschlamm-Produkt in ein Fließgewässer eingebracht wird.
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Wie bereits ausgeführt, wird in einer Ausführungsform des Verfahrens das Eisenhydroxidschlamm-Produkt in eine Zuleitung zu einem Standgewässer eingebracht, wobei eine solche Zuleitung auch als Fließgewässer angesehen werden kann. Durch die Einbringung des Eisenhydroxidschlamm-Produkts in die Zuleitung wird vorteilhaft sowohl die Zuleitung als auch das Standgewässer behandelt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der naturräumlich gewonnene Eisenhydroxidschlamm gewonnen wird aus mindestens einer Eisenhydroxidschlamm-Quelle, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Einer naturräumlichen Fließgewässerabsetzanlage, insbesondere einer Vorsperre einer Talsperre, einem Fließgewässer, insbesondere durch Wasserbehandlung des Fließgewässers, einer naturräumlichen Wasseraufbereitungsanlage, Grundwasser, und einem Brunnen. Diese naturräumlichen Eisenhydroxidschlamm-Quellen eignen sich in besonderer Weise zur Gewinnung von Eisenhydroxidschlamm.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der aus der Eisenhydroxidschlamm-Quelle gewonnene, naturräumliche Eisenhydroxidschlamm eingedickt oder aufkonzentriert, insbesondere entwässert, insbesondere um die Transportfähigkeit zu erhöhen oder herzustellen. Am Anwendungsort wird der Eisenhydroxidschlamm oder das daraus hergestellte Eisenhydroxidschlamm-Produkt dann wiederum - insbesondere mit Wasser aus dem zu behandelnden Gewässer - verdünnt oder aufgeschlämmt.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt eine insbesondere erste Eignungsprüfung des Eisenhydroxidschlamms unmittelbar nach dessen Gewinnung, insbesondere bereits am Ort der Gewinnung. Vorzugsweise schließt diese erste Eignungsprüfung eine analytische Untersuchung, vorzugsweise mit Durchführung einer LAGA-Deklarationsanalyse, ein. Wird dabei die Eignung zur Gewässerbehandlung festgestellt, erfolgt der Transport des Eisenhydroxidschlamms vom Gewinnungsstandort zum Anwendungsort. Wird dagegen mangelnde Eignung festgestellt, wird der Eisenhydroxidschlamm bevorzugt abtransportiert und vorzugsweise deponiert.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt zusätzlich zu der ersten Eignungsprüfung oder als Teil der ersten Eignungsprüfung eine mechanische Vorseparation des Eisenhydroxidschlamms. Auf diese Weise können vorteilhaft gröbere Fremdkörper vor dem Transport aus dem Eisenhydroxidschlamm entfernt werden.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens wird zusätzlich zu der ersten Eignungsprüfung der mindestens eine Separationsschritt, insbesondere als - weitere - chemische Separation und/oder als weitere Eignungsprüfung für die Gewässerbehandlung, durchgeführt. Insbesondere wird die erste Eignungsprüfung an dem Gewinnungsstandort durchgeführt, und der mindestens einen Separationsschritt wird am Anwendungsort durchgeführt.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt eine Erfassung von Eisenhydroxidschlamm-Chargen bereits am Gewinnungsort in einer Blockchain. Vorzugsweise werden dann auch alle weiteren an den einzelnen Eisenhydroxidschlamm-Chargen vorgenommenen Schritte einschließlich insbesondere der Eignungsprüfung, des Transports, des mindestens einen Separationsschritts, des mindestens einen Bereitstellungsschritts und der Einbringung in das Gewässer in der Blockchain erfasst. Auf diese Weise ist das gesamte Verfahren transparent und insbesondere für die einzelnen Eisenhydroxidschlamm-Chargen manipulationssicher nachvollziehbar.
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Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Gewässerbehandlungsvorrichtung zur Behandlung eines Gewässers mit einem Eisenhydroxidschlamm-Produkt, basierend auf naturräumlich gewonnenem Eisenhydroxidschlamm geschaffen wird. Die Gewässerbehandlungsvorrichtung weist mindestens einen Bereitstellungsbehälter zur Bereitstellung des Eisenhydroxidschlamm-Produkts, mindestens eine Einbringvorrichtung zur Einbringung des Eisenhydroxidschlamm-Produkts in das Gewässer, und eine Fördervorrichtung zur Förderung des Eisenhydroxidschlamm-Produkts von dem Bereitstellungsbehälter zu der Einbringvorrichtung auf. Die Gewässerbehandlungsvorrichtung ist bevorzugt eingerichtet zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens oder eines Verfahrens nach einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. In Zusammenhang mit der Gewässerbehandlungsvorrichtung ergeben sich insbesondere diejenigen Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden.
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In einer Ausführungsform der Gewässerbehandlungsvorrichtung ist der Bereitstellungsbehälter ein Dosierbehälter, aus dem heraus das Eisenhydroxidschlamm-Produkt in das Gewässer dosiert wird.
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Die Fördervorrichtung ist vorzugsweise als Pumpe ausgebildet oder weist wenigstens eine Pumpe auf.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gewässerbehandlungsvorrichtung mindestens eine Separationsvorrichtung aufweist, die eingerichtet ist, um zur Bereitstellung des Eisenhydroxidschlamm-Produkts mindestens einen Separationsschritt an naturräumlich gewonnenem Eisenhydroxidschlamm durchzuführen.
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Der mindestens eine Separationsschritt ist insbesondere ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Einer mechanischen Separation, insbesondere einer Grobseparation oder einer Feinseperation; einer chemischen Separation, und einer Eignungsprüfung für die Gewässerbehandlung.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Separationsvorrichtung mindestens einen Separationsbehälter aufweist. Insbesondere wenn der Separationsschritt eine mechanische Separation ist, weist die Separationsvorrichtung bevorzugt mindestens einen Rechen, insbesondere Separationsrechen, und/oder mindestens ein Sieb auf, wobei der mindestens eine Rechen und/oder das mindestens eine Sieb bevorzugt in dem Separationsbehälter angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich ist der Separationsbehälter als Absetzbecken oder Sedimentationsbecken ausgebildet. Ist der Separationsschritt eine chemische Separation oder eine Eignungsprüfung, weist die Separationsvorrichtung vorzugsweise wenigstens einen Sensor und/oder wenigstens eine Zudosiervorrichtung zur Zudosierung von wenigstens einem chemischen Stoff auf, wobei der wenigstens eine Sensor und/oder die wenigstens eine Zudosiervorrichtung bevorzugt so angeordnet und eingerichtet sind, dass sie in den Separationsbehälter hineinragen.
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In einer Ausführungsform der Gewässerbehandlungsvorrichtung ist der mindestens eine Separationsbehälter mit dem Bereitstellungsbehälter strömungstechnisch verbunden und - entlang einer Fließrichtung des Eisenhydroxidschlamms durch die Gewässerbehandlungsvorrichtung - stromaufwärts des Bereitstellungsbehälters angeordnet. Auf diese Weise kann vorteilhaft zunächst der wenigstens eine Separationsschritt erfolgen, bevor das Eisenhydroxidschlamm-Produkt in dem Bereitstellungsbehälter bereitgestellt wird.
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Alternativ oder zusätzlich weist die mindestens eine Separationsvorrichtung den mindestens einen Separationsrechen auf.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gewässerbehandlungsvorrichtung mindestens eine Bereitstellungsvorrichtung aufweist, die eingerichtet ist, um zur Bereitstellung des Eisenhydroxidschlamm-Produkts zumindest einen Bereitstellungsschritt durchzuführen, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus: Verdünnen des Eisenhydroxidschlamm-Produkts auf einen vorbestimmten Konzentrationsbereich, und Homogenisieren einer Aufschlämmung des Eisenhydroxidschlamm-Produkts.
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Die Bereitstellungsvorrichtung ist vorzugsweise strömungstechnisch mit einer Wasser-Entnahmevorrichtung verbunden, die eingerichtet ist, um Wasser aus dem zu behandelnden Gewässer zu entnehmen. Das aus dem zu behandelnden Gewässer entnommene Wasser wird vorzugsweise in der Bereitstellungsvorrichtung zum Verdünnen und/oder Aufschlämmen, insbesondere zum Anmischen, des Eisenhydroxidschlamm-Produkts verwendet.
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In einer Ausführungsform der Gewässerbehandlungsvorrichtung weist die Bereitstellungsvorrichtung ein Rührwerk auf, um das Eisenhydroxidschlamm-Produkt anzumischen, insbesondere zu homogenisieren.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Bereitstellungsvorrichtung mindestens einen Ansetzbehälter aufweist. In dem Ansetzbehälter kann das Eisenhydroxidschlamm-Produkt vorteilhaft verdünnt, homogenisiert und/oder angemischt werden. Vorzugsweise ist das Rührwerk in dem Ansetzbehälter angeordnet.
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In einer Ausführungsform der Gewässerbehandlungsvorrichtung ist der mindestens eine Ansetzbehälter mit dem Bereitstellungsbehälter strömungstechnisch verbunden und - entlang der Fließrichtung des Eisenhydroxidschlamms durch die Gewässerbehandlungsvorrichtung - stromaufwärts des Bereitstellungsbehälters angeordnet.
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In einer Ausführungsform der Gewässerbehandlungsvorrichtung ist der mindestens eine Ansetzbehälter strömungstechnisch mit dem Separationsbehälter verbunden und - entlang der Fließrichtung des Eisenhydroxidschlamms durch die Gewässerbehandlungsvorrichtung - stromabwärts des Separationsbehälters angeordnet.
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Insbesondere ist der mindestens eine Ansetzbehälter strömungstechnisch zwischen dem Separationsbehälter und dem Bereitstellungsbehälter angeordnet. Auf diese Weise kann das Eisenhydroxidschlamm-Produkt vorteilhaft zuerst dem wenigstens einen Separationsschritt unterzogen, dann angesetzt oder aufbereitet, und dann zur Einbringung in das Gewässer in dem Bereitstellungsbehälter bereitgestellt werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gewässerbehandlungsvorrichtung mindestens eine Mengensteuerungsvorrichtung aufweist, die eingerichtet ist, um eine vorbestimmte Menge des Eisenhydroxidschlamm-Produkts in das Gewässer einzubringen. Alternativ oder zusätzlich ist die Mengensteuerungsvorrichtung eingerichtet, um das Eisenhydroxidschlamm-Produkt mit vorbestimmter Dosierrate in das Gewässer einzubringen. Die vorbestimmte Menge ergibt sich dabei insbesondere aus der vorbestimmten Dosierrate multipliziert mit der Zeit, über welche das Eisenhydroxidschlamm-Produkt eindosiert wird.
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Die Mengensteuerungsvorrichtung ist in einer Ausführungsform als Massenstromsteuerungsvorrichtung oder als Volumenstromsteuerungsvorrichtung ausgebildet.
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In einer Ausführungsform der Gewässerbehandlungsvorrichtung ist die Mengensteuerungsvorrichtung ansteuerbar ausgebildet. Auf diese Weise kann das Eisenhydroxidschlamm-Produkt vorteilhaft parameterabhängig in das Gewässer eingebracht werden. In einer Ausführungsform ist die Mengensteuerungsvorrichtung die ansteuerbar ausgebildete Fördervorrichtung, wobei die vorbestimmte Menge oder Dosierrate insbesondere durch Variation einer Förderleistung der Fördervorrichtung, insbesondere einer Drehzahl der als Pumpe ausgebildeten Fördervorrichtung, eingestellt werden kann. In einer anderen Ausführungsform ist die Mengensteuerungsvorrichtung als ansteuerbare Dosiervorrichtung ausgebildet, insbesondere als Dosierventil oder Injektor, über welche ebenfalls die in das Gewässer - insbesondere pro Zeiteinheit - eingebrachte Menge an Eisenhydroxidschlamm-Produkt oder die Dosierrate gesteuert werden können. In einer Ausführungsform ist es auch möglich, dass die Mengensteuerungsvorrichtung die ansteuerbare Fördervorrichtung und eine ansteuerbare Dosiervorrichtung in Kombination miteinander aufweist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gewässerbehandlungsvorrichtung eine Steuervorrichtung aufweist, die eingerichtet ist, um mindestens einen Einbringungsparameter zur Einbringung des Eisenhydroxidschlamm-Produkts in das Gewässer in Abhängigkeit von mindestens einem Gewässerparameter zu bestimmen, insbesondere festzulegen oder vorzugeben.
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Der mindestens eine Einbringungsparameter ist bevorzugt ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Einer Konzentration des Eisenhydroxidschlamm-Produkts, einer integral eindosierten Menge des Eisenhydroxidschlamm-Produkts, einer Dosierrate des Eisenhydroxidschlamm-Produkts - insbesondere pro Zeiteinheit und pro Gewässervolumen -, und einem zeitlichen Verlauf der Dosierrate.
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Alternativ oder zusätzlich ist der mindestens eine Gewässerparameter des Gewässers ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Einer Störstoffkonzentration in dem Gewässer, einem Volumenstrom des Gewässers - insbesondere im Bereich der Einbringstelle -, einem Volumen des Gewässers, und einem zeitlichen Verlauf der Störstoffkonzentration, insbesondere Nährstoffkonzentration, in dem Gewässer.
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In einer Ausführungsform der Gewässerbehandlungsvorrichtung ist die Steuervorrichtung mit der Bereitstellungsvorrichtung wirkverbunden ist, um die Bereitstellungsvorrichtung in Abhängigkeit von dem mindestens einen Gewässerparameter anzusteuern.
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Zusätzlich oder alternativ ist die Steuervorrichtung bevorzugt mit der Mengensteuerungsvorrichtung, insbesondere mit der ansteuerbaren Fördervorrichtung und/oder der ansteuerbaren Dosiervorrichtung wirkverbunden, um die Mengensteuerungsvorrichtung in Abhängigkeit von dem mindestens einen Gewässerparameter anzusteuern.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gewässerbehandlungsvorrichtung als stationäre Vorrichtung ausgebildet ist. Vorteilhaft kann die Gewässerbehandlungsvorrichtung an Land, insbesondere an einem Ufer des zu behandelnden Gewässers, aufgestellt werden, um das Gewässer zu behandeln. Hierbei bestehen insbesondere keine oder nur geringfügige bauliche Beschränkungen für die Gewässerbehandlungsvorrichtung, sodass diese ohne weiteres optimal ausgestaltet und ausgestattet sein kann. Darüber hinaus ist die Gewässerbehandlungsvorrichtung einfach zu beschicken, zu bedienen und zu warten.
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Alternativ ist die Gewässerbehandlungsvorrichtung als mobile Vorrichtung, insbesondere als Wasserfahrzeug ausgebildet. Auf diese Weise kann das zu behandelnde Gewässer mittels der Gewässerbehandlungsvorrichtung sehr flexibel und insbesondere auch lokal differenziert behandelt werden. In einer Ausführungsform ist die Gewässerbehandlungsvorrichtung als Schiff ausgebildet.
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Alternativ ist die Gewässerbehandlungsvorrichtung als Kombination einer stationären Vorrichtung mit einer mobilen Vorrichtung ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung verbindet die zuvor erwähnten Vorteile miteinander. Insbesondere kann ein Teil der Gewässerbehandlungsvorrichtung an Land angeordnet sein, wobei ein anderer Teil der Gewässerbehandlungsvorrichtung als Wasserfahrzeug ausgebildet sein und sich flexibel auf dem zu behandelnden Gewässer bewegen kann.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gewässerbehandlungsvorrichtung eine Entnahmevorrichtung aufweist, die eingerichtet ist, um wenigstens einen Stoff oder ein Stoffgemisch aus einem Gewässer zu entnehmen. Mittels der Entnahmevorrichtung kann insbesondere vorteilhaft das Eisenhydroxidschlamm-Produkt aus dem Gewässer zurückgewonnen werden, insbesondere nach einer vorbestimmten Verweildauer oder einer vorbestimmten Fließstrecke. Insbesondere ist die Entnahmevorrichtung an einem Entnahmestandort - entlang der Fließrichtung des Gewässers - stromabwärts von einer Einbringstelle angeordnet, wobei das Eisenhydroxidschlamm-Produkt an der Einbringstelle in das Gewässer eingebracht wird. Der Abstand zwischen dem Entnahmestandort und der Einbringstelle definiert die vorbestimmte Fließstrecke.
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In einer Ausführungsform der Gewässerbehandlungsvorrichtung ist die Entnahmevorrichtung als Baggervorrichtung, Saugvorrichtung, oder als Saugbaggervorrichtung, insbesondere als Schwimmbagger, ausgebildet ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gewässerbehandlungsvorrichtung einen Aufnahmebehälter aufweist, der vorzugsweise strömungstechnisch mit der Entnahmevorrichtung verbunden ist, sodass - insbesondere von der Entnahmevorrichtung - aus dem Gewässer entnommene Stoffe oder Stoffgemische, insbesondere das zurückgewonnene Eisenhydroxidschlamm-Produkt, in dem Aufnahmebehälter aufgenommen werden können.
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Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Behältervorrichtung geschaffen wird, die eingerichtet ist zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Gewässerbehandlungsvorrichtung oder einer Gewässerbehandlungsvorrichtung nach einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Alternativ oder zusätzlich ist die Behältervorrichtung eingerichtet zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Verfahren oder einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens zur Behandlung von Gewässern. In Zusammenhang mit der Behältervorrichtung ergeben sich insbesondere diejenigen Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren oder der Gewässerbehandlungsvorrichtung erläutert wurden.
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In einer Ausführungsform weist die Behältervorrichtung einteilig mindestens einen Behälter auf. Der mindestens eine Behälter ist ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus: Dem Bereitstellungsbehälter, dem Separationsbehälter, dem Ansetzbehälter, und dem Aufnahmebehälter.
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In einer Ausführungsform weist die Behältervorrichtung mindestens zwei Behälter, auf. Vorzugsweise sind die mindestens zwei Behälter jeweils ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus: Dem Bereitstellungsbehälter, dem Separationsbehälter, dem Ansetzbehälter, und dem Aufnahmebehälter.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Behältervorrichtung derart ausgebildet ist, dass sie auf einem Lastkraftwagen oder einem Tieflader - insbesondere im regulären Straßenverkehr - transportiert werden kann, wobei die Behältervorrichtung vorzugsweise als Container ausgebildet ist. Auf diese Weise ist die Behältervorrichtung vorteilhaft einfach zu einem Anwendungsort zu transportieren, wodurch das hier vorgeschlagene Verfahren unter Verwendung der Behältervorrichtung besonders wirtschaftlich ist. Die Gewässerbehandlungsvorrichtung ihrerseits kann wiederum unter Verwendung der Behältervorrichtung besonders kompakt ausgebildet sein.
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In bevorzugter Ausgestaltung weist die Behältervorrichtung mindestens eine Verbindungsvorrichtung auf, die eingerichtet ist, um die Behältervorrichtung mit mindestens einem Schwimmkörper, vorzugsweise mit zwei Schwimmkörpern, derart zu verbinden, dass der mindestens eine Schwimmkörper mit der Behältervorrichtung gemeinsam ein Schwimmfahrzeug oder Wasserfahrzeug bildet. Auf diese Weise kann sehr einfach, kostengünstig und schnell eine mobile Gewässerbehandlungsvorrichtung unter Verwendung der Behältervorrichtung bereitgestellt werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Behandlung eines Gewässers mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Gewässerbehandlungsvorrichtung, und
- 2 eine Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Gewässerbehandlungsvorrichtung.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Behandlung eines Gewässers 10 mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Gewässerbehandlungsvorrichtung 1.
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Im Rahmen des Verfahrens wird ein Eisenhydroxidschlamm-Produkt, das auf naturräumlich gewonnenem Eisenhydroxidschlamm basiert, bereitgestellt, und das bereitgestellte Eisenhydroxidschlamm-Produkt wird in das zu behandelnde Gewässer 10 eingebracht. Die Gewässerbehandlungsvorrichtung 1 weist hierfür mindestens einen Bereitstellungsbehälter 20 zur Bereitstellung des Eisenhydroxidschlamm-Produkts auf, sowie außerdem mindestens eine Einbringvorrichtung 30, die eingerichtet ist, um das Eisenhydroxidschlamm-Produkt in das Gewässer 10 einzubringen. Außerdem weist die Gewässerbehandlungsvorrichtung 1 eine Fördervorrichtung 40 auf, die eingerichtet ist, um das Eisenhydroxidschlamm-Produkt von dem Bereitstellungsbehälter 20 zu der Einbringvorrichtung 30 zu fördern.
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Das Eisenhydroxidschlamm-Produkt wird bevorzugt in ein Fließgewässer 190, bevorzugt in einen Zulauf zu einem Standgewässer 195, eingebracht.
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Der naturräumlich gewonnene Eisenhydroxidschlamm wird vor dem Bereitstellen des Eisenhydroxidschlamm-Produkts bevorzugt mindestens einem Separationsschritt unterzogen, der vorzugsweise ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus: Einer mechanischen Separation, insbesondere einer Grobseparation oder einer Feinseparation; einer chemischen Separation, und einer Eignungsprüfung für die Gewässerbehandlung. Hierzu weist die Gewässerbehandlungsvorrichtung 1 bevorzugt mindestens eine Separationsvorrichtung 50 auf, die eingerichtet ist, um den mindestens einen Separationsschritt durchzuführen. Die Separationsvorrichtung 50 weist bevorzugt mindestens einen Separationsbehälter 60 auf, der vorzugsweise mit dem Bereitstellungsbehälter 20 strömungstechnisch verbunden und - in Strömungsrichtung des Eisenhydroxidschlamm-Produkts durch die Gewässerbehandlungsvorrichtung 1 - stromaufwärts des Bereitstellungsbehälter 20 angeordnet ist. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Separationsvorrichtung 50 außerdem mindestens einen Separationsrechen 70 auf. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Separationsvorrichtung 50 mindestens ein Sieb aufweist.
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Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird der separierte Eisenhydroxidschlamm als das Eisenhydroxidschlamm-Produkt verwendet, das heißt der separierte Eisenhydroxidschlamm ist das Eisenhydroxidschlamm-Produkt. Bei anderen Ausführungsbeispielen ist es möglich, dass der separierte Eisenhydroxidschlamm zu dem Eisenhydroxidschlamm-Produkt weiterverarbeitet wird, insbesondere durch Zugabe von wenigstens einem weiteren Stoff oder Stoffgemisch, oder durch Vermengen oder Verarbeiten mit wenigstens einem weiteren Stoff oder Stoffgemisch. Insbesondere ist es möglich, dass der Eisenhydroxidschlamm auf Trägerkörper aufgezogen oder aufgebracht wird.
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Das Eisenhydroxidschlamm-Produkt wird bevorzugt bereitgestellt, indem zumindest ein Bereitstellungsschritt durchgeführt wird, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Verdünnen des Eisenhydroxidschlamm-Produkts auf einen vorbestimmten Konzentrationsbereich, und Homogenisieren einer Aufschlämmung des Eisenhydroxidschlamm-Produkts. Hierzu weist die Gewässerbehandlungsvorrichtung 1 bevorzugt eine Bereitstellungsvorrichtung 80 auf, die eingerichtet ist, um den zumindest einen Bereitstellungsschritt durchzuführen. Die Bereitstellungsvorrichtung 80 weist bevorzugt einen Ansetzbehälter 90 auf. Dieser ist vorzugsweise mit dem Bereitstellungsbehälter 20 strömungstechnisch verbunden und - wiederum bezogen auf den Stoffstrom des Eisenhydroxidschlamm-Produkts durch die Gewässerbehandlungsvorrichtung 1 - stromaufwärts des Bereitstellungsbehälter 20 angeordnet. Außerdem ist der Ansetzbehälter 90 bevorzugt strömungstechnisch mit dem Separationsbehälter 60 verbunden und - wiederum bezogen auf den Stoffstrom des Eisenhydroxidschlamm-Produkts durch die Gewässerbehandlungsvorrichtung 1 - stromabwärts des Separationsbehälter 60, insbesondere strömungstechnisch zwischen dem Separationsbehälter 60 und dem Bereitstellungsbehälter 20, angeordnet.
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Vorzugsweise ist in dem Ansetzbehälter 90 ein Rührwerk angeordnet.
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Die Bereitstellungsvorrichtung 80 ist vorzugsweise strömungstechnisch mit einer Wasser-Entnahmevorrichtung 102 verbunden, die eingerichtet ist, um Wasser aus dem zu behandelnden Gewässer 10 zu entnehmen. Das aus dem zu behandelnden Gewässer 10 entnommene Wasser wird vorzugsweise in der Bereitstellungsvorrichtung 80, insbesondere in dem Ansetzbehälter 90, zum Verdünnen und/oder Aufschlämmen, insbesondere zum Anmischen, des Eisenhydroxidschlamm-Produkts verwendet.
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Vorzugsweise weist die Gewässerbehandlungsvorrichtung 1 mindestens eine Mengensteuerungsvorrichtung 100 auf, die eingerichtet ist, um eine vorbestimmte Menge des Eisenhydroxidschlamm-Produkts in das Gewässer 10 einzubringen, oder um das Eisenhydroxidschlamm-Produkt mit vorbestimmter Dosierrate in das Gewässer 10 einzubringen.
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Bevorzugt ist die Mengensteuerungsvorrichtung 100 als Massenstrom- und/oder Volumenstromsteuerungsvorrichtung ausgebildet.
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Vorzugsweise ist die Mengensteuerungsvorrichtung 100 ansteuerbar ausgebildet. Insbesondere ist die Mengensteuerungsvorrichtung 100 bevorzugt die ansteuerbar ausgebildete Fördervorrichtung 40, wobei die vorbestimmte Menge oder Dosierrate insbesondere durch Variation einer Förderleistung der Fördervorrichtung 40, insbesondere einer Drehzahl der bevorzugt als Pumpe ausgebildeten Fördervorrichtung 40, eingestellt werden kann. Alternativ oder zusätzlich ist die Mengensteuerungsvorrichtung 100 als ansteuerbare Dosiervorrichtung 101 ausgebildet, insbesondere als Dosierventil, über welche ebenfalls die in das Gewässer - insbesondere pro Zeiteinheit - eingebrachte Menge an Eisenhydroxidschlamm-Produkt oder die Dosierrate gesteuert werden können. Es ist auch möglich, dass die Mengensteuerungsvorrichtung 100 sowohl die ansteuerbare Fördervorrichtung 40 als auch die ansteuerbare Dosiervorrichtung 101 in Kombination miteinander aufweist.
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Die Gewässerbehandlungsvorrichtung 1 weist bevorzugt eine Steuervorrichtung 110 auf, die eingerichtet ist, um mindestens einen Einbringungsparameter zur Einbringung des Eisenhydroxidschlamm-Produkts in das Gewässer 10 in Abhängigkeit von mindestens einem Gewässerparameter zu bestimmen, insbesondere festzulegen oder vorzugeben. Vorzugsweise ist der mindestens eine Einbringungsparameter ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Einer Konzentration des Eisenhydroxidschlamm-Produkts, einer integral eindosierten Menge des Eisenhydroxidschlamm-Produkts, einer Dosierrate des Eisenhydroxidschlamm-Produkts - insbesondere pro Zeiteinheit und pro Gewässervolumen -, und einem zeitlichen Verlauf der Dosierrate. Alternativ oder zusätzlich ist der mindestens eine Gewässerparameter bevorzugt ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus: Einer Stör- oder Nährstoffkonzentration in dem Gewässer 10, einem Volumenstrom des Gewässers 10 - insbesondere im Bereich einer Einbringstelle 170 -, einem Volumen des Gewässers 10, und einem zeitlichen Verlauf der Stör- oder Nährstoffkonzentration in dem Gewässer 10.
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Die Steuervorrichtung 110 ist vorzugsweise mit der Bereitstellungsvorrichtung 80 und/oder der Mengensteuerungsvorrichtung 100 wirkverbunden ist, um die Bereitstellungsvorrichtung 80 und/oder die Mengensteuerungsvorrichtung 100 in Abhängigkeit von dem mindestens einen Gewässerparameter anzusteuern. Insbesondere ist die Steuervorrichtung 110 bevorzugt - in hier nicht explizit dargestellter Weise - mit der Fördervorrichtung 40 und mit der Dosiervorrichtung 101 wirkverbunden. Außerdem ist die Steuervorrichtung 110 bevorzugt mit wenigstens einem Gewässersensor 103 wirkverbunden, wobei der wenigstens eine Gewässersensor 103 eingerichtet ist zur Ermittlung des mindestens einen Gewässerparameters.
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Der mindestens eine Gewässerparameter wird bevorzugt an einer Mehrzahl von Probenentnahmepunkten entlang einer vorbestimmten Fließstrecke 160 bestimmt. Insbesondere sind entlang der Fließstrecke 160 eine Mehrzahl von Gewässersensoren 103 angeordnet. Die Bestimmung des mindestens einen Gewässerparameters kann regelmäßig, insbesondere mindestens einmal täglich, oder stichprobenartig erfolgen. Die Bestimmung des mindestens einen Gewässerparameters kann aber auch kontinuierlich erfolgen.
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Vorzugsweise wird das in das Gewässer 10 eingebrachte Eisenhydroxidschlamm-Produkt nach einer vorbestimmten Verweilzeit und/oder nach Durchlaufen der vorbestimmten Fließstrecke 160 zumindest teilweise, insbesondere vollständig - insbesondere bis auf nicht-entnehmbare Reste - aus dem Gewässer 10 zurückgewonnen. Hierzu weist die Gewässerbehandlungsvorrichtung 1 insbesondere eine Entnahmevorrichtung 120 auf, die eingerichtet ist, um wenigstens einen Stoff oder ein Stoffgemisch, insbesondere das Eisenhydroxidschlamm-Produkt, aus dem Gewässer 10 zu entnehmen. Die Entnahmevorrichtung 120 ist insbesondere - in Strömungsrichtung des Gewässers 10 - stromabwärts der Einbringstelle 170 angeordnet. In bevorzugter Ausgestaltung ist die Entnahmevorrichtung 120 als Baggervorrichtung, als Saugvorrichtung, oder als Saugbaggervorrichtung, insbesondere als Schwimmbagger, ausgebildet. Somit wird das Eisenhydroxidschlamm-Produkt insbesondere durch Ausbaggern und/oder Absaugen aus dem Gewässer 10 entnommen. Ein Entnahmestandort der Entnahmevorrichtung 120 ist insbesondere um die Fließstrecke 160 von der Einbringstelle 170 beabstandet.
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Vorzugsweise wird das Eisenhydroxidschlamm-Produkt in einem Sedimentationsbereich 180 - in Strömungsrichtung des Gewässers 10 - stromabwärts der Einbringstelle 170 gesammelt und insbesondere aus dem Sedimentationsbereich 180 mittels der Entnahmevorrichtung 120 entnommen.
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In bevorzugter Ausgestaltung ist zum Rückgewinnen des Eisenhydroxidschlamm-Produkts, insbesondere zur Sedimentation desselben, ein Auffangdamm oder Rückhaltekörper, auch als Dammkörper 121 bezeichnet, in dem Gewässer 10 angeordnet. Der Dammkörper 121 ist bevorzugt unterhalb eines Wasserspiegels 122 des Gewässers 10 errichtet.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens ist der Dammkörper 121 mit einer Höhe von 50 % bis 80 % der Mittelwasser-Fließtiefe bei Aufstau über einer Gewässersohle 123 des Gewässers 10 errichtet. Bevorzugt ist der Dammkörper 121 als Sandsackverbau ausgebildet.
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Bevorzugt weist die Gewässerbehandlungsvorrichtung 1 einen Aufnahmebehälter 130 auf, der strömungstechnisch mit der Entnahmevorrichtung 120 verbunden ist, sodass aus dem Gewässer 10 entnommene Stoffe oder Stoffgemische, insbesondere das zurückgewonnene Eisenhydroxidschlamm-Produkt, in dem Aufnahmebehälter 130 aufgenommen werden können.
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Das zurückgewonnene Eisenhydroxidschlamm-Produkt wird bevorzugt einer weiteren Verwendung, insbesondere zur Gewässerbehandlung oder als Düngemittel, oder einer Aufbereitung zugeführt. Alternativ oder zusätzlich wird das zurückgewonnene Eisenhydroxidschlamm-Produkt entsorgt. In bevorzugter Ausgestaltung ist eine Schlammrückführung 131 aus dem Gewässer 10, insbesondere aus dem Aufnahmebehälter 130, insbesondere in den Ansetzbehälter 90 vorgesehen. Auf diese Weise kann vorteilhaft das zurückgewonnene Eisenhydroxidschlamm-Produkt erneut zur Behandlung des Gewässers 10 genutzt werden. Vorteilhaft erfolgt zuvor eine - insbesondere stichprobenartige - Selektion 132 oder Separation des zurückgewonnenen Eisenhydroxidschlamm-Produkts.
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Vorzugsweise wird der naturräumlich gewonnene Eisenhydroxidschlamm aus mindestens einer Eisenhydroxidschlamm-Quelle 199 gewonnen, wobei die mindestens eine Eisenhydroxidschlamm-Quelle 199 insbesondere ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus: Einer naturräumlichen Fließgewässerabsetzanlage 200, insbesondere einer Talsperre, einem Fließgewässer 190, mit Gewinnung insbesondere durch Wasserbehandlung des Fließgewässers 190, einer naturräumlichen Wasseraufbereitungsanlage 210, Grundwasser, und einem Brunnen 220.
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Der so gewonnene naturräumliche Eisenhydroxidschlamm wird vorzugsweise einer insbesondere chemischen Vorselektion 221 sowie gegebenenfalls eine ersten mechanischen Grobseparation unterzogen, wobei für die Gewässerbehandlung ungeeignete Chargen des Eisenhydroxidschlamms auf einer Deponie 223 entsorgt werden, wobei zur Gewässerbehandlung geeignete Chargen des Eisenhydroxidschlamms der Gewässerbehandlung zugeführt, insbesondere zu der Gewässerbehandlungsvorrichtung 1 und/oder zu einer Zwischenlagerstelle 224 transportiert werden.
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In 1 ist außerdem eine Behältervorrichtung 140 dargestellt, die eingerichtet ist zur Verwendung in der Gewässerbehandlungsvorrichtung 1.
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Bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist die Gewässerbehandlungsvorrichtung 1 als stationäre Vorrichtung 112 ausgebildet. Es ist möglich, dass die Gewässerbehandlungsvorrichtung 1 als Kombination einer stationären Vorrichtung 112 mit einer mobilen Vorrichtung ausgebildet ist.
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2 zeigt eine Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Gewässerbehandlungsvorrichtung 1.
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Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern jeweils auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.
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Die Gewässerbehandlungsvorrichtung 1 ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel als mobile Vorrichtung 115, insbesondere als Wasserfahrzeug 117, insbesondere als Schiff ausgebildet.
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Sie weist insbesondere die Behältervorrichtung 140 auf, die nun bei dem zweiten Ausführungsbeispiel einteilig mindestens einen Behälter 150, bevorzugt mit mindestens zwei insbesondere durch Schotten voneinander abgeteilten Behälterkompartimenten, aufweist. Der mindestens eine Behälter 150, vorzugsweise die mindestens zwei Behälterkompartimente, ist/sind ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Dem Bereitstellungsbehälter 20, dem Separationsbehälter 60, dem Ansetzbehälter 90 und dem Aufnahmebehälter 130.
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Die Behältervorrichtung 140 ist bevorzugt derart ausgebildet, dass sie auf einem Lastkraftwagen oder einem Tieflader - insbesondere im regulären Straßenverkehr - transportiert werden kann. Bevorzugt ist die Behältervorrichtung 140 als Container ausgebildet.
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Die Behältervorrichtung 140 weist bevorzugt mindestens eine hier nicht explizit dargestellte Verbindungsvorrichtung auf, die eingerichtet ist, um die Behältervorrichtung 140 mit mindestens einem Schwimmkörper 240, vorzugsweise beidseitig mit zwei Schwimmkörpern 240, jeweils ein Schwimmkörper 240 auf jeder Seite der Behältervorrichtung 140, derart zu verbinden, dass der mindestens eine Schwimmkörper 240 mit der Behältervorrichtung 140 gemeinsam das Wasserfahrzeug 117 bildet.
