DE19933181A1

DE19933181A1 - Water treatment to keep it clean, useful for natural and artificial water, e.g. lake, involves adding limestone and/or milk of lime to give stable alkaline hydrogen carbonate buffer solution

Info

Publication number: DE19933181A1
Application number: DE1999133181
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Lindecke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-07-15
Filing date: 1999-07-15
Publication date: 2001-02-22

Abstract

Process for treating water which is not under control, especially natural and artificial waters, and keeping it clean, involves adding limestone and/or lime solution/milk of lime to give a stable hydrogen carbonate buffer solution with pH over 7, in which the concentration of dissolved inorganic substances is determined largely by heterogeneous chemical reactions. An Independent claim is also included for equipment used in this process.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Aufbereitung und Reinhaltung von Wasser gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie insbesonder zur Wiederherstellung und Stabilisierung natürlicher und künstlicher Gewässer, die durch Umwelteinflüsse außer Kontrolle geraten, sowie durch Umweltverschmutzung gekippt oder eutrophiert sind, Verwendung finden.The invention relates to a method and a device for Treatment and maintenance of water according to the generic term of the Claim 1, how to restore and in particular Stabilization of natural and artificial waters by Environmental influences get out of control, as well as Pollution is tilted or eutrophicated, use Find.

Es ist bekannt, daß Seen oder künstliche Gewässer, die durch Umweltverschmutzung außer Kontrolle geraten sind, schließlich im letzten Stadium den völligen Zusammenbruch des Ökosystems zur Folge haben. Eine Möglichkeit, den Zusammenbruch zu ver hindern, ist es, die Verunreinigungen mit Aluminiumsulfat auszuflocken oder durch Eindrücken von Luftsauerstoff organi sche Bestandteile durch Oxidation abzubauen. Dies hat jedoch den Nachteil, daß die anorganischen Spaltprodukte der Oxida tion wiederum der nächsten Generation von Kleinstlebewesen als Nahrungsgrundlage dienen. Das Verhältnis zwischen Konsumenten und Produzenten bleibt weiterhin gestört. Besonders nachteilig bei diesem bekannten Verfahren ist, daß die Sedimentations produkte in den meisten Fällen, je nach Umstand, die Nahrungs grundlage für Schwefelwasserstoff bildende Bakterien sind.It is known that lakes or artificial waters through Pollution is out of control, after all in the final stage, the complete collapse of the ecosystem have as a consequence. One way of verifying the breakdown is preventing it from contaminating with aluminum sulfate flocculate or organi by pressing in atmospheric oxygen to break down constituents by oxidation. However, this has the disadvantage that the inorganic fission products of the oxida the next generation of microorganisms as Serve as a food base. The relationship between consumers and producers continue to be disturbed. Particularly disadvantageous in this known method is that the sedimentation products in most cases, depending on the circumstances, the food are the basis for bacteria that form hydrogen sulfide.

Zwar ist es möglich, durch Filtrierung über z. B. Quazsand, einen Teil der Nährstoffe und Biomasse aus dem See zu ent ziehen (Filterung, Flockung, Oxidation), was jedoch vom technischen Aufwand her nur für relativ kleine Seen sinnvoll machbar ist. Although it is possible to filter through z. B. Quazsand, to remove some of the nutrients and biomass from the lake pull (filtering, flocculation, oxidation), but what from technical effort only makes sense for relatively small lakes is feasible.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Ein richtung oben genannter Gattung anzugeben, durch die es möglich ist, ein Gewässer ohne eine Vielzahl von Wasserrei nigungsverfahren und -mitteln, auf einfache, sehr wirksame und selbstregulierende Weise, in ein stabiles Ökosystem zurück zuführen.The object of the invention is a method and a to indicate direction of the above-mentioned genus, by which it it is possible to have a body of water without a variety of water cleaning procedures and means, simple, very effective and self-regulating way to return to a stable ecosystem respectively.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 bzw 5 und 6 gelöst. Die entsprechend rückbezogenen Unteransprüche kennzeichnen vor teilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.This task is accomplished through a process and facility with the features of claim 1 or 5 and 6 solved. The mark according to related subclaims partial embodiments of the invention.

Demgemäß wird einem außer Kontrolle geratenen Gewässer, z. B. einem See, Kalkstein und/oder gesättigte Kalklösung (Kalk wasser) zugesetzt, um bei einem pH-Wert größer als 7 ein sta biles Hydrogenkarbonat-Puffersystem aufzubauen, in dem die Konzentration der organisch gelösten Stoffe weitgehend durch heterogene chemische Reaktionen, wie Auflösungs- und Fällungs reaktionen an der Grenzfläche Gestein(Kalzit)/Wasser bestimmt ist.Accordingly, a runaway water, e.g. B. a lake, limestone and / or saturated lime solution (lime water) added to a sta at a pH greater than 7 bile bicarbonate buffer system in which the Concentration of the organically dissolved substances largely through heterogeneous chemical reactions such as dissolution and precipitation reactions at the rock (calcite) / water interface is.

Durch die Dosierung von Kalkwasser, Zugabe von Kalkstein, wird ein stabiles Puffersystem aus dem Kohlendioxid der Luft in der Gasphase, dem Kohlendioxid, der Kohlensäure, den Hydrogenkar bonationen, den Karbonationen und Kalziumionen in der flüs sigen Phase und dem Kalkstein (Calzit) in der festen Phase aufgebaut. Das hieraus resultierende Gleichgewichtssystem stellt mehr oder weniger ein starkes pH-Wert-Puffersystem dar, das einer pH-Wert-Änderung durch Folgereaktionen im basischen als auch im saueren Bereich großen Wiederstand entgegensetzt. Ein weiterer Vorteil des Einsatzes von Kalkstein besteht darin, daß Schwefelwasserstoff produzierende Bakterien durch Gips schnell inaktiviert werden und als Sediment zu Boden sinken. Das hierbei freiwerdende CO2 bringt äquivalent neuen Kalkstein (CaCO2) in Lösung. Auch werden Phosphate bis auf das Lösungsgleichgewicht ausgefällt.By dosing lime water, adding limestone a stable buffer system from the carbon dioxide in the air Gas phase, the carbon dioxide, the carbonic acid, the Hydrogenkar Bonations, the carbonate ions and calcium ions in the rivers phase and the limestone (calcite) in the solid phase built up. The resulting balance system is more or less a strong pH buffer system, that a pH change through subsequent reactions in the basic as well as great resistance in the acidic area. Another advantage of using limestone is there in that hydrogen sulfide-producing bacteria Gypsum can be quickly inactivated and sedimented to the ground sink. The CO2 released here equals new ones Limestone (CaCO2) in solution. Apart from that, phosphates Solution balance failed.

So wurde z. B. ein Gartenteich, der durch Umwelteinflüsse, saisonbedingten Algenwuchs, zu kippen drohte, mit Hilfe des erfindungsgmäßen Verfahrens in einen stabilen Zustand geführt. Der Gartenteich, der die Abmaße von ca. 5 × 8 × 1,2 m besaß, wurde mit 200 kg Kalkstein beaufschlagt. Zusätzlich wurde eine klare gesättigte Lösung Kalkwasser zugesetzt und so ein pH- Wert größer als 7 eingestellt. Innerhalb einer Woche war das Gewässer kristallklar und man konnte problemlos neue Fische in dem Gewässer aussetzen. Dieses neuaufgebaute Ökosystem arbei tet bereits seit zwei Jahren auch unter extremen Witterungs bedingungen wartungs- und störungsfrei. In diesem Fall konnte bis zum heutigen Zeitpunkt auf handelsübliche Wasserpflege mittel gänzlich verzichtet werden. Hier wurde somit ein humin säurereicher Braunwassersee mit geringem O2-Gehalt, in einen leicht basischen Klarwassersee überführt. Man kann somit von einer erfindungsgemäßen Wandlung des Ökosystems/Seetypus sprechen.So z. B. a garden pond, which is affected by environmental influences, seasonal algae growth, threatened to tip over, with the help of Method according to the invention performed in a stable state. The garden pond, which had the dimensions of approx. 5 × 8 × 1.2 m, was loaded with 200 kg limestone. In addition, a clear saturated solution added to lime water and so a pH Value set higher than 7. It was within a week Waters crystal clear and you could easily get new fish in expose to the water. This newly built ecosystem is working has been in extreme weather for two years now conditions maintenance and trouble-free. In this case to the present day on commercially available water care medium to be completely dispensed with. So here was a humin acidic brown water lake with low O2 content, in one slightly alkaline clear water lake transferred. One can therefore of a change of the ecosystem / lake type according to the invention speak.

Von Vorteil ist, wenn der Kalkstein als Granulat oder Staub zugesetzt wird. Hierdurch ist eine große Reaktionsoberfläche vorhanden, wodurch die gewünschte Reinigungswirkung schneller erhalten wird.It is advantageous if the limestone is in the form of granules or dust is added. This creates a large reaction surface present, which makes the desired cleaning effect faster is obtained.

Erfindungsgemäß kann der Kalkstein und/oder die Kalklösung dem Gewässer direkt zugeführt werden, wie bereits beispielhaft aufgezeigt. Es können aber auch mit Hilfe separater, erfin dungsgemäßer Einrichtungen Seewasser und Kalkstein und/oder Kalkwasser zusammengeführt werden und dieses Wassergemisch dann anschließend dem See zugeführt werden.According to the limestone and / or the lime solution Waters can be fed directly, as already exemplified shown. But it can also be done with the help of separate, invented facilities of seawater and limestone and / or Lime water are merged and this water mixture then be fed to the lake.

Die erfindungsgemäße Einrichtung besteht im wesentlichen aus einem mit Kalkstein gefüllten Turm, in/an dem Wasser des Sees hochgepumpt und über den Kalkstein abwärtsrieselnd geführt wird, wodurch ein "Kalkstein-Rieselturm" entsteht.The device according to the invention consists essentially of a tower filled with limestone, in / on the water of the lake pumped up and trickled down over the limestone is what creates a "limestone trickle tower".

Bei einem Teich oder See, in dem ein Springbrunnen vorhanden ist, kann z. B. die erfindungsgemäße Einrichtung aus diesem Springbrunnen bestehen, dessen Wasser über einen Kalkstein haufen rieselt bzw. plätschert.At a pond or lake where there is a fountain is, e.g. B. the device according to the invention from this Fountains exist, the water of which is over a limestone pile trickles or ripples.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention will be described in more detail below with the aid of the drawing explained.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Reaktions modells, Fig. 1 is a schematic representation of a reaction model,

Fig. 2 eine schematische Schnitt-Darstellung einer Einrich tung in erster Ausführung, als Rieselturm, und Fig. 2 is a schematic sectional view of a Einrich device in the first embodiment, as a trickle, and

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Einrichtung in zweiter Ausführung, als Springbrunnen. Fig. 3 is a schematic representation of a device in the second embodiment, as a fountain.

Aus Fig. 1 ist zu erkennen, wie am Boden eines Sees 1 sich die feste Phase 2, hier zugesetzter Kalkstein (Calzit/CaCO3), be findet. Die im Seewasser befindliche flüssige Phase 3 besteht aus Kohlendioxid, Kohlensäure, Hydrogenkarbonationen, Carbo nationen und Calziumionen, während die Gasphase 4 in Kohlen dioxid CO2 besteht. Es ist zu erkennen, daß ein chemisches Gleichgewichtsmodell zwischen Kalkstein, gelösten Carbonaten und Kohlendioxid besteht. Es löst sich nur soviel Kalk auf, bis eine gesättigte Lösung vorliegt. Dabei reagieren die ge lösten Carbonationen auch mit anderen Komponenten. Gelöstes Kohlendioxid steht im Gleichgewicht mit dem Kohlendioxid in der Gasphase (Luft).From Fig. 1 it can be seen as the solid phase 2, here of added limestone (calcite / CaCO3), be found at the bottom of a lake 1. The liquid phase 3 in the seawater consists of carbon dioxide, carbonic acid, hydrogen carbonate ions, carbonate ions and calcium ions, while the gas phase 4 consists of carbon dioxide CO2. It can be seen that there is a chemical equilibrium model between limestone, dissolved carbonates and carbon dioxide. Lime only dissolves until a saturated solution is available. The dissolved carbonate ions also react with other components. Dissolved carbon dioxide is in equilibrium with the carbon dioxide in the gas phase (air).

Im Gegensatz zum aquamarin-Verfahren nach der EP 0 818 421 A2, bei dem ein Kalk-Kohlensäuregleichgewicht in der Wasserfüllung eingestellt wird, stellt sich hier auch ein Gleichgewicht zwi schen dem CO2 der Luft und dem physikalisch gelösten CO2 im Wasser ein, das beim aquamarin-Verfahren jedoch unterbunden wird.In contrast to the aquamarine process according to EP 0 818 421 A2, with a lime-carbon dioxide balance in the water filling is set, there is also a balance between between the CO2 in the air and the physically dissolved CO2 in the Water, which is prevented in the aquamarine process becomes.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Einrichtung aus einem Rieselturm 6, der im See über min destens einem Fuß 10 oder direkt über den Unterteil seines vorzugsweise zylindrischen Gehäuses 7 steht oder (nicht dar gestellt) auf diesem schwimmend angeordnet ist. Das Gehäuse ist mit Kalkstein 2 gefüllt. Über eine Rohrleitung 8 wird Wasser aus dem See hochgepumpt und durch gelochte Rieselrohre auf die Kalksteine gerieselt. Das Wasser rieselt über die Kalksteine der gesamten Turmhöhe und gelangt an der Unterseite des Turmes erneut in diesen, jetzt aber angereichert mit CO2.In the embodiment shown in Fig. 2, the device consists of a trickle tower 6 , which stands in the lake over at least one foot 10 or directly above the lower part of its preferably cylindrical housing 7 or (not shown) is arranged floating thereon. The housing is filled with limestone 2 . Water is pumped up from the lake via a pipeline 8 and trickled onto the limestones through perforated trickle pipes. The water trickles over the limestones of the entire tower height and reaches the bottom of the tower again, but now enriched with CO2.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 besteht aus einem in einem See 1 vorgesehenen Springbrunnen 12, der aus einem Kalkstein- Haufen 13 hervorragt und dessen Wasser 14 auf den Haufen 13 auftrifft bzw. diesen berieselt. The exemplary embodiment according to FIG. 3 consists of a fountain 12 provided in a lake 1, which protrudes from a limestone heap 13 and whose water 14 hits the heap 13 or sprinkles it.

Reference list

11

See
lake

22nd

feste Phase/Kalkstein
solid phase / limestone

33rd

flüssige Gase
liquid gases

44th

Gasphase (Luft/CO2)
Gas phase (air / CO2)

55

-
-

66

Rieselturm
Trickle tower

77

Gehäuse
casing

88th

Rohrleitung
Pipeline

99

Rieselrohre
Trickle pipes

1010th

Fuß
foot

1111

-
-

1212th

Springbrunnen
fountain

1313

Kalkstein-Haufen
Limestone pile

1414

Riesel-Wasser
Trickle water

Claims

1. A process for the treatment and purification of water, in particular natural and artificial waters, characterized in that limestone ( 2 ) and / or lime solution / lime milk is added to the runaway waters ( 1 ) at a pH greater than 7 to build a stable hydrogen carbonate buffer system in which the concentration of the inorganically dissolved substances is largely determined by heterogeneous chemical reactions such as dissolution and precipitation reactions at the rock (calcite) / water interface.

2. The method according to claim 1, characterized in that the limestone ( 2 ) is added in the form of granules or dust.

3. The method according to claim 1, characterized in that a direct supply of limestone ( 2 ) and / or milk of lime takes place.

4. The method according to claim 1, characterized in that sea water and limestone and / or lime solution are brought together via separate apparatus and the water mixture is supplied to the water / lake ( 1 ).

5. Device for performing the method according to claims 1 to 4, characterized in that a limestone ( 2 ) filled trickle tower ( 6 ) is provided, in which the lake ( 1 ) water taken from above trickles over the limestone.

6. Device according to claim 5, characterized in that the trickle tower ( 6 ) in the lake ( 1 ) is provided standing or floating on this.

7. Device for performing the method according to claims 1 to 4, characterized in that a fountain ( 12 ) trickling on a limestone pile ( 13 ) is provided in the water ( 1 ).