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Die
Erfindung betrifft eine Aufbereitungsanlage für Brauchwasser
mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs.
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Wasseraufbereitungsanlagen
für Fahrzeugwaschanlagen bestehen i. d. R. aus mehreren
hintereinander geschalteten Aufbereitungseinrichtungen. Diese können
z. B. ein Abscheidesystem mit ein oder mehreren Schlammfängen
und einem Entnahmebecken sowie eine Filtereinrichtung und einen
nachgeschalteten Vorlagebehälter aufweisen, in dem das aufbereitete
und gereinigte Waschwasser der Waschanlage vorgehalten wird. Fahrzeugwaschanlagen
werden intermittierend betrieben, wobei Pausen entstehen, in denen
kein aufbereitetes Waschwasser angefordert wird und somit auch der
Aufbereitungskreislauf steht. Dabei kommt es, insbesondere in der
warmen Jahreszeit, schnell zu einer starken Geruchsbildung durch
die Vermehrung anaerober Mikroorganismen im Brauchwasser, Vorlagetank
und in der Filtereinrichtung. Dieses Problem wurde bislang durch
die Zugabe von Entkeimungschemikalien oder geruchsmindernden Stoffen
behandelt, die bei hohen Kosten meist nur eine eingeschränkte
Wirkung zeigten und sich außerdem an anderer Stelle im Wasserkreislauf
störend auswirkten.
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Die
GB 2 385 812 A befasst
sich mit einem Gitterreinigungsteil für Zyklon-Staubreinigungsgeräte.
Dies ist ein Vakuumreiniger, bei dem der Zyklon-Staubsammler mit
dem besagten Gitter eingesetzt werden soll. Durch das Gitter tritt
die kontaminierte Luft, wobei sich Partikel am Gitter absetzen und
später wieder auf einfache Weise entfernt werden sollen.
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GB 2 082 941 A zeigt
eine Schmutzwasserscheideanlage mit einer Wirbelkammer, einer Schmutzwassereinleitung
und einem zentralen Konus. Von rohem Schmutzwasser werden in einer
Vorreinigung schwere Schmutzstoffe einerseits und schwimmfähige
Schmutzstoffe andererseits abgetrennt. Die Schmutzwassereinleitung
sorgt für einen Wirbel, aus dem die schweren Feststoffe
nach unten in eine Sammelkammer abfallen. Die leichteren Schmutzstoffe
lagern sich an der Konuswand an, wandern dort nach oben und fallen
durch einen zentralen Kanal im Konus in einer zweiten Abflussströmung
ebenfalls nach unten.
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Auch
bei der
GB 2 293 993
A steht eine Wirbelseparation von Feststoffen aus Schmutzwasser im
Vordergrund ähnlich wie beim vorgenannten Stand der Technik.
Die Besonderheit ist hier ein Schirm am Kammerdach in der Art eines
Filters.
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Die
DE 31 30 597 A1 betrifft
eine biologische Aufbereitung von Abwasser, wobei in einen abgezweigten
Flüssigkeitsstrom extern Gas bzw. Luft eingetragen und
der angereicherte Teilstrom dann wieder in der Nähe des
Behälterbodens dem Flüssigkeitsreservoir zugeführt
wird.
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Die
DE 201 00 070 U1 offenbart
eine Wasseraufbereitungsanlage mit einer langsamen mäandrierenden
Abwasserströmung, die durch bodenseitige Membranbelüfter
belüftet wird, um ein Anwachsen des biologischen Rasens
zu ermöglichen.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine bessere Aufbereitungstechnik
aufzuzeigen.
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Die
Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch.
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Die
beanspruchte Belüftungseinrichtung hat verschiedene Vorteile.
Einerseits kann durch den Strömungserzeuger eine umlaufende
Brauchwasserströmung in einem Behälter mittels
eines Flüssigkeitsstrahls erzeugt werden, die eine Sedimentation von
Feststoffen nicht behindert und andererseits eine nachhaltige Belüftung
des Brauchwassers begünstigt. Über einen Flüssigkeitsstrahl
kann einerseits die Strömungsenergie und andererseits ein
zur Belüftung geeignetes Gas, insbesondere Umgebungsluft oder
Sauerstoff, zugeführt werden. Eine Injektoranordnung begünstigt
dabei eine feinperlige Gasblasenbildung, die für Pumpen
unschädlich ist und die für eine erhöhte
Gas- bzw. Sauerstoffkonzentration im Brauchwasser sorgen kann. Die
kleinen Gasblasen steigen nur langsam im Brauchwasserbad auf und
können mit dem Wasser im Strömungsbereich abgesaugt
werden. Das hierbei besonders gut belüftete und abgesaugte
Brauchwasser kann in unterschiedlicher Weise weiterverwendet werden.
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Die
Durchströmung und feinperlige Belüftung des Brauchwasserbades
verhindert zuverlässig das Wachstum anaerober Mikroorganismen
und die Geruchsbildung. Die Belüftungseinrichtung erfordert nur
einen geringen Bau-, Steuerungs-, Montage- und Platzaufwand. Sie
bietet lange Laufzeiten und einfache und kostengünstige
Möglichkeiten der Störungsbehebung. Sie ermöglicht
auch einen einfachen Zugang im Behälter. Außerdem
kann sie den Anfordernissen entsprechend gesteuert oder geregelt
werden. Die Wartung und Reinigung kann vereinfacht werden, insbesondere
bei Einsatz eines biologischen Belebungsreaktors mit Fest- oder
Schwebebett, wobei letzteres im Schwimm- oder Schwebezustand durch
eine turbulente Chaosströmung gereinigt werden kann, wobei
zugleich durch Sedimentation das Microbengut gesammelt und kontrolliert
abgeführt werden kann.
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Die
beanspruchte Belüftungstechnik hat den Vorteil, dass Entkeimungschemikalien
oder dgl. zur Geruchsunterdrückung vollständig
entfallen können. Die Geruchsbildung wird zuverlässig
verhindert bei gleichzeitig geringeren Betriebskosten der Wasseraufbereitung.
Die Wasserqualität wird verbessert.
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Die
dank der Injektionstechnik oder einer anderen Zugabetechnik feindispergierten
Gasblasen haben eine geringe Steiggeschwindigkeit und eine längere
Verweildauer im Brauchwasserbad, was zu einer höheren Sauerstoffsättigung
und einer gleichmäßigen Verteilung des Sauerstoffs
führt. Eine kontrollierte Strömung ist für
die Verteilung ebenfalls günstig und kann zusammen mit
der kontrollierten Belüftung mit einem Gerät erzielt
werden.
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Es
ist aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt, Tellerbelüfter
am Boden eines Entnahmebeckens einzubauen, was allerdings eine tiefe
Einbausituation und entsprechende Füllstandshöhe
erfordert, damit überhaupt eine Sauerstofflösung
im Brauchwasser stattfindet. Hierdurch wird andererseits abgesetzter
Schmutz oder Schlamm aufgewirbelt, der die Brauchwasserqualität
negativ beeinträchtigt. Negativ auf die Sauerstofflösung
im Wasser wirken sich neben der unzureichenden Füllstandshöhe
und Einwirkzeit der Luftblasen auch der geringe Überdruck
der üblicherweise eingesetzten Verdichter aus, der auf
der anderen Seite vergrößerte Einbautiefen verhindert.
Zudem werden relativ große Luftblasen erzeugt, die einerseits
schnell aufsteigen, was für die Sauerstofflösung
ungünstig ist und die andererseits nicht von angeschlossenen
Pumpen angesaugt werden dürfen, da sonst eine Beeinträchtigungs-
oder Beschädigungsgefahr für die Pumpen und die
nachfolgend angeschlossenen Systeme besteht. Tellerbelüfter
sorgen außerdem für vertikale Turbulenzen, welche
die Steiggeschwindigkeit der Luftblasen zusätzlich erhöhen
und die Sauerstoffaufnahme im Wasser negativ beeinflussen. Der erzielbare
Belüftungseffekt ist daher unzureichend, wobei außerdem
die Wasserqualität negativ beeinflusst wird.
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Mit
der beanspruchten Belüftungstechnik können diese
Probleme umgangen werden. Die umlaufende Strömung belastet
nicht den sedimentierten und zentral sich sammelnden Schlamm. Übermäßige Turbulenzen
werden vermieden. Insbesondere kann eine zyklisch an den Behälterseitenwänden
umlaufende und im wesentlichen horizontale Strömung erzielt
werden, die für die Gaslösung vorteilhaft ist
und die ein vorzeitiges Aufsteigen der kleinen Gasbläschen
sowie deren Agglomeration zu größeren Gasblasen
verhindert. Mit der Belüftungseinrichtung und dem Strömungserzeuger
kann auch eine chaotische Brauchwasserströmung erzeugt
werden, die zu Reinigungszwecken eingesetzt werden kann, insbesondere
für einen evtl. eingebauten biologischen Belebungsreaktor.
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Die
Belüftungseinrichtung kann für sich allein betrieben
werden. Sie kann auch mit dem erwähnten biologischen Belebungsreaktor
kombiniert werden.
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Die
beanspruchte Belüftungstechnik kann grundsätzlich
mit unterschiedlichsten Arten von Wasseraufbereitungsanlagen kombiniert
werden. Sie lässt sich auch an bestehenden Anlagen nachrüsten. Die
angeschlossene Waschanlage kann von beliebiger Art und Ausbildung
sein. Die Belüftungseinrichtung kann einen oder mehrere
Injektoren aufweisen, die bedarfsweise einzeln oder gruppenweise
geschaltet werden können. Hierbei ist auch eine bedarfsweise
Steuerung oder Regelung möglich, z. B. über ein
einstellbares Zeitintervall. Die Laufzeit kann ferner an den Waschbetrieb
gekoppelt werden. Dies ist besonders sinnvoll und energiesparend,
da bei starkem Waschaufkommen in einer Fahrzeugwaschanlage über
die Waschbürsten ohnehin eine starke Belüftung
und Gasanreicherung im Waschwasser stattfindet, was eine Reduzierung
der Belüftungsleistung in der Aufbereitungsanlage ermöglicht.
Hierbei ist eine intelligente Anpassung an die Waschanlage möglich.
Andererseits kann eine Steuerung oder Regelung der Belüftungseinrichtung
nach dem gemessenen Sauerstoffgehalt oder ggf. auch nach dem Bewuchs
oder der Verschmutzung eines biologischen Belebungsreaktors erfolgen.
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Das
gas- bzw. sauerstoffreiche belüftete Brauchwasser lässt
sich vorteilhaft für weitere Zwecke einsetzen. Es kann
insbesondere einer nachgeschalteten mechanischen Filtereinrichtung
mit einem Kiesbett und/oder einem Sandbett zugeführt werden. Hierdurch
kann erreicht werden, dass der Filter außer seiner Filterwirkung
zusätzlich eine biologische Reinigungswirkung zeigt und
zum aeroben, biologischen Festbett mit Mikroorganismen wird. Die
feindispergierten Luftanteile im Brauchwasser werden von der Pumpe
im Entnahmebehälter, der sog. Filterpumpe, angesaugt und
durch den Filter gedrückt. Durch den hohen Filterdruck
und die feinste Verteilung findet eine gute Sauerstofflösung
im Brauchwasser statt. Der Filter bietet hierbei die Stelle mit
dem höchsten biologischen Wachstum. Die im Filtermedium
wachsende Biomasse verdichtet das Filterbett aus Kies oder Sand
derart, dass eine wesentlich bessere Filterwirkung erzielt wird.
Bei evtl. Rückspülungen kann die Biomasse zurück
in die Abscheideeinrichtung bzw. in einen Schlammfang geführt
werden. Durch die bessere Reinigungsleistung wird das Brauchwasser
sauberer. Die Sauerstoffzehrung vermindert sich und der Sauerstoffgehalt
im aufbereiteten Brauchwasser bleibt stabil auf einem hohen Niveau.
Eine Geruchsbildung durch Sauerstoffmangel kann vermieden werden.
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Die
beanspruchte Aufbereitungstechnik bietet eine optimale Kombination
verschiedener Aufbereitungsmechanismen mit Sedimentation, Belüftung, biologischer
Aufbereitung und mechanischer Filterung. Hierbei kann eine biologische
Aufbereitung in die Belüftung und die Filterung integriert
oder eigenständig zwischen diesen oder an anderer Stelle
angeordnet sein.
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Die
beanspruchte Aufbereitungstechnik bietet ferner eine Ausgestaltung
der Filtereinrichtung, die den Verbrauch an elektrischer Energie
deutlich senkt bei gleichzeitig erheblich besserer Wasserqualität.
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Die
integrierte Brauchwasserbelüftung in geschlossenen Brauchwasserkreisläufen
erreicht ihre maximale Wirkung bei einer permanenten Umwälzung.
Hierbei besteht die Gefahr eines hohen Energieverbrauchs. Die erfindungsgemäße
Aufbereitungstechnik verhindert dies durch einen leistungsgeregelten
Betrieb der Filterpumpe, ggf. in Verbindung mit einer Mengeregulierung
mittels Messeinrichtungen, insbesondere analoger oder digitaler Füllstandssensoren,
in einem Vorlagebehälter. Die Aufbereitungstechnik kann
dadurch besonders energiesparend arbeiten und an die bestehenden
Anforderungen an die Aufbereitungsanlage hinsichtlich Qualität
und Menge des aufbereiteten Wassers anpassen. Ventile zum Steuern
einer Umwälzfunktion sowie Drosseleinrichtungen zur Begrenzung
der Pumpenleistung können entfallen. Durch die verlustarme
Leistungsregelung, insbesondere mittels Wechselstrommotoren mit
Frequenzumrichter, sind Energieeinsparungen von bis zu 80% gegenüber
ungeregelten Betriebsweisen möglich. Ein weiterer Vorteil
ergibt sich durch die geringere mechanische und hydraulische Belastung
der Pumpe und der nachgeschalteten Systemkomponenten.
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Weitere
Vorteile ergeben sich durch die schonende und sanfte Betriebsweise
der Filtereinrichtung. Diese kann kontinuierlich und im wesentlichen
ohne Unterbrechung durchströmt werden. Bei den gleichmäßigen
und niedrigen Volumenströmen wird der feine, di Filterwirkung unterstützende
Filterkuchen der Filtereinrichtung weder stark verdichtet, noch
durch evtl. Druckstöße beim Ein- und Ausschalten
der Filterpumpe zerstört. Die Folge ist eine wesentlich
höhere Standzeit der Filtereinrichtung und eine signifikant
verbesserte Wasserqualität. Durch die permanente Durchströmung
wird der Filter auch stets mit sauerstoffreichem Wasser beschickt,
sodass eine Geruchsbildung vermieden und die Wasserqualität
gegenüber vorbekannten Anlagen verbessert wird.
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Des
weiteren können bei neuen Aufbereitungsanlagen die eingesetzten
Pumpen eine Leistungsstufe niedriger ausgelegt werden. Kurzzeitige Maximalbelastungen,
wie sie z. B. bei einer Rückspülung auftreten,
können durch eine Überdrehzahl (z. B. 60 Hz) abgedeckt
werden.
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Die
beanspruchte Aufbereitungstechnik bietet außerdem Vorteile
bei der Ausgestaltung eines evtl. mit der Belüftung kombinierten
biologischen Belebungsreaktors. Dieser kann ein Schwebebett oder ein
Festbett aufweisen, wobei die Belüftungseinrichtung hieran
optimal in ihrer Lage, Ausrichtung und Funktion angepasst werden
kann. Die hochwirksame Belüftung verhindert das Wachstum
von anaeroben Mikroorganismen und unterstützt die zum biologischen
Abbau organischer Stoffe erwünschten aeroben Mikroorganismen.
Diese vorteilhaften Effekte kommen sowohl beim durchströmten
Filter, als auch bei dem mit der Belüftungseinrichtung
in einem gemeinsamen Behälter kombinierten biologischen
Belebungsreaktor zum tragen.
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Dank
der beanspruchten Aufbereitungstechnik hat das Fest- oder Schwebebett
eine maximale Leistung. Es lässt sich außerdem
besonders leicht handhaben und warten, insbesondere bei Bedarf reinigen.
Die Belüftungseinrichtung mit den Injektoren kann von oben
her wartungs- und montagegünstig in den Belebungsreaktor
eingebaut werden, wobei das Festbett hierfür geeignete Öffnungen
haben kann. Die Pumpen des Strömungserzeugers können
wartungsgünstig relativ weit oben im Bereich der Oberfläche
des Brauchwasserbades angeordnet sein, wobei die Ansaugstellen mit
einem entsprechenden Filterkorb tiefer und im gasreichen Wasser-
und Strömungsbereich angeordnet werden können.
Hierfür ist eine Injektorausbildung durch ihre schlanke
Bauform besonders günstig. Die Umwälz- und Belüftungsströmung
kann unterhalb oder innerhalb des Fest- oder Schwebebetts erzeugt
werden, sodass für die aeroben Mikroorganismen ein optimales
Milieu entsteht. Zugleich kann eine wirksame Abschirmung gegenüber
dem bodenseitig abgesetzten Schlamm erzielt werden, ggf. durch eine
eingebaute Abdeckung.
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In
den Unteransprüchen ergeben sich weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung.
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Die
Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch
dargestellt. Im einzelnen zeigen:
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1:
einen Schemaschaltplan einer Aufbereitungsanlage in Verbindung mit
einer Waschanlage;
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2 und 3:
Schemapläne einer mehrstufigen Variante der Anlagenkonfiguration
von 1,
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4:
einen Schemaschaltplan einer Aufbereitungsstufe der Aufbereitungsanlage
gemäß 2 und 3,
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5:
einen hinsichtlich der Funktionseinheiten stärker aufgegliederten
Schemaplan gemäß 4,
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6:
eine Prinzipdarstellung einer Belüftungseinrichtung,
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7:
eine Belüftungseinrichtung in Verbindung mit einem Behälter
und einer Leistungsregelung der Pumpe,
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8:
einen Anlagen- und Pumpenschaltplan mit Leistungsregelung,
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9:
einen Behälter mit einer Kombination einer Belüftungseinrichtung
und eines biologischen Belebungsreaktors,
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10 bis 12:
verschiedene Schemadarstellungen für Schaltmöglichkeiten
und Strömungsausbildungen der Belüftungseinrichtung,
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13:
eine Schemadarstellung einer Filtereinrichtung und
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14:
ein Leistungs- und Energiediagramm.
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Die
Erfindung betrifft eine Aufbereitungsanlage (3) für
Brauchwasser (48) sowie ein Verfahren zur Brauchwasseraufbereitung.
Dieses Verfahren und die eingesetzten Komponenten der Aufbereitungsanlage
(3) können mehrgliedrig sein, wobei die einzelnen
Teile eigene erfinderische Bedeutung haben und in der Kombination
zur Optimierung der Aufbereitungsanlage (3) und des Aufbereitungsverfahrens
beitragen.
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1 zeigt
schematisch eine Behandlungsanlage (1) •für
Brauchwasser (48), welches aus einer Waschanlage (2)
stammt. Die Waschanlage (2) kann beliebiger Art sein. Im
gezeigten und bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es
sich um eine Fahrzeugwaschanlage, die z. B. als Portalwaschanlage, Autowaschstraße
oder als Taktanlage sowie ggf. als Polieranlage ausgebildet sein
kann. Das verschmutzte Brauchwasser wird in einem Sammler (16)
aufgefangen und über eine Rückführleitung
(24) in die Aufbereitungsanlage (3) eingespeist.
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Die
Aufbereitungsanlage (3) kann eine oder mehrere Aufbereitungsstufen
(17, 18, 19, 20) aufweisen.
In der gezeigten Ausführungsform von 1 ist eine
erste und ggf. einzige Aufbereitungsstufe (17) für
die Aufbereitung und Reinigung des zum Waschen in der Anlage (2)
benutzten Wasch- oder Brauchwassers dargestellt. Hierbei kann ggf.
eine zweite Aufbereitungsstufe (20) für die Entsorgung angeschlossen
und mit einer Abwasserabgabe (6), z. B. dem öffentlichen
Kanalnetz, verbunden sein. Die Aufbereitungsstufe (20)
kann eine einteilige oder mehrteilige Aufbereitungseinrichtung (29)
aufweisen, die z. B. einen Koaleszenzabscheider (37) und
eine Probennahme (36) besitzt.
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Die
Aufbereitungsstufe (17) kann mehrgliedrig sein und verschiedene
Aufbereitungsprozesse bieten, z. B. Abscheidung, Belüftung,
mechanische Filterung und ggf. biologische Aufbereitung des Brauchwassers
(48). Am Ende liegt gereinigtes und aufbereitetes Waschwasser
in einem Vorlagetank (30) vor und kann von hier über
eine Zuführleitung (21) der Waschanlage (2)
an einer oder mehreren Stellen zugeführt werden, insbesondere
zu den verschiedenen Waschstationen. Zur Frischwasserversorgung
können ein oder mehrere Anschlüsse (5) vorhanden
sein, von denen z. B. einer am Vorlagebehälter (30)
angeschlossen ist und ein anderer an der Spülstation der
Waschanlage (2).
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Die
Aufbereitungsanlage (3) kann mindestens eine Steuerung
(4) für ihre Komponenten, insbesondere die ein
oder mehreren Aufbereitungsstufen (17, 18, 19, 20)
und deren Aufbereitungseinrichtungen (25, 26, 27, 28, 29)
aufweisen. Die Steuerung (4) beaufschlagt insbesondere
eine oder mehrere Pumpen (35, 57) in der Aufbereitungsanlage
(3). Sie kann auch mit der Waschanlage (2) verbunden
sein.
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Die
Aufbereitungsanlage (3) kann mindestens einen internen
und geschlossenen Brauchwasserkreislauf mit einer Umwälzeinrichtung
(77) besitzen. Hierbei kann z. B. bei Bedarf gereinigtes Brauch-
oder Waschwasser aus dem Vorlagetank (30) über
eine Leitung (78) hin zum Eingang der Aufbereitungsstufe
(17) und beispielsweise in die Rückführleitung
(24) zugeführt werden.
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Die
Aufbereitungsstufe (17) kann zur Durchführung
der vorgenannten Prozesse eine oder mehrere Aufbereitungseinrichtungen
(25, 26, 27, 28) aufweisen,
die z. B. in Reihe geschaltet sind. Deren Anordnung und Reihenschaltung
ist beliebig. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele
hierfür dargestellt.
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Eine
in der Reihenfolge z. B. erste Aufbereitungseinrichtung (25)
kann einen Abscheider darstellen und einen oder mehrere durch Verbindungsleitungen
(33), z. B. Überläufe, verbundene Schlammfänge
(38, 39) für Grobteile und Feinteile
aufweisen. Deren Behältervolumen kann in etwa gleich groß wie der
Umlauf-Volumenstrom des Brauchwassers sein. Der anfallende Schlamm
kann in üblicher Weise aus den Schlammfängen (38, 39)
entsorgt werden.
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Der
Abscheidung kann eine Brauchwasserbelüftung nachgeschaltet
sein. Hierfür ist eine Aufbereitungseinrichtung (27)
vorhanden, die eine besondere Belüftungseinrichtung (42)
beinhalten kann, welche für eine feinperlige Belüftung
und für eine gezielte Strömungserzeugung in einem
Behälter (41) sorgt. Die Belüftungseinrichtung
(42) hat eigenständige erfinderische Bedeutung
und kann auch mit anderen konventionellen Aufbereitungsanlagen und
deren Komponenten kombiniert werden.
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Die
besondere Belüftungstechnik ermöglicht es ferner,
das belüftete Brauchwasser (27) einer nachgeschalteten
Aufbereitungseinrichtung (28) zur mechanischen Wasseraufbereitung,
insbesondere zur Filterung, zuzuführen. Diese weist eine
Filtereinrichtung (45) auf, die mindestens ein körniges
Filterbett (66) aus Filterkies und/oder Filtersand aufweist.
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Die
Aufbereitungsstufe (17) bzw. die Aufbereitungsanlage (3)
kann auch eine biologische Abwasseraufbereitung mit einer Aufbereitungseinrichtung
(26) besitzen. In den gezeigten Ausführungsformen
ist diese biologische Aufbereitungseinrichtung (26) mehrteilig
und kann sich gemäß 4 sowohl
in den Bereich der Belüftung, als auch in dem Bereich der
Filterung erstrecken. Dies hat ebenfalls eigenständige
erfinderische Bedeutung.
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Aus
der Filterung und der Aufbereitungseinrichtung (28) wird
das gereinigte Brauchwasser (48) in den Vorlagetank (30)
gepumpt. Dieser kann z. B. gemäß 1 auch
einen Anschluss nebst Pumpe zur Verbindung mit der Aufbereitungseinrichtung
(20) bzw. der Wasserabgabe (6) haben.
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Das
feinperlig mit einem geeigneten Gas, beispielsweise der Umgebungsluft,
extrahiertem Sauerstoff oder dergleichen belüftete Brauchwasser (48)
durchströmt kontinuierlich und vorzugsweise permanent die
filternde Aufbereitungseinrichtung (28). Der Volumenstrom
kann mit einer verlustarmen oder verlustfreien Leistungsregelung
(71) gekoppelt sein, wie dies in 7 und 8 schematisch
dargestellt ist und ebenfalls eigenständige erfinderische Bedeutung
hat. Hierbei können eine oder mehrere Pumpen (35, 57)
mit veränderlichen Drehzahlen und dabei optimiertem Energieverbrauch
betrieben werden, wodurch der Volumenstrom dem Anlagenbedarf und
dem Waschwasserbedarf angepasst werden kann. Das Brauchwasser wird
im geschlossenen Brauchwasserkreislauf (77) permanent belüftet
und gereinigt, wodurch eine maximale Aufbereitungs- und Wasserqualität
erreicht und eine Geruchsbildung vermieden werden kann.
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Die
in 1 angedeutete und abgesehen von der Entsorgungsaufbereitung
einstufige Aufbereitungsanlage (3) kann alternativ mehrstufig
gemäß 2 und 3 ausgebildet
sein, wobei 4 und 5 Schaltschemata
einer ersten Aufbereitungsstufe (17) darstellen.
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Die
Aufbereitungsanlage (3) kann z. B. eine erste Aufbereitungsstufe
(17) für die Grobreinigung, eine nachgeschaltete
Aufbereitungsstufe (18) für die Feinreinigung
und eine dritte Aufbereitungsstufe (19) für die
Klarreinigung des Brauchwassers (48) aufweisen. Aus den
Aufbereitungsstufen (17, 18, 19) kann Brauchwasser
mit unterschiedlichen Eigenschaften, z. B. unterschiedlicher Aufbereitungs-
und Reinigungsqualität und ggf. auch unterschiedlicher
Menge bereit gestellt werden. Die Aufbereitungsstufen (17, 18, 19)
können über eigenständige Zuführleitungen (21, 22, 23)
und ggf. Vorlagebehälter (30, 31, 32)
mit unterschiedlichen Waschverbrauchern (7, 8, 9)
einer ebenfalls mehrteiligen Waschanlage (2) verbunden werden.
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Hierdurch
kann z. B. einem Waschverbraucher (7) für die
Grobwäsche Brauchwasser mit einer ersten Reinigungsqualität,
dabei aber großer Menge, aus der Grobreinigungsstufe (17,)
zugeführt werden. Der Waschverbraucher (7) kann
z. B. eine manuelle oder maschinelle Hochdruckwäsche oder
Vorwäsche, eine Vorberieselung, eine Unterbodenwäsche und/oder
eine Radwäsche in beliebiger Kombination und Anordnung
beinhalten.
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In
einem zweiten Waschverbraucher (8), der z. B. für
die Bürstenwäsche in einer geeigneten Bürstenstation
zuständig ist, kann Waschwasser mit einer höheren
Reinigungsqualität und geringerer Menge aus der zweiten
Aufbereitungsstufe (18) für die Feinreinigung
zugeführt werden.
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Aus
der dritten Aufbereitungsstufe (19) für die Klarreinigung
kann Waschwasser mit maximaler Aufbereitungs- und Reinigungsqualität
bei ggf. im Vergleich kleinster Menge an einen Waschverbraucher
(9), z. B. mit einer Spüleinrichtung, geliefert
werden. Dadurch kann abweichend von den bisherigen Gepflogenheiten qualitativ
hochwertiges aufbereitetes Waschwasser zum Spülen der Fahrzeuge
(47) und ggf. auch zur Beigabe von Trocknungsmitteln, Wachs
oder dgl. eingesetzt werden.
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5 bis 10 verdeutlichen
die Besonderheiten der Aufbereitungseinrichtung (27) und
ihrer Belüftungseinrichtung (42). Diese weist
einen Strömungserzeuger (49) auf, der mittels
eines Flüssigkeitsstrahls (53) für eine
gezielte Brauchwasserströmung (50) in einem Behälter
(41), z. B. einem Entnahmebehälter hinter der
Abscheidestufe, sorgt. Dies kann eine umlaufende oder chaotische
Brauchwasserströmung (50) sein, was nachfolgend
näher erläutert wird. Die umlaufende Brauchwasserströmung
(50) kann eine kreisförmige und horizontale Bewegungskomponente
aufweisen. Vorzugsweise wird eine an der seitlichen Behälterwand
(74) eines z. B. zylindrischen oder prismatischen Behälters
(41) umlaufende Kreisströmung erzeugt, die im
wesentlich horizontal und wandnah verläuft. Im Innenbereich
des Brauchwasserbads (48) kann relative Ruhe herrschen,
sodass hier eine Sedimentation von Feststoffen aus dem Brauchwasser
(48) nicht behindert wird. Außerdem wird ein am
beispielsweise schrägen oder trichterförmigen
Behälterboden (73) angesammelter Schlamm (44)
nicht aufgewirbelt.
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Wie 6, 7 und 9 verdeutlichen, wird
der im Brauchwasserbad (48) eingeleitete Flüssigkeitsstrahl
(53) schräg abwärts gerichtet. Sein Neigungswinkel α gegen
die Horizontale der Badoberfläche kann z. B. ca. 45° betragen.
Der Flüssigkeitsstrahl (53) kann ferner längs
oder tangential zur seitlichen Behälterwand (74)
gerichtet sein, um die vorerwähnte umlaufende Brauchwasserströmung (50)
und insbesondere die rotierende Kreisströmung zu erzeugen,
für die in 11 und 12 zwei
Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Ein oder mehrere Flüssigkeitsstrahlen
(53) können quer zur Behälterseitenwand
(74) gerichtet sein, wodurch sich eine in 10 gezeigte
Chaosströmung (63) mit starker Verwirbelung im
Brauchwasserbad (48) erzielen lässt.
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Wie 7 und 9 bis 12 verdeutlichen,
können im Behälter (41) an mehreren Stellen Flüssigkeitsstrahlen
(53) mit gleicher oder unterschiedlicher Orientierung in
das Brauchwasserbad (48) eingeleitet werden. Dies können
z. B. zwei schräge und tangential gleichsinnig gerichtete
Flüssigkeitsstrahlen (53) und ein dritter quergerichteter Flüssigkeitsstrahl
sein. Die Flüssigkeitsstrahlen (53) lassen sich
einzeln schalten und ggf. auch steuern oder regeln.
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Die
Belüftungseinrichtung (42) bewirkt ferner einen
feinperligen Gaseintrag in das Brauchwasserbad (48). Dies
geschieht im gezeigten Ausführungsbeispiel mittels der
ein oder mehreren Flüssigkeitsstrahlen (53). Hierfür
weist der Strömungserzeuger (49) bzw. die Belüftungseinrichtung
(42) ein oder mehrere Belüftungseinheiten in Form
von Injektoren (56, 56', 56'') auf, die
mittels einer Pumpe (57) von geeigneter Stelle Wasser oder
eine andere Flüssigkeit ansaugen. Dies kann z. B. Brauchwasser
aus dem Behälter (41) oder von anderer Stelle
sein. Das angesaugte Wasser wird durch einen Düsenkörper mit
Injektionswirkung gedrückt, wobei mittels einer externen
und nach außen geführten Luftzufuhr (55) ein
geeignetes Gas, z. B. Umgebungsluft, aufbereiteter Sauerstoff oder
dgl. durch den Strömungsunterdruck zugeführt wird.
Umgebungsluft wird vorzugsweise aus dem Technikraum der Waschanlage
(2) oder von anderer außenliegender Stelle angesaugt, sodass
der Sauerstoffgehalt und der Druck im Behälter (41)
vorzugsweise konstant bleiben können.
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Die
Injektoren (56, 56', 56'') sind versenkt und
in Tauchstellung im Brauchwasserbad (48) angebracht. Die
Pumpe (57) kann relativ weit oben und im Bereich der Badoberfläche
angeordnet sein. An einem Pumpenhalter aus Edelstahl wird an der
Unterseite die ebenfalls aus Edelstahl bestehende Tauchpumpe und
an der Oberseite des Halters der Rohrbogen und der angeschlossene
Injektor (56, 56', 56'') befestigt. Die
Ansaugstelle (54) der Pumpe (57) kann tiefer liegen
und von einem Ansaugkorb bzw. Saugfilter umgeben sein. Die Pumpen
(57) können eigene Ansaugstellen (54)
oder eine gemeinsame Ansaugstelle (54) haben.
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Durch
die Gasinjektion wird besonders feinperliges und fein dispergiertes
Gas in kleinen Gasblasen in das Brauchwasser (48) eingetragen
und fein verteilt. Es wird in der Umlaufströmung (50)
mitgerissen und bleibt in dieser längere Zeit. Durch die
relativ lange Wegstrecke am Behälterumfang, die z. B. ca.
6 m betragen kann, können Gas- oder Luftblasen, die sich
aus der Dispersion agglomeriert haben, aufsteigen und gefährden
die Einbauten und insbesondere die Pumpen (57) nicht. Die
Ansaugstellen (54) befinden sich an Bad- und Strömungsstellen,
an denen die kleinen Gasblasen noch vorliegen, sodass das hier angesaugte
und feinperlig belüftete Brauchwasser (48) die
Pumpen (57) nicht beschädigt. Dies gilt auch für
die Pumpe (35), die aus dem Behälter (41)
das Brauchwasser (48) absaugt und über eine Leitung (33)
in die filternde Aufbereitungseinrichtung (28) liefert.
In den Zeichnungen sind die kleinen und feinst dispergierten Luftblasen
mit der Bezugsnummer (51) bezeichnet. Die größeren
und agglomerierten Luftblasen, die schneller zur Badoberfläche
aufsteigen, tragen die Bezugsnummer (52).
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Die
Belüftungseinrichtung (42) kann unterschiedlich
ausgebildet und angeordnet sein. In der einen Ausführungsform
erfolgt in der Aufbereitungseinrichtung (27) und im Behälter
(41) nur eine Belüftung des Brauchwassers (48),
wie dies in 7 dargestellt ist. In der anderen
Ausführungsform gemäß 9 kann
die Belüftung mit einer biologischen Wasseraufbereitung
kombiniert werden, wobei im Behälter (41) zusätzlich
ein biologischer Bewegungsreaktor (43) angeordnet ist.
-
Bei
der in 7 dargestellten reinen Belüftung wird
der Flüssigkeitsstrahl (53) im oberen Bereich
des Brauchwasserbads (48) eingeleitet, wobei die Ansaugstelle
(54) darunter angeordnet ist und sich im Bereich der erzeugten
Umlaufströmung (50) und der kleinen Gasperlen
(51) befindet. Dieser Strömungs- und Ansaugbereich
befindet sich oberhalb des Schlamms (44). Dazwischen kann
eine sedimentationspermeable Abdeckung (75) angeordnet
sein, die eine Sedimentation zulässt und andererseits eine Strömungsbeeinflussung
und Verwirbelung des Schlamms (44) verhindert. Die Abdeckung
(75) kann z. B. aus einem horizontalen Edelstahlgitter
bestehen, das am Übergang des schrägen oder trichterförmigen
Behälterbodens (73) in die Behälterseitenwand
(74) angeordnet ist.
-
Bei
der Variante von 9 mit der biologischen Aufbereitung
kann der Belebungsreaktor (43), der einen Teil der biologischen
Aufbereitungseinrichtung (26) darstellen kann, im Behälter
(41) knapp unterhalb der Badoberfläche in Tauchstellung
angeordnet sein. Der Belebungsreaktor (43) kann einen oder mehrere
Bioreaktoren aufweisen, die z. B. als Festbett (58) oder
als Schwebebett (59) ausgebildet sind. Diese Betten enthalten
stoffig verbundene oder zu Schwimmkörpern kombinierte poröse
Körper aus einem für die Anlagerung von aeroben
Mikroben günstigen Material und werden vom Brauchwasser
(48) durchströmt. Der oder die Flüssigkeitsstrahlen
(53) können innerhalb oder unterhalb der Betten
(58, 59) eingeleitet werden. Die Betten (58, 59)
enden mit Abstand oberhalb des Schlamms (44) und der Abdeckung
(75), so dass sich dazwischen die Umlaufströmung
(50) mit den feinen Gasperlen (51) ausbilden kann,
die allmählich und ggf. unter Bildung größerer Gasperlen
(52) nach oben steigen und ein für das Mikrobenwachstum
günstiges Brauchwassermilieu im Bett (58, 59)
bilden. Der sich ablagernde Belebtschlamm (44) kann über
ein Saugrohr (79) abgesogen und über eine Schlammrückführung
(34) der Abscheidung bzw. dem Eingang der Aufbereitungsanlage
(3) wieder zugeführt werden.
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In 9 sind
der Darstellung halber ein Festbett (58) und ein Schwebebett
(59) nebeneinander im gleichen Behälter (41)
gezeigt. Das Festbett (58) kann einen oder mehrere Öffnungen
(76) zur Aufnahme von Teilen der Belüftungseinrichtung
(42), z. B. der Pumpe (57), der Leitung und des
tiefliegenden Injektors (56', 56'') nebst Luftzuführung
(55) aufweisen. Bei den Betten (58, 59)
kann die Feinperligkeit der Gasblasen weitgehend erhalten bleiben,
so dass die Ansaugstellen (54) bzw. die Saugkörbe
oder Saugfilter in Abweichung von 7 relativ
weit oben nahe der Badoberfläche angeordnet sein können.
Auch hierfür kann die Öffnung (76) dienen.
Der Behälter (41) kann außerdem einen
oder mehrere Einstiege aufweisen. Die Teile der Belüftungseinrichtung
(42) können ggf. gemeinsam an einem Deckel des
Behälters (41) angeordnet und mit diesem aus dem
Behälterinnenraum herausnehmbar sein.
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10 bis 12 zeigen
verschiedene Strömungsausbildungen. Die Injektoren (56, 56', 56'')
können einzeln geschaltet und ggf. in ihrer Leistung gesteuert
oder geregelt werden. Wenn alle Injektoren (56, 56', 56'')
gemeinsam eingeschaltet sind und tangential sowie quer gerichtete
Flüssigkeitsstrahlen (53) emittieren, die gegeneinander
oder quer zueinander gerichtet sind, entsteht die in 10 dargestellte
turbulente Chaosströmung (63), die das Brauchwasserbad
(48) kräftig durchwirbeln kann. Dies kann zu Reinigungszwecken
günstig sein, insbesondere wenn ein Schwimmbett (59)
vorhanden ist. Die darin enthaltenen Schwimmkörper werden kräftig
durcheinandergewirbelt und stoßen aneinander, wobei sich
der Mikrobenbewuchs und die angelagerten organischen oder sonstigen
Feststoffe lösen und nach anschließendem Strömungs-Stillstand
in den Schlammbereich sedimentieren. Ein Festbett (58)
kann ggf. von außen mit einem kräftigen Wasserstrahl
gereinigt werden, wobei altenativ oder unterstützend eine
Chaosströmung (63) ebenfalls eingesetzt werden
kann.
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11 und 12 verdeutlichen
eine Situation, in der nur die tangential oder längs gleichsinnig einspeisenden
Injektoren (56, 56') in Funktion sind und eine
rotierende Umlaufströmung (50) in Form einer mehr
oder weniger starken Kreisströmung (64, 65)
erzeugen, die sich bevorzugt im seitenwandnahen Bereich hält.
Die Injektoren (56, 56', 56'') sind auch
in Seitenwandnähe mit geringem Abstand angeordnet.
-
Die
in 11 gezeigte schwache Kreisströmung (64)
kann auf unterschiedliche Weise erzielt werden. Zum einen kann nur
der eine Injektor (56 oder 56') eingeschaltet
sein. Wenn mehrere tangentiale Injektoren (56, 56')
geschaltet sind, kann deren Strahlleistung durch die vorerwähnte
Leistungssteuerung der Pumpe (57) gesteuert oder geregelt
eingestellt und insbesondere reduziert werden. 7 zeigt hierzu
ein Schemabild.
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In 12 ist
die Variante mit der starken Kreisströmung (65)
und mit mehreren eingeschalteten tangential strahlemittierenden
Injektoren (56, 56') dargestellt. Hier kann ebenfalls
die Strahlleistung bzw. die Pumpenleistung erhöht und gesteuert
oder geregelt werden.
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Die
Steuerung (4) kann mehrere Injektoren (56, 56', 56'')
bedienen. Somit kann individuell den Bedürfnissen der Waschanlage
(2) entsprochen werden. Beispielsweise ist in einer Grundversion
lediglich ein Injektor (56) an die Steuerung (4)
angeschlossen und wird durch ein einstellbares Zeitintervall gesteuert.
Als erweiterte Version können die gezeigten drei Injektoren
(56, 56', 56'') bedient und intelligent an
die Waschanlage (2) und die Waschprozesse angepasst werden.
Hierfür kann ein bevorzugt potenzialfreies Signal aus der
Waschanlage (2) in der Steuerung (4) ausgewertet
werden. Die Laufzeit der Injektoren oder Belüftungseinheiten
(56, 56', 56'') kann damit an den Waschbetrieb
gekoppelt werden. Das ist besonders sinnvoll und energiesparend,
da bei starkem Waschaufkommen die Brauchwasserbelüftung
zurückgefahren werden kann. Die Wasserverteilung durch
die Waschbürsten mit Fäden oder Textilstreifen
bringt erfahrungsgemäß einen hohen Sauerstoffeintrag
ins Wassersystem. Dazu wertet die Steuerung (4) die Lauf-
und Pausenzeiten der Waschanlage (2) aus und ist hierfür
mit dieser signaltechnisch verbunden. Mit länger werdenden.
Pausenzeiten wird die Laufzeit der Belüftungseinrichtung
(42) erhöht. Sind mehrere Belüftungseinheiten
(56, 56', 56'') angeschlossen, so werden
zunächst die Laufzeiten der einzelnen Einheiten erhöht.
Bei weiterer Verlängerung der Stillstandszeit der Waschanlage
(2), z. B. nachts und am Wochenende, können die
Belüftungseinheiten (56, 56', 56'')
gruppiert werden und laufen dann zu mehreren gleichzeitig. Die Zahl
der Belüftungseinheiten bzw. Injektoren (56, 56', 56'')
kann gegenüber dem dargestellten Ausführungsbeispiel
variieren und z. B. zwei, vier oder mehr Einheiten bei entsprechend
verteilter Anordnung betragen.
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Die
Pumpe (35) oder Filterpumpe, die ggf. im Behälter
(41) angeordnet ist, pumpt das belüftete Brauchwasser
(48) in die Filtereinrichtung (45). Wie 13 verdeutlicht,
ist das Filterbett (66) in einem Behälter angeordnet,
wobei das feinperlig belüftete Brauchwasser (48)
ggf. mit Druck direkt oder über einen Überlauf
eingebracht wird. Auf den Filterpartikeln aus Kies, Sand oder anderen
geeigneten Materialien bildet sich ein organischer Bewuchs (67)
aus aeroben Mikroben aus, die durch die Wasserbelüftung
begünstigt werden. Dieser Mikrobenbewuchs (67)
wird bewusst als Teil der biologischen Aufbereitung bzw. Aufbereitungseinrichtung
(26) benutzt. Die im Filtermedium wachsende Biomasse (67)
verdichtet das Filterbett (66) derartig, dass auch eine
wesentlich verbesserte mechanische Filterwirkung erzielt wird. Am
Boden der Filtereinrichtung (45) wird das gereinigte Brauchwasser
(48) abgesogen und in den Vorlagetank (30, 31, 32) überführt.
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Die
Filtereinrichtung (45) kann rückgespült werden.
Hierdurch kann über eine entsprechende Leitung die ausgespülte
Biomasse (67) in den Abscheider und insbesondere den ersten
Schlammfang (38) zurückgeführt werden.
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In
der Praxis gibt es Systeme, die das Filterbett (66) von
unten mit Niederdruck-Verdichtern belüften. Diese Systeme
sind darauf angewiesen, dass der Filter (66) lange Stillstandszeiten
aufweist, weil nur in dieser Zeit der Verdichter die Luft ohne den
Filtergegendruck in den Filter (66) eintragen kann. Sobald
die Filtereinrichtung (45) in Betrieb gesetzt wird, ist
der Gegendruck zu hoch und diese Art der Belüftung kommt
vollständig zum erliegen. Außerdem wird der Filter
mit großen Luftmengen gefüllt, was zu einem langsamen
Aufbau des Filterdrucks führt. Die bei konventionellen
Filtereinrichtungen eingebauten Sicherungssysteme zum Schutz gegen
Trockenlaufen der Filterpumpen arbeiten zumeist mit Druckschaltern
zur Druckabfrage, die allerdings wegen des langsamen Filterdruckaufbaus über
den Lufteintrag fehleranfällig ist.
-
Bei
der gezeigten Ausführungsform mit der bevorzugt permanenten
Durchströmung der Filtereinrichtung (45) mit belüftetem
Brauchwasser (48) ergeben sich diese Probleme nicht. Bei
den gleichmäßigen und niedrigen Volumenströmen
wird der feine und die Filterwirkung unterstützende Biokuchen (67)
auf dem Filterbett (66) weder stark verdichtet, noch durch
Druckstöße beim Ein- und Ausschalten zerstört.
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Der
Füllstand des Vorlagebehälters (30) wird über
eine geeignete Messeinrichtung (61), z. B. digitale Sensoren,
insbesondere kapazitive Sensoren, Ultraschallsensoren, Schwimmer
oder dergleichen oder durch analoge Messwertaufnehmer, z. B. Ultraschall,
Radar oder Drucksensoren festgestellt. Die Filterpumpe (35)
wird dann derart über die Steuerung (4) und die
Leistungsregelung (71) betrieben, dass sie von einem Mindestwert
anfangend mit abnehmendem Füllstand im Vorlagetank mit
höheren Drehzahlen läuft. Der niedrigste erlaubte
Füllstand erzwingt dann die maximale Drehzahl, mit der
die Pumpe (35) betrieben werden kann. Wird der Vorlagetank (30, 31, 32)
vollständig gefüllt, schaltet die Filterpumpe
(35) nicht ab, sondern wird mit der eingestellten niedrigsten
Drehzahl Weiterbetrieben, wobei der Vorlagetank (30, 31, 32)
kontrolliert zum Überlaufen gebracht wird. Über
die Umwälzeinrichtung (77) wird das gereinigte
Brauchwasser wieder dem Eingang der Aufbereitungsanlage (3)
und insbesondere dem ersten Schlammfang (1) zugeführt.
Durch die permanente Durchströmung der Filtereinrichtung
(45) mit einem niedrigen Volumenstrom wird das Filterbett (66)
auch stets mit sauerstoffreichem Wasser beschickt, was zu einer
wesentlichen Verbesserung der Wasserqualität und einem
völlig geruchsfreien Betrieb führt.
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Die
Leistungsregelung (71) kann durch eine entsprechende Ansteuerung
der Pumpenantriebe erfolgen. Ein Pumpenantrieb kann z. B. einen
Wechselstrommotor, insbesondere einen Drehstrommotor, aufweisen,
der durch eine direkt zugeordnete und ggf. integrierte oder in der
Steuerung (4) angeordnete Einrichtung zur Leistungswandlung
(60), insbesondere einen Frequenzumrichter, betrieben wird.
-
Die
aufgenommene elektrische Leistung wird dadurch gegenüber
konventionellen Pumpensteuerungen mit einem Drosselschieber oder
dergleichen deutlich verringert. Bei konventionellen Anlagen wird
für die Brauchwasserumwälzung zumeist die Filterpumpe
mitverwendet. Diese ist aber für hohe Leistungen ausgelegt,
was durch die erforderlichen großen Volumenströme
und den hohen zu überwindenden Filterdruck bedingt ist.
Im Umwälzbetrieb wird jedoch die Filterpumpe in einem Bereich
betrieben, in dem sie keinen günstigen Wirkungsgrad mehr
hat. Hieraus resultiert ein unverhältnismäßig
hoher elektrischer Energieverbrauch und eine hohe Belastung der
Filterpumpe, was auch zu einem höheren Ausfallrisiko führt.
Die beanspruchte Leistungsregelung (71) verhindert dies.
Die Leistungsregelung (71) kann sowohl bei der Filterpumpe
(35), als auch bei den Belüfterpumpen (57)
und auch bei anderen Pumpen in der Aufbereitungsanlage (3)
eingesetzt werden.
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14 verdeutlicht
die erzielbaren Effekte in einem Diagramm, in dem der Energieverbrauch
(69) über der Durchflussrate (68) der
Pumpe gezeigt ist. Die Linie (70) gibt die konventionelle
Drosselung der Fördermenge einer Pumpe und den dadurch
reduzierbaren Energieverbrauch (69) an. Die Linie (71) verdeutlicht
die mit der erfindungsgemäßen Leistungsregelung
und insbesondere einem frequenzgesteuerten Pumpenmotorbetrieb erzielbare
starke Reduzierierung des Energieverbrauchs (69). Der Pfeil (72)
signalisiert die dadurch erreichbare Energieeinsparung gegenüber
der konventionellen Drosseltechnik.
-
Die
Belüftungseinrichtung (42) mit den Belüftungspumpen
(57) kann in unterschiedlicher Weise gesteuert oder geregelt
werden. Einerseits kann eine zeitabhängige Steuerung nach
ggf. empirischen Vorgaben, Kalendervorgaben oder dergleichen aus
der Steuerung (4) geschehen. Ferner ist eine Regelung über
eine geeignete Messung des Sauerstoffgehalts im Brauchwasser (48)
möglich. Dies kann auf direktem oder mittelbaren Wege über
eine Messeinrichtung (61) geschehen. Beispielsweise besteht
eine Proportionalität zwischen dem Sauerstoffgehalt und der
Temperatur des Brauchwassers (48), so dass eine Regelung über
eine Temperaturmessung erfolgen kann. Eine Steuerung oder Regelung
der Belüftungseinrichtung (42) kann auch über
den Betrieb der Waschanlage (2) erfolgen. Bei einem hohen
Waschanfall mit starkem Sauerstoffeintrag im Bürstenbereich
kann die Belüftungsleistung reduziert werden. Bei Stillstandszeiten
wird sie umgekehrt nach Bedarf erhöht.
-
Auch
die Regelung der Filterdurchströmung und der ein oder mehreren
Filterpumpen (35) kann nach den vorgenannten Bedarfskriterien
erfolgen. Die Regelung betrifft die Reduzierung des Volumenstroms
und der Pumpendrehzahl sowie der aufgenommenen elektrischen Leistung.
-
Die
ein oder mehreren Messeinrichtungen (61) können
unterschiedlich ausgebildet sein. Wird z. B. in einem Vorlagebehälter
(30, 31, 32) ein Drucksensor eingesetzt,
der den Druck der Wassersäule und auch den anfallenden
Umgebungsdruck misst, kann dieser analoge Messwertaufnehmer durch
einen Nullpunkt-Geber kalibriert werden. Drift oder Nullpunktverschiebungen
oder Druckluftschwankungen haben dadurch keinen Einfluss auf die
Füllhöhe des Vorlagetanks (30, 31, 32).
An diesen Tank kann ein weiterer Sensor für die Signalisierung
der maximalen Füllstandshöhe angeordnet sein.
Dieser Sensor kann den Nullpunkt-Geber darstellen, der bei einem
Ansprechen automatisch den Druckaufnehmer kalibriert. Ein geeignetes
Steuerungsprogramm in der Steuerung (4), mit der auch die
Messeinrichtungen (61) verbunden sind, errechnet den Nullpunkt und
die damit verbundene Mindestfrequenz sowie die notwendige Frequenzzunahme
bei der Umrichtung und Pumpenansteuerung für jeden Füllvorgang neu
aus. Dadurch ist gewährleistet, dass der niedrigste erlaubte
Wasserstand nicht unterschritten werden kann. Andererseits kann
der mit dieser Steuerung verbundene stetige Drehzahlzuwachs der
Filterpumpe (35) erfasst und für unterschiedliche
Zwecke ausgewertet werden, z. B. zum automatischen Einleiten einer
Rückspülung der Filtereinrichtung (45).
-
Abwandlungen
der gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind
in verschiedener Weise möglich. Die gezeigten Anlagenkomponenten können
abweichend von den Ausführungsbeispielen in anderer Zahl
und konstruktiver Ausführung vorhanden sein. Die Waschanlage
(2) kann anders ausgebildet und betrieben werden, z. B.
zum Waschen von Gemüse, Kartoffeln oder dgl. anderen Gegenständen.
Die Belüftung des Brauchwassers (48) kann getrennt
von der kontrollierten Strömungserzeugung und auf andere
Weise als durch ein oder mehrere Wasserstrahlen (53) erfolgen.
Auf eine biologische Wasseraufbereitung kann verzichtet werden.
Diese kann andererseits über einen eigenständigen
und zwischen die Belüftung und die Filterung geschalteten
Belebungsreaktor erzeugt werden. Die Ausgestaltung der Belüftungseinrichtung
(42) und der Filtereinrichtung (45) mit biologischem
Bewuchs (67) sowie die Leistungsregelung (71)
sind unabhängig voneinander und stellen eigenständige
Erfindungen dar, die in beliebiger Weise miteinander wie in den
gezeigten Ausführungsbeispielen kombiniert oder abweichend
hiervon mit konventionellen Aufbereitungsanlagen (3) zusammen
verwendet werden können. Die Leistungssteuerung (71)
kann je nach Antriebsart auch auf andere Weise realisiert werden,
z. B. mit elektrischen Gleichstrommotoren oder anderen geeigneten
Pumpenantrieben oder Pumpenmotoren.
-
- 1
- Behandlungsanlage
- 2
- Waschanlage,
Fahrzeugwaschanlage
- 3
- Aufbereitungsanlage
- 4
- Steuerung
- 5
- Frischwasserzufuhr
- 6
- Wasserabgabe,
Kanal
- 7
- Waschverbraucher,
Grobwäsche
- 8
- Waschverbraucher,
Bürstenwäsche
- 9
- Waschverbraucher,
Spüleinrichtung
- 10
- Vorberieselung
- 11
- Hochdruckwäsche
- 12
- Unterbodenwäsche
- 13
- Radwäsche
- 14
- Bürstenstation
- 15
- Spüleinrichtung
- 16
- Sammler
- 17
- Aufbereitungsstufe,
Grobreinigung
- 18
- Aufbereitungsstufe,
Feinreinigung
- 19
- Aufbereitungsstufe,
Klarreinigung
- 20
- Aufbereitungsstufe,
Entsorgungsreinigung
- 21
- Zuführleitung
- 22
- Zuführleitung
- 23
- Zuführleitung
- 24
- Rückführleitung
- 25
- Aufbereitungseinrichtung,
Abscheidung
- 26
- Aufbereitungseinrichtung
biologisch
- 27
- Aufbereitungseinrichtung,
Belüftung
- 28
- Aufbereitungseinrichtung
mechanisch, Filterung
- 29
- Aufbereitungseinrichtung
für Entsorgung
- 30
- Vorlagetank
- 31
- Vorlagetank
- 32
- Vorlagetank
- 33
- Verbindungsleitung
- 34
- Schlammrückführung
- 35
- Fördereinrichtung,
Pumpe
- 36
- Probennahme
- 37
- Koaleszenzabscheider
- 38
- Schlammfang
grob, Abscheider
- 39
- Schlammfang
fein, Abscheider
- 40
- Nachkläreinrichtung
- 41
- Behälter,
Entnahmebehälter
- 42
- Belüftungseinrichtung
- 43
- Belebungsreaktor
- 44
- Schlamm
- 45
- Filtereinrichtung
- 46
- Sammelbehälter
- 47
- Fahrzeug
- 48
- Brauchwasser,
Brauchwasserbad
- 49
- Strömungserzeuger
- 50
- Bewegung,
Durchströmung, Umwälzung
- 51
- Luftblasen,
feinst dispergiert
- 52
- Luftblasen,
agglomeriert
- 53
- Strahl,
Strahlrichtung
- 54
- Beckensaugkorb,
Saugfilter
- 55
- Luftzufuhr,
Saugschlauch
- 56
- Injektor,
Düse
- 56'
- Injektor,
Düse
- 56''
- Injektor,
Düse
- 57
- Pumpe
für Belüfter
- 58
- Bioreaktor,
Festbett
- 59
- Bioreaktor,
Schwebebett
- 60
- Leistungswandler,
Umrichter
- 61
- Messeinrichtung
- 62
- Leitung
- 63
- Chaosströmung
- 64
- Kreisströmung,
schwach
- 65
- Kreisströmung,
stark
- 66
- Filterkies,
Filtersand
- 67
- Biologischer
Bewuchs
- 68
- Durchflussrate
- 69
- Energieverbrauch
- 70
- Drosselung
der Fördermenge, Stand der Technik
- 71
- Leistungsregelung,
frequenzgesteuerter Betrieb
- 72
- Energieeinsparung
- 73
- Behälterboden,
Trichterboden
- 74
- Behälterwand
- 75
- Abdeckung
- 76
- Öffnung
im Festbett
- 77
- Umwälzeinrichtung
- 78
- Leitung
- 79
- Saugrohr
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - GB 2385812
A [0003]
- - GB 2082941 A [0004]
- - GB 2293993 A [0005]
- - DE 3130597 A1 [0006]
- - DE 20100070 U1 [0007]