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Schwebebecken sind besondere Ausführungen von Solebecken. Im Unterschied zu einfachen Solebecken, bei denen die Salzkonzentration der Sole bei bis zu 6 % liegt, beträgt sie in Schwebebecken typischer Weise über 8 %. Aufgrund der hohen Salzkonzentration schwebt der Körper des Badenden wie im Toten Meer. Für ein Schwebebecken ist mithin eine möglichst hohe Salzkonzentration der Sole gewünscht, da je höher die Salzkonzentration ist, desto intensiver für den Badenden das Gefühl des Schwebens ist.
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Neben dem Schwebeeffekt hat die Sole auch gesundheitlich positive Wirkungen, insbesondere hinsichtlich der Linderung und/oder Heilung von Hautkrankheiten wie beispielsweise Psoriesis (Schuppenflechte) und Akne. Dabei spielt die Salzkonzentration eine entscheidende Rolle. Bevorzugt ist eine Salzkonzentration zwischen 10 % bis 15 %.
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Zur Bereitstellung einer Sole für ein Schwebebecken ist es aus dem Stand der Technik bekannt, durch Zusatz von Salz beispielsweise aus dem Toten Meer die gewünschte Salzkonzentration zu erreichen.
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Ausgehend vom vorbenannten Stand der Technik, stellt sich dem Fachmann die Aufgabe, eine Anlage zur Aufbereitung einer Sole für ein Schwebecken anzugeben, die bei gleichzeitiger Sicherstellung einer wünschenswerter Weise einzuhaltenden Solequalität eine für einen Betrieb eines Schwebebecken geeignete Salzkonzentration ermöglicht.
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Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen eine Anlage zur Aufbereitung einer Sole für ein Schwebebecken, die dazu ausgerüstet ist,
- - um Rohsole aus einer ortsgebundenen Solequelle zu fördern,
- - um die Rohsole zu enteisen,
- - um eine vorgebbare Menge an enteisenter Rohsole in ein Gradierwerk zu leiten und im Umwälzbetrieb über eine vom Gradierwerk bereitgestellte Gradierfläche zu führen,
- - um die Salzkonzentration der umgewälzten Sole zu messen,
- - um bei Erreichen einer vorgebbaren Salzkonzentration den Umwälzbetrieb zu beenden,
- - und um die umgewälzte Sole in das Schwebebecken zu führen.
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Mit der erfindungsgemäßen Anlage ist es vorgesehen, dass Rohsole aus einer ortsgebundenen Solequelle gefördert wird. Ortsgebunden im Sinne der Erfindung bedeutet, dass für die Befüllung des Schwebebeckens eine Sole aus einer Solequelle gewonnen wird, die sich am gleichen Ort befindet wie auch das Schwebebecken, und zwar bevorzugt aus einer zertifizierten Heilquelle.
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Es ist aus dem Stand der Technik an sich bekannt, Sole aus einer Solequelle zu fördern. Es ist jedoch nicht bekannt, die Sole aus einer Solequelle für ein Schwebebecken zu verwenden, bei der die Ausgangskonzentration der Rohsole zu niedrig zur Verwendung für ein Schwebebecken ist. Vielmehr ist es bekannt, entweder die Salzkonzentration der Rohsole, wenn sie hoch genug ist, unverändert zu lassen oder, wenn sie zu niedrig ist, durch Zugabe von Salz künstlich zu erhöhen.
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Die erfindungsgemäße Anlage erbringt den wesentlichen Vorteil, dass Sole für ein Schwebebecken gewonnen wird, deren gesundheitlich positive Wirkungen aufgrund ihrer Mineralzusammensetzung bereits bekannt sind, so dass eine entsprechende Solequalität gegeben ist und auch dauerhaft gewährleistet werden kann.
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Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die Sole nicht aus einem anderen Ort eigens für das Schwebebecken transportiert werden muss. Das ist sowohl aus ökologischen als auch ökonomischen Gründen vorteilhaft.
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Mit der erfindungsgemäßen Anlage wird es erstmals möglich, Sole aus einer ortsgebundenen Solequelle bzw. Heilquelle für ein Schwebebecken verwenden zu können, obwohl die aus der Quelle stammende Sole nicht eine für ein Schwebebecken geeignete Salzkonzentration aufweist. In solchen Fällen war der Betrieb eines Schwebebeckens bislang nur dadurch möglich, dass der ortsgebundenen Sole zwecks Aufkonzentration Salz zugegeben wurde. Dies hat aber in nachteiliger Weise zur Folge, dass sich die Solequalität in einer nicht nachprüfbaren Weise verändern kann und dass eine unter Umständen gegebene Zertifizierung der ortsgebundenen Solequelle insbesondere als Heilquelle keine Gültigkeit für die für ein Schwebebecken bestimmte Sole besitzt. Mit der erfindungsgemäßen Anlage wird hier Abhilfe geschaffen, denn die aus der Solequelle vor Ort stammende Sole wird ohne irgendwelche Salzzusätze auch für ein Schwebebecken nutzbar gemacht.
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Bevorzugt wird die Rohsole mittels einer Pumpe aus der ortsgebundenen Solequelle gepumpt. Dies geschieht in einer aus dem Stand der Technik an sich bekannten Art und Weise, so dass die erfindungsgemäße Anlage hinsichtlich der Soleförderung keiner besonderen Ausstattung bedarf und insoweit auf Bestandseinrichtungen zurückgegriffen werden kann. Dies ist insbesondere im Sinne einer Nachrüstung einer Bestandsanlage von Vorteil.
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Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Rohsole aufbereitet wird. Zur Aufbereitung gehört im Besonderen, dass diejenigen Bestandteile entfernt werden, die in der Sole üblicherweise Verfärbungen hervorrufen. Solche Verfärbungen entstehen insbesondere durch Eisen(II)- und Mangan(II)-Verbindungen. Bevorzugt umfasst die Aufbereitung die Entfernung von Eisen(II)-Verbindungen. Mithin wird die Rohsole enteisent.
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Alternativ oder zusätzlich wird die Rohsole entmanganisiert. Entsprechend werden aus der Rohsole Mangan(II)-Verbindungen entfernt.
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Die Aufbereitung findet in einer Aufbereitungsanlage statt. Auch eine solche Aufbereitungsanlage ist aus dem Stand der Technik an sich bekannt, so dass es zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens insoweit keiner besonderen Anlagenausstattung bedarf. Es kann insofern auf eine bestehende Aufbereitungsanlage zurückgegriffen werden, was gleichfalls im Sinne einer Nachrüstung von Vorteil ist.
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Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass eine vorgebbare Menge an enteisenter Sole in ein Gradierwerk geleitet und im Umwälzbetrieb über eine vom Gradierwerk bereitgestellte Gradierfläche geführt wird.
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Gradierwerke sind an sich aus dem Stand der Technik seit Jahrhunderten bekannt. Ein Gradierwerk weist eine üblicherweise von Reisigbündeln bereitgestellte Gradierfläche auf. Diese Gradierfläche stellt die wirksame Oberfläche des Gradierwerks bereit, an der auf natürliche Weise Wasser aus der der Gradierfläche aufgegebenen Sole verdunstet.
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Unter dem gesundheitlichen Aspekt besteht der Sinn und Zweck eines Gradierwerks darin, eine mit Soletröpfchen angereicherte Umgebungsluft zu schaffen. Mittels des Gradierwerks erfolgt also eine Anreicherung der das Gradierwerk umgebenden Atmosphäre mit salzhaltigem Wasser, so dass eine meeresklimaähnliche Luftaufbereitung gegeben ist. Insbesondere Atemwegserkrankungen können durch Einatmung dieser so aufbereiteten Luft behandelt werden.
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Um sicherzustellen, dass die Luftanreicherung mit Salzwasser mittels eines Gradierwerks keinen wesentlichen Schwankungen unterliegt, ist das Gradierwerk kontinuierlich mit Sole zu beschicken. Hierdurch werden einerseits Verdunstungen ausgeglichen, als auch andererseits Soleverdünnungen, die sich infolge von Süßwassereintrag durch beispielsweise Regen einstellen.
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In Abkehr zum bisherigen Betrieb eines Gradierwerks wird nun mit der Erfindung vorgeschlagen, keinen kontinuierlichen Solezustrom vorzusehen. Stattdessen wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dem Gradierwerk eine vorgebbare Menge an Sole zuzuleiten. Diese vorgebbare Menge an Sole wird alsdann im Umwälzbetrieb über die vom Gradierwerk bereitgestellte Gradierfläche geführt. Dies erbringt im Ergebnis eine Aufkonzentration der umgewälzten Sole durch Verdunstung. Dabei steigt die Solekonzentration mit der Anzahl der Soleumwälzungen.
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Die im Unterschied zum Stand der Technik nicht kontinuierliche Beaufschlagung eines Gradierwerks mit Sole, sondern stattdessen mit einer vorgebbaren Menge an Sole mit anschließendem Umwälzbetrieb erbringt im Ergebnis eine Soleaufkonzentration, so dass die der ortsgebundenen Solequelle stammende Sole für eine Nutzung in einem Schwebebecken verwendbar gemacht wird. Dabei besteht der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung darin, dass eine hinsichtlich der Salzkonzentration für ein Schwebebecken geeignete Sole bereitgestellt wird, und zwar aus einer ortsgebundenen Solequelle, die an sich eine für eine Verwendung in einem Schwebecken ungeeignete Sole bereitstellt, und dies bei gleichzeitiger Sicherstellung einer unveränderten und damit bekannten Solequalität
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Dabei erfüllt die erfindungsgemäße Anlage zudem einen synergetischen Effekt. Zum einen wird in schon vorbeschriebener Weise aufkonzentrierte Sole bereitgestellt, die dann im weiteren in einem Schwebebecken Verwendung finden kann. Zum anderen kommt es natürlich auch infolge des Soleumwälzbetriebs zu einer Anreicherung der das Gradierwerk umgebenden Atmosphäre mit Salzwasser. Insofern wird das Gradierwerk in an sich bekannter Weise auch dazu genutzt, eine Salzanreicherung in der das Gradierwerk umgebenden Luft zu bewirken.
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Die Inhalation dieser künstlich erzeugten Umgebungsluft wirkt sich bei Pollenallergikern und Asthmatikern besonders positiv aus. Durch das Einatmen der salzhaltigen Luft werden die Atemwege befeuchtet die Atemorgane werden positiv beeinflusst. Ferner besitzen die feinen Salzkristalle eine sekretlösende Wirkung. Insbesondere durch den Umwälzbetrieb wird die Umgebungsluft besonders stark mit Salzaerosol angereichert, so dass die positive Wirkung bei den Leidenden intensiviert wird.
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Anlagenseitig ist die erfindungsgemäße Augestaltung insofern von Vorteil, als dass ein bestehendes Gradierwerk zur Verfahrensdurchführung genutzt werden kann. Es bedarf lediglich der Bereitstellung eines Umwälzbeckens sowie einer Fördereinrichtung für den Umwälzbetrieb, so dass eine Soleumwälzung stattfinden kann. Insoweit lässt sich auch mit entsprechend nachgerüsteten Gradierwerken eine erfindungsgemäße Anlage realisieren.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Menge an enteisenter Sole vorgebbar ist und in das Gradierwerk geleitet wird. Es wird vorgeschlagen, dass die Menge der enteisenten Sole in Abhängigkeit zur Gradierfläche vorgegeben wird. So kann beispielsweise eine definierte Menge an Sole in das Gradierwerk geleitet werden, die genügt, um die Gradierfläche vollständig zu benetzen. Die vollständige Benetzung und somit der stetige Fluss der Sole über die Gradierfläche verhindert die Bildung von Schimmelpilzen und/oder Bakterien.
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Beim Gradiervorgang verdunstet Wasser aus der Sole, so dass sich das Volumen mit der Zeit verringert. Es wird deshalb vorgeschlagen, ein Vielfaches des Volumens der Sole zu wählen, das geeignet ist, die Gradierfläche zu benetzen.
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Damit sichergestellt wird, dass die Umwälzpumpe keine Luft einzieht, kann zusätzlich die Größe eines Umwälzbeckens in die Wahl der Menge an enteisenter Sole einbezogen werden, in der die Sole des Gradierwerks aufgenommen wird. Es wird entsprechend vorgeschlagen, dass die Menge der Sole sensorisch erfasst wird. Im einfachsten Fall ist der Sensor ein Schwimmer. Bei Erreichen des Schwimmers einer im Umwälzbecken angeordneten optischen Markierung kann der Verwender den Zufluss der Sole in das Gradierwerk stoppen.
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Denkbar wäre ein elektronischer Sensor, der ein Signal abgibt, wenn die gewünschte Solemenge im Umwälzbecken befüllt wurde.
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Die vorgebbare Menge an enteisenter Sole führt insgesamt zu einem diskontinuierlichen Fluss der Sole im Soleaufbereitungsverfahren. Im einfachsten Fall wird der Zufluss der Sole von der Aufbereitungsanlage zum Gradierwerk mittels eines Ventils zugesperrt, sobald diejenige Menge im Gradierwerk erreicht wird, die vorgegeben ist.
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Der Umwälzbetrieb umfasst einen Vorgang bei dem die vorgebbare Menge an Sole in einem Kreislauf geführt wird. Es ist vorgesehen, dass die Sole, nachdem sie einmal über die Gradierfläche geführt wurde, aufgefangen und erneut über die Gradierfläche geführt wird. Dieser Vorgang wird mehrmals wiederholt, so dass die Salzkonzentration der Sole mit jedem Zyklus erhöht wird. Das hat den Vorteil, dass eine Salzkonzentration in der Sole erreicht werden kann, die weitaus höher als die der Rohsole liegt. So kann beispielsweise eine Rohsole mit einer Salzkonzentration von unter 10%, beispielsweise 8 %, mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auf über 10 %, bevorzugt auf 12 % bis 15 % oder auch mehr, d.h. über 15% erhöht werden.
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Gemäß der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Salzkonzentration der umgewälzten Sole gemessen wird. Das hat den Vorteil, dass zum Zeitpunkt der Messung der Verwender der erfindungsgemäßen Anlage die genaue Salzkonzentration kennt und entsprechend wunschgemäß weiterverfahren kann.
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Die Messung der Salzkonzentration kann kontinuierlich oder alternativ sporadisch erfolgen. Bei einer kontinuierlichen Messung wird zu jeder Zeit ein Messwert bestimmt. Bei einer sporadischen Messung kann in regelmäßigen oder in unregelmäßigen Abständen gemessen werden.
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Ferner sieht die Erfindung vor, dass bei Erreichen einer vorgebbaren Salzkonzentration der Umwälzbetrieb beendet wird. In Kombination mit der Messung der Salzkonzentration hat es den wesentlichen Vorteil, dass eine Qualitätskontrolle stattfindet, so dass beispielsweise eine Mindest- oder Höchstsalzkonzentration gewährleistet ist. Das wiederum hat den Vorteil, dass gezielt eine Sole mit einer gewünschten Salzkonzentration erhalten werden kann.
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Des Weiteren ist es vorgesehen, dass die umgewälzte Sole in das Schwebebecken überführt wird.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Rohsole oxidiert. Die Rohsole kann dabei mittels des Sauerstoffs aus der Umgebungsluft und/oder mittels eines oder mehrerer Oxidationsmittel oxidiert werden. Die Verwendung des Sauerstoffs aus der Umgebungsluft ist besonders umweltfreundlich und einfach zu handhaben.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Rohsole mittels eines oder mehrerer Oxidationsmittel oxidiert werden. Als Oxidationsmittel können beispielsweise Kaliumpermanganat oder Wasserstoffperoxid verwendet werden.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die aufbereitete Sole gefiltert. Bei der Oxidation von Eisen(II)- und Mangan(II)-Verbindungen entstehen schwer lösliche, dunkel gefärbte Oxide, die in der Sole ausfallen. Durch das Filtern werden die Feststoffe auf einfache Weise entfernt. Das hat den Vorteil, dass im Schwebebecken keine störenden Feststoffe vorhanden sind und die Sole verbraucherfreundlicher wirkt als eine dunkel eingefärbte Sole.
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Alternativ zum Filtern der aufbereiteten Sole, kann sie in einem Becken gelagert werden. Nach einer gewissen Zeit setzen sich die Feststoffe ab, so dass von der Wasseroberfläche feststofffreie Sole abgenommen werden kann.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die gemessene Salzkonzentration mit einem vorgebbaren Sollwert verglichen, bei Erreichen der vorgebbaren Salzkonzentration wird der Umwälzbetrieb beendet und die umgewälzte Sole weitergeleitet. Durch diese Verfahrensschritte kann die Aufkonzentrierung der Sole vollautomatisch erfolgen.
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Mittels einer Regelungseinrichtung werden zunächst die gemessene Salzkonzentration und ein vorgebbarer Sollwert verglichen. Liegt die Differenz zwischen gemessenem Istwert und Sollwert in einem vorgebbaren Toleranzbereich, wird der Umwälzbetrieb beendet, so dass die Sole mit der gewünschten Salzkonzentration aus dem Gradierwerk zum Zielort weitergeleitet werden kann.
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Dabei kann die Sole entweder direkt in das Schwebebecken oder auch zuerst zwischengespeichert und anschließend bei Bedarf in das Schwebebecken überführt werden.
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Mit der Erfindung wird weiterhin eine Anlage zur Aufbereitung einer Rohsole für ein Schwebebecken vorgeschlagen, aufweisend eine Einrichtung zur Förderung der Rohsole aus einer ortsgebundenen Solequelle, eine Aufbereitungsanlage zur Enteisenung der Rohsole, ein Gradierwerk, wobei das Gradierwerk eine Gradierfläche und ein Umwälzbecken aufweist, eine Umwälzpumpe und eine Messeinrichtung zur Messung der Salzkonzentration der umgewälzten Sole.
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Die Einrichtung zur Förderung der Rohsole ist im einfachsten Fall eine Pumpe, die an der ortsgebundenen Solequelle angeschlossen ist. So kann die ortsgebundene Solequelle einen Brunnen aufweisen, an welchem die Pumpe strömungstechnisch angeschlossen ist.
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Die erfindungsgemäße Aufbereitungsanlage dient in erster Linie zur Enteisenung der Rohsole, wobei die Rohsole oxidiert wird.
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Die Aufbereitungsanlage weist einen Riesler auf. Im Riesler wird Umgebungsluft durch die Sole geführt, so dass der in der Umgebungsluft vorhandene Sauerstoff die in der Rohsole gelösten Eisen(II)- und Mangan(II)-Verbindungen oxidiert. Die Oxidationsreaktion führt dazu, dass Eisen- sowie Manganoxid zu einem Feststoff ausfallen. Das hat den Vorteil, dass das Eisen- sowie Manganoxid mechanisch entfernt werden können.
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Erfindungsgemäß weist die Anlage ein Gradierwerk auf, wobei das Gradierwerk eine Gradierfläche aufweist. Die Gradierfläche stellt die wirksame Oberfläche bereit, über die die Sole geführt wird und an der das Wasser in der Sole verdunstet.
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Die Anlage weist ferner eine Umwälzpumpe sowie ein Umwälzbecken auf. Die Umwälzpumpe ist für das Umwälzen der aufbereiteten Sole verantwortlich, so dass die Sole mehrmals über die Gradierfläche geführt und mit jeder Wiederholung die Salzkonzentration in der Sole erhöht wird. Das Umwälzbecken dient zur Aufnahme der im Umwälzbetrieb geführten Sole. Im Umwälzbecken wird die Sole, die über die Gradierfläche geführt wurde, aufgenommen, bis der Umwälzbetrieb beendet ist und die Sole weitergeleitet wird.
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Es wird vorgeschlagen, dass das Umwälzbecken ein Aufnahmevolumen von mehr als 10 m3, bevorzugt von mehr als 20 m3 umfasst.
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Erfindungsgemäß weist die Anlage eine Messeinrichtung zur Messung der Salzkonzentration der umgewälzten Sole auf. Die Messeinrichtung ist im einfachsten Fall als ein Hydrometer ausgebildet. Alternativ kann die Messeinrichtung beispielsweise auch als Refraktometer oder Leitfähigkeitsmesser ausgebildet sein.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung zeichnet sich die Anlage durch einen Riesler und/oder einer Dosiervorrichtung mit einem Oxidationsmittel und/oder einem Oxidator aus.
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Die Oxidation kann alternativ oder zusätzlich zum Riesler durch Zugabe eines starken Oxidationsmittels wie beispielsweise Kaliumpermanganat erfolgen. Hierfür weist die Aufbereitungsanlage eine Dosiervorrichtung auf. In der Dosiervorrichtung wird das Kaliumpermanganat oder ein anderes starkes Oxidationsmittel aufbewahrt, dosiert und der Rohsole zugeführt.
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Ferner ist es alternativ oder zusätzlich zur Dosiervorrichtung vorgesehen, dass die Aufbereitungsanlage einen Oxidator aufweist. Ein Oxidator ist eine Vorrichtung zu Anreicherung des Wassers mit Sauerstoff. Dabei wird Wasserstoffperoxid mit Hilfe eines Katalysators in Wasser und Sauerstoff gespalten.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung zeichnet sich die Anlage durch eine Filteranlage aus. Die Filteranlage dient zur Entfernung des ausgefällten Eisen- sowie des Manganoxids. Vorteilhafterweise werden nicht nur die ausgefällten Metalloxide sondern auch andere Schwebstoffe mit Hilfe des Filters entfernt, die in der Rohsole vorhanden sind.
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Zur Regenerierung der Filter kann eine Regenerierungsanlage vorgesehen sein. Das hat den Vorteil, dass die Filter nicht ausgetauscht werden müssen, so dass Kosten und Wartungsarbeiten gespart und die Umwelt geschont werden.
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Die Regenerierungsanlage weist einen Behälter mit Filterrückspülwasser auf. Mittels des Rückspülwassers werden die Filter rückgespült. Das dafür vorgesehene Filterrückspülwasser kann auch aus einer anderen Quelle als aus der Solequelle gewonnen werden.
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Alternativ zu einer Filteranlage weist die Aufbereitungsanlage ein Becken auf. In dem Becken kann die oxidierte Sole gesammelt werden, in welchem die Sole möglichst stillsteht, so dass sich die Eisen- sowie Manganoxide, die sich durch die Oxidationsreaktion gebildet haben, absetzen können. In diesem Fall kann das klare aufschwebende Wasser vorsichtig ohne Verwirbelung abgeführt werden.
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Mit der Erfindung wird eine Regelungseinrichtung vorgeschlagen, wobei die Regelungseinrichtung einen vorgebbaren Sollwert der Salzkonzentration mit dem gemessenen Wert der Salzkonzentration vergleicht und in Abhängigkeit der Differenz der beiden Werte den Umwälzbetrieb beendet.
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Die Differenz der beiden Werte bildet den Richtwert, wonach sich die Regelungseinrichtung orientiert. Die Regelungseinrichtung ist so konfigurierbar, dass bei Erreichen des Richtwertes und/oder unterschreiten des Richtwertes, der Umwälzbetrieb von der Regelungseinrichtung beendigbar ist. Das hat den Vorteil, dass der Umwälzbetrieb vollautomatisiert durchgeführt werden kann.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es vorgesehen, dass mittels der Messeinrichtung die Salzkonzentration kontinuierlich messbar ist. Das hat den Vorteil, dass der Umwälzbetrieb zeitgleich mit Erreichen der gewünschten Salzkonzentration beendet werden kann, so dass die Salzkonzentration keinen Schwankungen unterliegt.
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Es wird gemäß einem weiteren Merkmal ein Behälter zum Bevorraten der umgewälzten Sole vorgeschlagen. Nach Beendigung des Umwälzbetriebs ist vorgesehen, dass eine vorgebbare Menge der umgewälzten Sole zum Bevorraten in den Behälter überführt wird. Der Behälter ist derart dimensioniert, dass die Menge der umgewälzten Sole für einen bestimmten Zeitraum zur Befüllung des Schwebebeckens genügt. Bevorzugt eine reicht die Menge an Sole im Behälter für eine Woche. Der Behälter weist bevorzugt ein Aufnahmevolumen zwischen 20 und 25 m3 auf. Ist das Schwebebecken kleiner, weist der Behälter entsprechend ein kleineres Aufnahmevolumen auf und umgekehrt.
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Anschließend wird die bevorratete Sole bei Bedarf in das Schwebebecken überführt. Alternativ kann die bevorratete Sole auch in regelmäßigen Abständen unabhängig vom Bedarf in das Schwebebecken überführt werden.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung. Dabei zeigt 1 eine schematische Darstellung der Anlage zur Aufbereitung der Sole.
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In 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Anlage, insbesondere eine Soleaufbereitungsanlage 1 dargestellt. Die Anlage weist eine ortsgebundene Solequelle 2 zur Beförderung der Rohsole auf. Dies kann mittels einer Pumpe oder einer anderen Fördervorrichtung geschehen.
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Die ortsgebundene Solequelle 2 ist strömungstechnisch an eine Aufbereitungsanlage 3 angeschlossen. Die Aufbereitungsanlage 3 weist einen Riesler 4 auf. Der Riesler 4 dient zur Oxidation der Eisen(II)- und/oder Mangan(II)-Verbindungen mittels zugeführter Umgebungsluft aus einem Gebläse 5. Zum Ablass der eingeführten Luft weist der Riesler 4 eine Abluft 6 auf.
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Alternativ oder zusätzlich weist die Aufbereitungsanlage 3 eine Oxidationsstation auf. Die Oxidationsstation wiederum weist eine Dosiervorrichtung 7 auf.
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Die Dosiervorrichtung 7 bevorratet ein starkes Oxidationsmittel wie beispielsweise Kaliumpermanganat zur Freigabe einer vorgebbaren Menge des Oxidationsmittels. Der Einsatz von Kaliumpermanganat ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die in der Rohsole gelösten Eisen(II)- und Mangan(II)-Verbindungen nicht ausreichend mittels des Rieslers 4 entfernt wurden. Dies ist immer dann der Fall, wenn die Rohsole besonders reichhaltig an Eisen(II)- und Mangan(II)-Verbindungen ist.
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Ein weiterer Vorteil der Dosiervorrichtung 7 ist es, eine vorgebbare Menge des Kaliumpermanganats freigeben zu können. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da die Konzentration an Eisen(II)- und Mangan(II)-Verbindungen aufgrund natürlicher Prozesse schwanken. Bei starken Regenfällen ist im Allgemeinen die Konzentration gelöster Stoffe in der Rohsole geringer, so dass die Menge des eingesetzten Oxidationsmittels in solchen Fällen reduziert werden kann. Umgekehrt ist die Konzentration gelöster Stoffe bei anhaltender Trockenheit höher, so dass die Menge des eingesetzten Oxidationsmittels zu erhöhen ist.
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Ferner weist alternativ oder zusätzlich die Oxidationsstation einen Oxidator 8 auf. Der Oxidator 8 ist eine Vorrichtung zur Anreicherung der Sole mit Sauerstoff mittels katalytischer Spaltung von Wasserstoffperoxid. Der dadurch gewonnene Sauerstoff kann wiederum mit den Eisen(II)- und/oder Mangan(II)-Verbindungen zu Eisen- und Manganoxid reagieren. Der Einsatz der Dosiervorrichtung 7 und/oder des Oxidators 8 hängt mithin vom Grad der Verunreinigung durch Eisen(II)- und/oder Mangan(II)-Verbindungen ab. Die Oxidationsstation mit der Dosiervorrichtung 7 und/oder dem Oxidator 8 ist also besonders bei eisen(II)- und mangan(II)-reichhaltiger Sole vorteilhaft.
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Die Soleaufbereitungsanlage 1 weist eine Filteranlage 9 zur Filterung von Feststoffen auf, insbesondere von ausgefallenem Eisen- und/oder Manganoxid. Die Filteranlage 9 weist nicht näher dargestellte Filter auf. Die Filter sind bevorzugt aus einem korrosionsbeständigen Material wie beispielsweise rostfreiem Stahl oder Kunststoff ausgebildet.
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Diese setzen sich mit jedem Filtervorgang zu. Zur Regenerierung der Filter weist die Soleaufbereitungsanlage 1 eine Regenerationsanlage 20 auf. Die Regenerationsanlage umfasst eine Wasserquelle 21 sowie einen Wasserbehälter 22.
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Die Wasserquelle 21 kann als Brunnen ausgebildet sein. Sie stellt Filterrückspülwasser bereit, welches zur Spülung der mit Feststoffen festgesetzten Filter dient. Es ist nicht zwingend notwendig, dass das Filterrückspülwasser eine Sole ist. Alternativ kann auch die Solequelle 2 das Filterrückspülwasser bereitstellen.
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Die Filter sind zudem auswechselbar. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Regenerationsanlage 20 nicht mehr in der Lage ist, die Filter vollständig zu regenerieren, so dass Filterrückstände die Poren des Filters verstopfen und der Durchfluss der Sole nicht mehr gewährleistet ist.
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Die Soleaufbereitungsanlage 1 weist Entsäuerungsfilter auf, die nicht weiter dargestellt sind. Diese dienen zur Neutralisierung des in der Sole gelösten Kohlenstoffdioxids (CO2). Insbesondere bei der Verrieselung im Riesler wird der Sole CO2-haltige Umgebungsluft zugesetzt. Dieses löst sich in der Sole, so dass sich Kohlensäure bildet, welches den pH-Wert verringert. Es wird vorgeschlagen, dass die Entsäuerungsfilter strömungstechnisch vor die Filteranlage 9 geschaltet sind. Sie weisen einen Durchmesser zwischen 700 und 900 mm auf, bevorzugt 800 mm.
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Die Soleaufbereitungsanlage 1 weist einen Pufferspeicher 10 auf. Der Pufferspeicher 10 ist strömungstechnisch mit der Aufbereitungsanlage 3 verbunden. Er dient zur Zwischenspeicherung der aufbereiteten Sole. Ferner ist der Pufferspeicher 10 strömungstechnisch mit dem Gradierwerk 14 verbunden.
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Zwischen dem Pufferspeicher 10 und dem Gradierwerk 14 ist strömungstechnisch ein Ventil 12 angeordnet. Das Ventil 12 dient zur Absperrung des Durchflusses vom Pufferspeicher 10 zum Gradierwerk 14. Mit dem Ventil 12 ist sichergestellt, dass die Menge der an das Gradierwerk 14 zu leitenden aufbereiteten Sole vorgebbar ist. Alternativ zum Ventil 12 ist jede Vorrichtung geeignet, die den Durchfluss der Sole verhindern kann.
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Das Gradierwerk 14 stellt eine Gradierfläche 15 bereit. Die Gradierfläche 15 bildet die wirksame Fläche, an der die Aufkonzentration der aufbereiteten Sole stattfindet. Üblicherweise ist die Gradierfläche 15 aus einem Holzgerüst, das mit Reisigbündeln verfüllt ist, gebildet. Die Reisigbündel sind bevorzugt aus Schwarzdorn gebildet, können aber auch aus synthetischen Stoffen wie Kunststoff gebildet sein.
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Das Gradierwerk 14 weist ein Umwälzbecken 11 auf. Das Umwälzbecken 11 ist vorzugsweise unterhalb der Gradierfläche 15 angeordnet. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die von der Gradierfläche 15 herabrieselnde Sole der Schwerkraft folgend direkt in das Umwälzbecken 11 fließen kann. Das Aufnahmevolumen des Umwälzbeckens 11 kann von der Größe des Gradierwerks 14 sowie von der Größe des Schwebebeckens 19 abhängen.
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Ferner weist das Gradierwerk 14 eine Umwälzpumpe 13 auf. Die Umwälzpumpe 13 dient zum Umwälzbetrieb einer vorgebbaren Menge an aufbereiteter Sole. Die Umwälzpumpe 13 ist strömungstechnisch am Umwälzbecken 11 angeschlossen.
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Das Gradierwerk 14 kann eine Auffangvorrichtung 16 aufweisen. Die Auffangvorrichtung 16 ist oberhalb des Umwälzbeckens 11 und unterhalb der Gradierfläche 15 angeordnet. Der Umfang der Auffangvorrichtung 16 übersteigt den Umfang der Gradierfläche 15. Bei der Führung der Sole über die Gradierfläche 15 bilden sich nämlich aufgrund der unregelmäßigen Oberfläche des Reisigs feine Tropfen, die nicht exakt vertikal herabrieseln, sondern auch ein wenig abweichend. Um möglichst wenig Sole zu verlieren, ist deshalb der Umfang der Auffangvorrichtung größer als der der Gradierfläche 15. Die Auffangvorrichtung 16 kann beispielsweise als Auffangrinne ausgebildet sein.
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Die Soleaufbereitungsanlage 1 weist eine Messeinrichtung 17 zur Messung der umgewälzten Sole auf. Die Messeinrichtung 17 ist als Leitfähigkeitsmesser ausbildet. Die Messeinrichtung 17 ist bevorzugt im Gradierwerk 14, genauer im Umwälzbecken 11 angeordnet.
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Die Soleaufbereitungsanlage 1 weist ferner einen Behälter 18 zur Bevorratung der aufkonzentrierten Sole auf. Der Behälter 18 ist strömungstechnisch einerseits mit dem Gradierwerk 14 und andererseits mit dem Schwebebecken 19 verbunden. Das Volumen des Behälters 18 beträgt ein Vielfaches des Schwebebeckens 19, mindestens aber das Doppelte.
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Die Soleaufbereitungsanlage 1 weist eine Kläreinrichtung 23 zur Reinigung der im Schwebebecken 19 verwendeten Sole auf. Diese hat den Vorteil, dass die aufkonzentrierte Sole mehrmals verwendet werden kann, was Umwelt und Ressourcen schont.
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Mittels der in 1 dargestellten Soleaufbereitungsanlage 1 kann das folgende Verfahren durchgeführt werden:
- In einem ersten Schritt wird die Rohsole aus der ortsgebundenen Solequelle 2 gefördert. Bevorzugt wird die Rohsole aus der Solequelle 2 gepumpt.
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In einem nächsten Schritt wird die Rohsole aufbereitet, mindestens enteisent. Die Aufbereitung erfolgt mittels einer Oxidationsreaktion in der Rohsole. Hierfür wird die Rohsole in den Riesler 4 geführt. Der Rohsole wird Umgebungsluft mittels eine Gebläses 5 zugeführt, so dass die Eisen(II)- und/oder Mangan(II)-Verbindungen durch den in der Umgebungsluft befindlichen Sauerstoff zu Eisen- und Manganoxid oxidiert werden. Die „verbrauchte“ Luft aus dem Gebläse 5 wird über die Abluft 6 abgeführt.
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Bei hohen Mengen an gelösten Eisen(II)- und/oder Mangan(II)-Verbindungen wird die Sole vom Riesler 4 in eine Oxidationsstation weitergeleitet. In der Oxidationsstation wird zusätzlich mittels einer Dosierstation 7 der Sole ein starkes Oxidationsmittel wie beispielsweise Kaliumpermanganat zugeführt.
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Alternativ oder zusätzlich wird die Sole mittels eines Oxidators 8 weiterhin aufgearbeitet. Der Oxidator 8 bildet unter katalytischer Spaltung von Wasserstoffperoxid Sauerstoff, mit welchem die in der Sole befindlichen Eisen(II)- und oder Mangan(II)-Verbindungen oxidiert werden, einen Feststoff bilden und ausfallen.
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Der ausgefallene Feststoff wird gefiltert. Bei dem Filtervorgang setzen sich die Filter zu. Es ist deshalb vorgesehen, dass die Filter regeneriert werden. Die Filter werden hierfür mit Filterrückspülwasser ausgespült. Alternativ werden die Filter ausgewechselt.
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Die aufbereitete bzw. zumindest enteisente Sole wird zwischengelagert. Die Zwischenlagerung kann beispielsweise in einem Pufferspeicher 10 erfolgen.
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In einem weiteren Schritt wird eine vorgebbare Menge an aufbereiteter Sole in das Gradierwerk 14 geleitet. Hierfür wird das Ventil 12 geschlossen, so dass im geschlossenen Zustand des Ventils 12 keine aufbereitete Sole in das Gradierwerk 14 nachfließen kann.
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Im Gradierwerk 14 wird die aufbereitete Sole über eine vom Gradierwerk 14 bereitgestellte Gradierfläche 15 im Umwälzbetrieb geführt. Bevorzugt wird die Sole über die Gradierfläche 15 gepumpt. Die aufbereitete Sole wird mehrmals über die Gradierfläche 15 geführt und umgewälzt. Die Sole wird im Umwälzbetrieb aufkonzentriert.
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Es wird die Salzkonzentration der umgewälzten Sole gemessen. Bevorzugt wird die Salzkonzentration im Umwälzbecken 11 gemessen. Bei Erreichen einer vorgebbaren Salzkonzentration wird der Umwälzbetrieb beendet. Das bedeutet, dass der Pumpvorgang der Umwälzpumpe 13 über die Gradierfläche 15 beendet wird.
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Im nächsten Schritt wird die umgewälzte Sole bevorzugt in den Behälter 18 überführt. In dem Behälter 18 wird die umgewälzte Sole bevorratet. Das ermöglicht, die Sole je nach Bedarf in einer vorgebbaren Menge in das Schwebebecken 19 zu überführen. Ist aufgrund der Besucherzahl das Schwebebecken 19 weniger benutzt, wird weniger Sole in das Schwebebecken 19 überführt. Ist umgekehrt der Besucherbetrieb erhöht, wird entsprechend mehr Sole in das Schwebecken 19 überführt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Soleaufbereitungsanlage
- 2
- Solequelle
- 3
- Aufbereitungsanlage
- 4
- Riesler
- 5
- Gebläse
- 6
- Abluft ins Freie
- 7
- Dosiervorrichtung
- 8
- Oxidator
- 9
- Filteranlage
- 10
- Pufferspeicher
- 11
- Umwälzbecken des Gradierwerks
- 12
- Ventil
- 13
- Umwälzpumpe
- 14
- Gradierwerk
- 15
- Gradierfläche
- 16
- Auffangvorrichtung
- 17
- Messeinrichtung
- 18
- Behälter
- 19
- Schwebebecken
- 20
- Regenerationsanlage
- 21
- Wasserquelle
- 22
- Wasserbehälter
- 23
- Kläreinrichtung
