DE202021105787U1

DE202021105787U1 - Gewässerfilteranlage

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Publication number: DE202021105787U1
Application number: DE202021105787.4U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-10-22
Filing date: 2021-10-22
Publication date: 2022-01-14
Anticipated expiration: 2031-10-23

Abstract

Gewässerfilteranlage (1) umfassend als erste Filterstufe (3) eine Mehrzahl von in einer ersten Reihe angeordneten würfelförmigen Filterboxen (6),
wobei vorzugsweise zwei oder mehr Reihen von in Reihe angeordneten Filterboxen (6) aufeinander lagern,
wobei die Filterboxen (6) an wenigstens zwei Seiten, vorzugsweise an allen sechs Seiten, ein Gerippe (8) zum Durchlass von Wasser aufweisen,
wobei die Filterboxen (6) an wenigstens zwei Seiten durch mindestens ein Wasserentnahmerohr (20) verbunden sind,
wobei das Wasserentnahmerohr (20) Öffnungen zur Aufnahme des gereinigten Wassers aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gewässerfilteranlage.
Solche Gewässerfilteranlagen werden auch als Geophytofilter bezeichnet; sie dienen der Reinigung von Wasser in stehenden oder langsam fließenden Gewässern mit Verschmutzungen überwiegend aus besiedelten Gebieten. Derartige Gewässerverunreinigungen liegen in praktisch allen innerstädtischen Gewässern vor. Begründet sind derartige Gewässerverunreinigungen durch Kot von beispielsweise Vögeln, wie z. B. Enten oder Schwäne, aber auch von Verunreinigungen durch Laub von in der Nähe des Gewässers stehenden Bäumen. Solche Verunreinigungen können im Ernstfall dazu führen, dass ein Gewässer umkippt. Das heißt, dass der Sauerstoffgehalt bestimmte Grenzwerte unterschreitet, was schlussendlich dazu führt, dass Fische und andere Lebewesen im Wasser absterben. Ist ein Gewässer erst einmal „abgestorben“ oder umgekippt, ist der Aufwand, um ein solches Gewässer als Lebensraum für beispielsweise Fische wieder herzustellen, verhältnismäßig hoch. Vielfach muss erst Gewässerschlamm entfernt werden, um die Möglichkeit zu eröffnen, ein solches Gewässer mit Sauerstoff anzureichern.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht demzufolge darin, ein Umkippen eines Gewässers zuverlässig zu verhindern und darüber hinaus dafür zu sorgen, dass eine erfindungsgemäße Gewässerfilteranlage auch leicht gereinigt werden kann.
Die Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. So ist im Einzelnen vorgesehen, dass die Gewässerfilteranlage eine erste Filterstufe umfasst, wobei die erste Filterstufe eine Mehrzahl von in einer ersten Reihe angeordneten würfelförmigen Filterboxen aufweist, wobei vorzugsweise zwei oder mehr Reihen von in Reihe angeordneten Filterboxen auf der ersten Reihe lagern, wobei die Filterboxen wenigstens an zwei Seiten, vorzugsweise an allen sechs Seiten, ein Gerippe zum Durchlass von Wasser aufweisen.
Die Filterboxen haben vorzugsweise eine Größe von 0,6 m x 0,6 m x 0,6 m und weisen vorteilhaft ein wasserreinigendes Substrat, z. B. Sand oder Kies, auf, wobei das gereinigte Wasser aus den Filterboxen an wenigstens einer Seite der Filterboxen durch ein Wasserentnahmerohr in das Gewässer zurückgeleitet wird. Somit sind die insbesondere aus Kunststoff ausgebildeten Filterboxen der unteren Reihe hierbei an wenigstens zwei ihrer Seiten durch mindestens ein Wasserentnahmerohr miteinander verbunden.
Das Wasserentnahmerohr zeichnet sich durch auf dem Umfang des Wasserentnahmerohrs angeordnete Öffnungen zur Aufnahme des aus dem Reinigungssubstrat austretenden Wassers auf.
Der Kern der Erfindung besteht darin, eine Gewässerfilteranlage bereitzustellen, die aus einer Vielzahl von einzelnen Filterelementen besteht, nämlich den bereits zuvor angesprochenen aufeinander angeordneten Reihen von würfelförmigen Filterboxen, wobei die untere Reihe der Filterboxen untereinander durch das Wasserentnahmerohr miteinander in Verbindung stehen. Die Filterboxen sind beginnend mit den Filterboxen der obersten Reihe einzeln der Gesamtgewässerfilteranlage entnehmbar, um gegebenenfalls das in den würfelförmigen Filterboxen vorhandene Reinigungssubstrat auszutauschen oder aber, je nachdem welches Filtergut diese würfelförmigen Filterboxen aufweisen, eine solche Filterbox zur Reinigung rückzuspülen.
In Bezug auf die Filterboxen kann vorgesehen sein, dass diese entweder mit einem wasserreinigenden Substrat, z. B. Kies, Sand oder ähnlichem versehen sind, oder aber leer sind. Das heißt, im ersten Fall werden die Pflanzen in das Substrat einwachsen oder, wenn die Filterboxen leer sind, würden sich Wasserwurzeln bilden, die Nährstoffe aus dem Wasser herausfiltern. Die Pflanzwurzeln würden dann ein intensives Unterwasserwurzelgeflecht ausbilden. Das gereinigte Wasser wird durch das Wasserentnahmerohr abgeführt.
Nach einer Variante kann hierbei das wasserreinigende Substrat wie z. B. Kies oder Sand, als Phosphatadsorber Eisen, Aluminium oder Calcium aufweisen, sodass Phosphate ausgefällt werden.
Weiterhin hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Filterboxen, deren Oberseite der Wasseroberfläche am nächsten liegt, mit mindestens einer Vegetationsträgermatte abgedeckt sind. Eine solche Vegetationsträgermatte besteht beispielsweise aus Kokosfasern oder Textilvliesen, und gibt den Pflanzen auf den Gitterboxen Halt. Schlussendlich arbeiten sich ab hier die Pflanzenwurzeln durch diese Vegetationsträgermatte hindurch in die Gitterboxen hinein. Es sei an dieser Stelle noch einmal darauf hingewiesen, dass man auch die Pflanzen unmittelbar mit ihren Wurzeln in die Gitterboxen einsetzen kann. Der Vorteil solcher Gitterboxen ohne Substrat bestünde auch darin, dass Fische in diesen Boxen laichen könnten bzw. Jungfische, die sich dort aufhalten vor dem Zugriff von Raubfischen geschützt werden.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
So ist insbesondere vorgesehen, dass das Wasserentnahmerohr endseitig an mindestens einer Pumpe angeschlossen ist, um einen Unterdruck im Wasserentnahmerohr bereitzustellen. Das heißt, dass schlussendlich durch die Pumpe das Wasser aus dem Gewässer angesaugt wird, um einen gewissen Wasserdurchsatz zu gewährleisten, der in einem vorbestimmbaren Zeitraum eine im Wesentlichen vollständige Filtrierung des Wassers des Gewässers ermöglicht.
Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Gewässerfilteranlage zwei Filterstufen umfasst, wobei die zweite Filterstufe parallel zu der ersten Filterstufe in der Gewässerfilteranlage angeordnet ist. Es hat sich herausgestellt, dass Gewässer, die umgekippt sind, also einen Sauerstoffgehalt von nahezu 0 aufweisen, häufig stark mit Phosphat belastet sind. Während in der ersten Filterstufe die einzelnen Filterboxen ein Substrat aufweisen, das bevorzugt Schwebeteilchen aus dem Wasser des Gewässers herausfiltert, dient die zweite Filterstufe dazu, den Phosphatgehalt im Gewässer zu reduzieren, beispielsweise dadurch, dass das Substrat Sesquioxide aufweist. Das heißt, das Wasser des Gewässers durchströmt das Substrat, das vorteilhaft in einem wasserdurchlässigen Substratsack untergebracht ist, und wird an der Unterseite von einem Wasserentnahmerohr aufgefangen, das ebenfalls mit einer Pumpe verbunden ist, um in gleicher Weise wie zuvor beschrieben dafür zu sorgen, dass eine bestimmte Menge an Wasser pro Zeiteinheit gefiltert werden kann, um in einer vorbestimmbaren Zeit das zu reinigende Wasser ein oder mehrmals pro Zeiteinheit durch die Gewässerfilteranlage zu transportieren.
Im Einzelnen ist in Bezug auf die zweite Filterstufe vorgesehen, dass mindestens ein rohrförmiger Reinigungshohlkörper in zwei übereinander angeordneten Filterboxen angeordnet ist. Der mindestens eine Reinigungshohlkörper weist hierbei zumindest einen Zulaufschlitz zur Reinigung des Wassers aus der ersten Filterstufe auf, wobei der Reinigungshohlkörper ein in einem Behältnis, z. B. einem wasserdurchlässigen Sack, angeordnetes Reinigungssubstrat aufweist, beispielsweise eisenhaltiges Substrat, das von dem in den Zulaufschlitz eintretenden Wassers durchströmt wird. Im Bereich der Unterseite oder an der Unterseite des Reinigungshohlkörpers befindet sich ein Wasserentnahmerohr, das auf seinem Umfang eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, um das durch den Reinigungshohlkörper gefilterte Wasser in diesem Wasserentnahmerohr zu sammeln und über gegebenenfalls einen Pumpenschacht dem Gewässer zuzuführen. Dieses Wasserentnahmerohr führt dann nicht nur gereinigtes Wasser der zweiten Filterstufe, sondern auch solches der ersten Filterstufe.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gewässerfilteranlage auf einem Podest lagert. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Filteranlage nicht in dem Schlamm des Gewässers versinkt.
Als vorteilhaft hat sich ebenfalls herausgestellt, wenn die Gewässerfilteranlage im Uferbereich des Gewässers gelagert ist.
Weiterhin hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Filterboxen und/oder der mindestens eine rohrförmige Reinigungshohlkörper einzeln der Gewässerfilteranlage entnehmbar sind, um so in Anbetracht der Schmutzbelastung des oder der jeweiligen Filterboxen und/oder Reinigungshohlkörper einen Austausch dieser Filterelemente vorzunehmen.
Als besonders vorteilhaft hat sich in diesem Zusammenhang herausgestellt, wenn das Wasserentnahmerohr entsprechend der Breite des rohrförmigen Reinigungshohlkörpers und/oder der Filterbox segmentiert ist, um sowohl die Filterbox als auch den rohrförmigen Reinigungshohlkörper gesondert der jeweiligen Filterstufe entnehmen zu können.
Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass das Wasserentnahmerohr endseitig vorteilhaft in einem Pumpenschacht mündet, wobei durch die Pumpe ein vorbestimmbarer Unterdruck im Wasserentnahmerohr bereitgestellt wird, der schlussendlich dafür sorgt, dass eine gewisse, vorbestimmbare Menge des gereinigten Wassers kontinuierlich der Gewässerfilteranlage zugeführt wird.
Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn die Filterboxen eine sich über sämtliche Filterboxen erstreckende Belüftungsleitung aufweisen, durch die Luft in das gefilterte Wasser oder zu filternde Wasser geleitet wird. Auch eine solche Belüftungsleitung weist auf ihrem Umfang eine Mehrzahl von Öffnungen zum Auslass von in die Belüftungsleitung gepumpter Luft auf.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der rohrförmige Reinigungshohlkörper am oberen Ende einen Deckel aufweist, um sich Zugang zum Innern des rohrförmigen Reinigungshohlkörpers zu verschaffen, mit dem Ziel, den in dem Reinigungshohlkörper angeordneten mindestens einen Sack mit Reinigungssubstrat bei Verschmutzung auszutauschen. Der Deckel ist hierbei vorteilhaft von oben zugänglich, wobei der Deckel bevorzugt über die Wasseroberfläche des Gewässers übersteht.
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielhaft näher erläutert.

1 zeigt eine Seitenansicht auf die Gewässerfilteranlage im Schnitt;
2 zeigt eine Ansicht gemäß dem Pfeil II auf die Gewässerfilteranlage;
3 zeigt einen rohrförmigen Reinigungshohlkörper im Schnitt.

Gemäß 1 ist eine Gewässerfilteranlage 1 vorgesehen, wobei die Gewässerfilteranlage 1 zwei Filterstufen aufweist, nämlich eine erste Filterstufe 3 und eine zweite Filterstufe 4. Beide Filterstufen 3 und 4 umfassen zwei Reihen von zwei übereinander angeordneten Filterboxen 6. Erkennbar zeigen die Filterboxen 6 ein Gerippe 8, um dem zu reinigenden Wasser des Gewässers 10 einen möglichst geringen Strömungswiderstand bei Durchströmen der Filterboxen entgegenzusetzen. Die beiden Filterstufen 3 und 4 der Gewässerfilteranlage 1 lagern auf einem Podest 12, das dafür sorgt, dass die Gewässerfilteranlage 1 nicht im Schlamm eines zu reinigenden Gewässers versinkt. Darüber hinaus bildet das Podest 12 eine ebene Fläche. Auf den Filterboxen 6 findet sich eine Vegetationsträgermatte 2, z. B. aus Kokos zur Aufnahme der Wurzeln von Pflanzen, um diesen Halt zu geben.
Erkennbar ist, dass zwei übereinander angeordnete Filterboxen 6 einen rohrförmigen Reinigungshohlkörper 14 aufweisen (3), wobei derartige Reinigungshohlkörper 14, die nicht aneinander anschließen, in den Filterboxen 6 angeordnet sind. Das heißt zwischen den einzelnen Reinigungshohlkörpern 14 besteht ein seitlicher Abstand; somit weist beispielsweise nur jedes zweite Paar von übereinander angeordneten Filterboxen 6 einen solchen Reinigungshohlkörper 14 auf. Die nicht mit einem Reinigungshohlkörper 14 belegten Filterboxen 6 sind mit gewöhnlichem Reinigungssubstrat, z. B. Kies und/oder Sand, gefüllt, um beispielsweise Schwebeteilchen aus dem Wasser des Gewässers 10 herauszufiltern.
Der rohrförmige Reinigungshohlkörper 14 weist, wie sich dies aus 3 ergibt, etwa auf der Mitte, also etwa auf halber Höhe, Öffnungen in Form von Zulaufschlitzen 16 auf, durch die das zu reinigende Wasser durch den in dem Reinigungshohlkörper 14 angeordneten wasserdurchlässigen Substratsack 18b mit einem Reinigungssubstrat hindurchgeleitet wird, wobei bei einem Substrat, z. B. Kies und/oder Sand, durch Zuschlagstoffe wie z. B. Sesquioxiden, der Phosphatgehalt im Wasser reduziert werden kann. Vorteilhaft kann hierbei vorgesehen sein, dass der obere Substratsack 18a lediglich eine Reservefunktion hat, um für den Fall, dass der untere Substratsack 18b ausgetauscht werden muss, der Substartsack 18b entnommen wird und der obere Substratsack 18a anstelle des unteren Substratsackes 18b die weitere Reinigung des Wassers im Reinigungshohlkörper vornimmt.
Am Grund der Gewässerfilteranlage 1 mit zwei Filterstufen bildenden Filterboxen befindet sich das Wasserentnahmerohr 20. Dieses Wasserentnahmerohr 20 nimmt, wie sich dies aus der Darstellung gemäß 1 ergibt, zum einen das aus dem Substratsack 18b austretende Wasser auf, aber auch das Wasser, welches beispielsweise durch das Substrat zur Reinigung des Wassers von Schwebeteilchen in den Filterboxen 6 geführt wird. Insofern weist das Wasserentnahmerohr 20 auf seinem Umfang eine Vielzahl von Öffnungen auf, um eben dieses gefilterte Wasser zu sammeln, und, wie sich dies aus der 2 ergibt, den entsprechenden Pumpenschächten 22 zuzuführen, in denen die Pumpen 24 angeordnet sind.
Die Pumpen 24 besitzen Schieber, um den Volumenstrom regeln zu können. Im Einzelnen sind die Pumpen 24 in den Pumpenschächten 22 als Kreiselpumpen mit einem Diffusor und einer Rückschlagklappe ausgebildet.
Das Wasserentnahmerohr 20 ist endseitig mit einem Deckel 26 versehen, um sicherzustellen, dass im Wesentlichen das Wasser durch die Filterboxen bzw. den rohrförmigen Reinigungshohlkörper mit dem Substratsack 18b angesaugt wird. Der rohrförmige Reinigungshohlkörper 14 mit den beiden übereinander angeordneten Reinigungs- oder Substratsäcken 18a, 18b weist auf seiner Oberseite einen Deckel 19 auf, der bei Abnahme das Innere des rohrförmigen Reinigungshohlkörpers 14 zugänglich macht, um beispielsweise die Substratsäcke 18a, 18b auszutauschen, wie dies bereits geschildert worden ist.
Parallel zu dem Wasserentnahmerohr 20 kann eine Belüftungsleitung 30 vorgesehen sein, die sich ebenfalls durch eine Vielzahl von Öffnungen auf der Mantelfläche auszeichnet, wobei die Belüftungsleitung 30 mit Luft beaufschlagt wird, um eine Anreicherung des Wassers des Gewässers 10 mit Sauerstoff zu ermöglichen.
Im vorliegenden Beispiel mit zwei parallelen Reihen von übereinander angeordneten Filterboxen 6, wobei die eine Reihe die Reinigungshohlkörper 14 aufweist, ist ein Wasserentnahmerohr 20 ausreichend, um für einen ausreichenden Volumenstrom an gereinigtem Wasser zu sorgen.
Bei mehr als zwei parallelen Reihen von Filterboxen 6 kann es erforderlich sein, mehrere Wasserentnahmerohre 20 vorzusehen.
Bezugszeichenliste

1: Gewässerfilteranlage
2: Vegetationsträgermatte
3: erste Filterstufe
4: zweite Filterstufe
6: Filterbox
8: Gerippe
10: Gewässer
12: Podest
14: Reinigungshohlkörper
16: Zulaufschlitz
18a: (Reserve-)Substratsack
18b: (aktiver) Substratsack
19: Deckel
20: Wasserentnahmerohr
22: Pumpenschacht
24: Pumpe
30: Belüftungsleitung

Claims

Gewässerfilteranlage (1) umfassend als erste Filterstufe (3) eine Mehrzahl von in einer ersten Reihe angeordneten würfelförmigen Filterboxen (6), wobei vorzugsweise zwei oder mehr Reihen von in Reihe angeordneten Filterboxen (6) aufeinander lagern, wobei die Filterboxen (6) an wenigstens zwei Seiten, vorzugsweise an allen sechs Seiten, ein Gerippe (8) zum Durchlass von Wasser aufweisen, wobei die Filterboxen (6) an wenigstens zwei Seiten durch mindestens ein Wasserentnahmerohr (20) verbunden sind, wobei das Wasserentnahmerohr (20) Öffnungen zur Aufnahme des gereinigten Wassers aufweisen.
Gewässerfilteranlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserentnahmerohr (20) endseitig an mindestens einer Pumpe (24) angeschlossen ist, um einen Unterdruck im Wasserentnahmerohr (20) bereitzustellen.
Gewässerfilteranlage (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewässerfilteranlage (1) zwei Filterstufen (3, 4) umfasst, wobei die zweite Filterstufe (4) parallel zu der ersten Filterstufe (3) in der Gewässerfilteranlage (1) angeordnet ist.
Gewässerfilteranlage (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Filterstufe (4) mindestens einen rohrförmigen Reinigungshohlkörper (14) aufweist, der in mindestens einer, vorzugsweise zwei übereinander angeordneten Filterboxen (6) einsitzt, wobei der mindestens eine Reinigungshohlkörper (14) mindestens einen Zulaufschlitz (16) für Wasser aus der ersten Filterstufe (3) aufweist, wobei der jeweilige Reinigungshohlkörper (14) ein in einem Behältnis angeordnetes Reinigungssubstrat (18a, 18b) aufweist, das von dem durch den Zulaufschlitz (16) eintretenden Wassers durchströmt wird, wobei im Bereich der Unterseite des mindestens einen Reinigungshohlkörpers (14) das den Reinigungshohlkörper (14) durchlaufende Wasser durch mindestens ein Wasserentnahmerohr (20) gesammelt wird und dem Gewässer zugeführt wird.
Gewässerfilteranlage (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserentnahmerohr (20) auf seinem Umfang Öffnungen zum Eintritt des gefilterten Wassers aufweist.
Gewässerfilteranlage (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserentnahmerohr (20) endseitig mindestens eine Pumpe (24) aufweist, um einen Unterdruck im Wasserentnahmerohr (20) bereitzustellen.
Gewässerfilteranlage (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewässerfilteranlage (1) auf einem Podest (12) lagert.
Gewässerfilteranlage (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewässerfilteranlage (1) im Uferbereich des Gewässers (10) gelagert ist.
Gewässerfilteranlage (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterboxen (6) und/oder der mindestens eine rohrförmige Reinigungshohlkörper (14) einzeln der Gewässerfilteranlage (1) entnehmbar sind.
Gewässerfilteranlage (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Pumpe (24) des Wasserentnahmerohres (20) in einem Pumpenschacht (22) angeordnet ist, der in Verbindung mit dem Gewässer (10) steht.
Gewässerfilteranlage (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterboxen (6) eine Belüftungsleitung (30) aufweisen.
Gewässerfilteranlage (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungsleitung (30) auf ihrem Umfang eine Mehrzahl von Öffnungen zum Auslass von in die Belüftungsleitung (30) gepumpter Luft aufweist.
Gewässerfilteranlage (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Reinigungshohlkörper (14) durch einen abnehmbaren Deckel (19) von oben zugänglich ist.
Gewässerfilteranlage (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserentnahmerohr (20) entsprechend der Breite des rohrförmigen Reinigungshohlkörpers (14) und/oder der Filterbox (6) segmentiert ist, um einzelne rohrförmige Reinigungshohlkörper (14) und/oder Filterboxen (6) entnehmen zu können.
Gewässerfilteranlage (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterboxen (6), deren Oberseite der Wasseroberfläche am nächsten liegt, mit mindestens einer Vegetationsträgermatte (2) abgedeckt sind.
Gewässerfilteranlage (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterboxen (6) ein wasserreinigendes Substrat, z. B. Kies oder Sand, aufweisen.
Gewässerfilteranlage (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das wasserreinigende Substrat als Phosphatadsorber Sesquioxide oder andere phosphatbindende Stoffe aufweist.