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Verfahren zur Blimination von pathogenen Keimen aus Wasser Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Elimination von pathogenen Keimen aus Wassör, insbesondere
aus stark verseuchtem Abwasser unter Anwendung bestimmter Pflanzenarten.
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Es ist bekannt, mit pathogenen Keimen verseuchtes Abwasser z.3. durch
sogenannte "Oxydationsgräben" oder andere Kläralagen zu entkeimen. Hierbei wird
das einlauf ende, unbehandelte Abwasser in einen O-förmigen Graben geleitet und
durch Burstenw walzen in Bewegung gebracht und mit Sauerstoff angereichert.
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Anschließend Zäßt man dieses Grabenwasser eine gewisse Zeit sedimentieren
und Kann durch eine Kipprinne ablaufen.
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Während der Sedimentierungs- und Anlaufzeit läuft unbehandeltes Wasser
in einen Zwillingsgraben ein.
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Es hat sich jedoch gezeigt, daß die hierdurch erzielte Verringerung
der pathogerlen Keime im Wasser unbefriedigend ist.
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Hinzu kcrnmt, daß durch das System der Belu'ftungswalze sehr
viel
Schlamm entsteht, dessen Beseitigung besondere zusätzliche Anlagen erforderlich
macht.
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ES ist auch bekannt, pathogene Keime aus Wasser mittels bakteriendichter
Filter zu entfernen. Für eine technische Anlage scheidet dies jedoch infolge des
großen erfomderlichen Aufwandes aus.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines einfachen, in beliebigem
Maßstabe anwendbaren Verfahrens zur Entkei mung von Wasser, insbesondere von stark
mit pathogenen Keimen belastetem Abwasser.
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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur
Elimination von pathogenen Keimen aus Wasser, welches darin besteht, daß das keimhaltige
Wasser durch den Wurzelbereich von Pflanzungen, welche Pflanzen mit Knöllchenbakterien,
vorzugsweise Alnus-Arten, enthalten, geleitet wird.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß Pflanzen mit Knöllchenbakterien
pathogene Keime, wie Eschericlilia coli und Enterokokken, Salmonellen und dgl.,
in Wasser abzwröten vermögen, wenn das zu reinigende Wasser mit dem Wurzelbereich
dieser Pflanzen in berührung gebracht wird. Es wird angenommen, daß diese Wirkung
mit den Wurzelknöllchen dieter Pflanzen zusammenhängt, die als Stickstoffsammler
bekannt sind. Vermutlich werden in den Erlenknöllchen eine oder mehrere Substanzen
mit antibiotischer Wirksamkeit gebildet und an die Pflanze abgegeben. Die Pflanze
selbst kann dann den Wirkstoff an das Wasser abgeben, wo die pathogene Keime abgetötet
werden. Es wird angenommen, daß diese Wirksubstanz dem Streptomycin nahestebt.
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Als Pflanzen mit I(nöllchenbakterin werden Alnus-Arten, insbesondere
Alnusglutinosa bsvorzugt. Ein anderes Beispiel für geeignete Pflanzen ist die Akazie.
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Besonders zweckmämig ist es, Alnus glutinosa in efinem flschen Graben
oder in mehreren derartigen Gräben anzupflanzen, deren Breite so bemessen ist, daß
die heckenartigen Pflaug@ngen gut zu kontrollieren und in Stand zu halten sind und
das fallende Iaub im Herbst gut abgeherkt werden kann. Die Verweilzeit des Wassers
in diesem Graben richtet sich nach dem Grad des Befalls mit pathogenen Keimen und
läft sich durch einfache Mittel regulieren. Beispielsweise können flache Staustufen
in den Gräben angeordnet wc'den, in denen das Wasser im ge-iinschten Ausmaä zurückgehalten
wird. Um bei gröPeren anfallenden Wassermengen eine möglichst gute Ausnutzung der
Pflanzen zu erbalten, werden mehrere flache Gräben parallel angeordnet, die am Ablaufende
auch einen Quergraben verbunden werden, aus dem das biologisch gereinigte Abwasser
dann weitergeleitet werden kann.
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Besonders gute Ergebnisse wurden erzielt, wenn Alnus glutinosa in
Kombination mit anderen Pflanzen verwendet wird, wobei insbesondere Mentlla aquatica
(Wasserminze) und iris pseudacarus (gelbe Schwertlilie) hervorragende Ergebnisse
in Kombination mit Alnus glutinosa ergaben. Vorzugsweise werden daher diese Pflan
zenarten mit Alnus glutinosa kombiniert agewendet. Gute Ergebni sse wurden aber
auch bei Anwendung von Alisma plantego (Froschlöffel), Juncus cflusus (Saure Wiesenbinse),
Scirpus lacustris (Flechtbinse) und Phragmites eommunis (Schilf) erzielt.
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Bei Kombination von Alnus glutinosa mit einer oder mehreren der anderen
erwähnen Pflanzenarten geht man zweckmäßig so vor, daß das belasterte wasser zuerst
mit Alnus glutinosa in Berührung g bracht und danach mit der weiteren oder den weiteren
Pflanzen arten zusammengebracht wird. Dies kann zweckmäßig so erfolgen, daß bei
Anwendung mehrerer parallel angeordneter Gräben mit Alnus glutinosa der Quergraben
mit Mentha aquatica allein oder zunammen mit Iris pseudacaraus bepflanzt wird. Hierbei
kommt Mchtha aquatiea eine besonders gute Wirksamkeit zur Entfernung restlicher
Keime zu, während Iris pseudacarus sich besonders dureb eine ga@@@ährige Wirkaamkeit
auszeichnet, die auch in der ungünstigen, d.h. kalten @ahreszeit noch eine zuverlässige
Entf@@nung der Keime sicherstellt. Dioge Anordnung hat auch den
Vorteil,
aa> die kleinen Blätter von Metha aquatica aus dem Wasser schlecht zu entfernen
sind und bei Anordnung in einem an Schluß der Anlage geschalteten Quergraben leicht
ausgetragen werden. In dieser Hinsicht eignet sich die Kombination mit Scirpus lacustris
besonders in solchen Fällen, wo eine sekundäre Verschmutzung durch Blätter oder
Halme unbedingt vermieden werden soll.
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Bei besonders hohen Salmonellengehalt wird die Kombination von Alnus
glutinosa mit Alisma plantago bevorzugt, da letzterer Pflanze hierin eine besonders
gute Wirksamkeit zukommt, welche sogar der von Mentha aquatica kaum nachsteht.
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Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur alleinigen Anwendung
bei der Entfernung von pathogenen Keimen aus Wasser. Da das zu reinigende Wasser
jedoch vielfach ein Abwasser mit sehr hoher Verseuchung darstellt, wird zweckmäßig
eine übliche Kläranlage vorgeschaltet. Bevorzugt wird hierbei die Kombination mit
einer Oxydationsgrabenkläranlage, da diese zwar hohe Verschratzungsgrade relativ
rasch absenkt, den Restgehalt an pathogenen Keimen aber nicht mehr entfernen kann.
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Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung weiter.
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Beispiel A. Oxydationsgrabenmethode (Stand der Technik) Die Abwässer
eines IOankenhauses mit Isolierstation wurden einer wie folgt aufgebauten Oxydationsgrabenkläranlage
zugefünrt:-Bas einlaufende unbehandelte Abwasser wird in einen O-förmigen Graben
geleitet und durch Bürstenwalzen in Bewegung gebracht und mit Sauerstoff angereichert.
Während dieses Grabenwasser anschließend 1 Stunde sedimentiert und danach 1 Stunde
durch eine Kipprinne abläuft, läuft in einem Zwillingsgraben unbehandeltes Wasser
wähnend dieser Sedimentations- und Ablaufzeit ein. Die beiden O-förmien Gräben sind
durch einen Quergraben miteinander verbunden, so daß kein Hochwasser entstehen kann.
Unterhalb der Anlage sind Schlammbeete angeordnet. Das gereinigte Auslaufwasser
weist nach der Behandlung im Oxydationsgraben eine immer noch sehr hohe Belå-stWmg
durch pathogene Keime auf, wie die in der nachstehenden Tabelle angegebenen Grientierungszahlen
(Durchschnittszahlen in 1 ml)
für bestimmte charakteristische Verunreinigungen
zeigen:
| E.coli Enterokokken Salmonellen |
| Auslauf aus dem Winter ca 2000 50 - 1000 350 - 500 |
| O-Graben Sommer ca 35000 560 -15000 |
| Im Schlamm |
| (ai-0kt.> 30 000 - 50 000 4000 - 50 000 8 000 - 50 0(X) |
| Im Schalmm- |
| (Mai-Okt.)-wasser 20 000 - 25 000 800 - 10 000 6 000 - 10 000 |
B. Erfindungsgemäßes Verfahren Es wurde eine Anlage verwendet, wie in Figur 1 der
beigefügter Zeichnung dargestellt.
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Vier flache parallele Gräben 1 mit leicht V-förmigem Querschnitt,
die eine Breite von etwa 1 m und eine Länge von etwa 30 m aufwiesen, wurden an ihrem
Zulaufende durch einen Zulaufgrabeu 1 und an ihrem Ablaufende durch einen Sammelgraben
4 verbunden.
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In den Gräben 2 wurden Alnus glutinosa-Pflanzen 3 heckenartig angeordnet.
Der Sammelgräben 4 wurde an beiden Seiten mit Menthon aquatica 5 und Iris pseudacarus
6 bepflanzt. Die parallelen Graben 2 wiesen Je vier flache Staustufen 7 auf, die
in gleichmä-Bigem Abstand voneinander angeordnet waren.
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In den Zulauf und Verteilergraben wurde das in Beispiel A mit seiner
durchschnittlichen Verunreinigung näher beschriebene Abwasser eingeleitet, welches
aus der Oxydationsgrabenanlage stammte. Im Ablauf des Sammelgrabens 4 wurden im
Verlauf von etwa einem Jahr folgende Restkeimzahlen bestimmt:
Meßtag
Temp.Luft Wasser E.coli Enterokokken Salmonellen 19. 1. + 4 - 3 30 25 30 E 7 6 10
A 29. 6. 12,5 16,2 720 50 0 R 7 20 0 15. 7. 15,0 8,0 100 35 6 E 80 6 0 S 23. 7.
17,0 14,5 350 56 5 E 30 0 0 30. 9. 22,0 13,0 700 ? 500 E 15 ? 3 A 9. 9. 26,0 15,Q
3000 300 150 z 15 ? O A 1.12. 8,0 9,0 22 50 50 E 1 6 1 A E = Einlauf A = Auslauf
Die Länge der Anlage betrug nur 4 m. Bei Verlängerung der Anlage kann man bis Null
kommen.
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Die oben dargestellten Werte zeigen, daß die Keimzahl durch das erfindungsgemäße
Verfahren auf sehr geringe Werte vermindert wird Die erfindungsgemäße Anlage bedarf
nur eines äußerst geringen Wartungsaufwandes, der sich im wesentlichen auf das Entfernen
der abgefallenen Blätter im Herbst beschränkt. Besonders überraschend ist, daß auch
in der kalten Jahreszeit die Wirksamkeit sehr gut ist.