DE3238366C2

DE3238366C2 - Vorrichtung für Aquarien zur Behandlung verunreinigter Wässer

Info

Publication number: DE3238366C2
Application number: DE3238366A
Authority: DE
Inventors: Adolf Ing.(grad.) 5828 Ennepetal Neuhaus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-10-16
Filing date: 1982-10-16
Publication date: 1985-05-09
Also published as: EP0175681A1; WO1985004306A1; DE3238366A1; DE3490685D2

Abstract

Die Vorrichtung zur Behandlung organisch und mechanisch verunreinigter Wässer weist in einem Behälter eine Behandlungskammer A, eine Sammelkammer B und eine Klarwasserkammer C auf. Der Behandlungskammer A wird das verunreinigte Wasser E zugeführt. In ihr ist ein wasser- und luftdurchlässiges Gehäuse vorgesehen, welches Bakterienträgermaterial G enthält, das im Wechsel zwangsweise mit dem verunreinigten Wasser E und atmosphärischer Luft F in Kontakt gebracht ist. In der am Boden des Behälters 1 vorgesehenen Sammelkammer B werden abgeschiedene Schmutzteilchen D gesammelt. Zwischen Behandlungskammer A und Klarwasserkammer C ist eine Filtercassette 5 vorgesehen, in der biologisch nicht abbaufähige Stoffe dem Wasser entzogen werden. Das Gehäuse ist als Hohlzylinder 3 ausgebildet, der so gelagert ist, daß er teilweise in atmosphärischer Luft F, teilweise in dem verunreinigten Wasser E gelagert ist. Der Antrieb des Hohlzylinders erfolgt über das zugeführte verunreinigte Wasser E selbst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für Aquarien zur Behandlung organisch und mechanisch verunreinigter Wasser, die in einem Behälter eine das verunreinigte Wasser aufnehmende Behandlungskammer, in der Behandlungskammer zur Behandlung des verunreinigten Wassers ein wasser- und luftdurchlässiges Gehäuse in der Form eines mit Bakterienträgermaterial gefüllten Hohlzylinders, der in dem Behälter gedreht und mit horizontaler Achse so gelagert ist, daß er teilweise im verunreinigten Wasser, teilweise in atmosphärischer Luft angeordnet ist, und eine Klarwasserkammer zur Sammlung und Entnahme des behandelten Wassers aufweist.

Vorrichtungen für Aquarien zur Behandlung verunreinigter Wasser werden eingesetzt, um Wasser mechanisch zu reinigen, chemisch zu entgiften und/oder mit Sauerstoff anzureichern.

Zur biologischen Behandlung von Abwasser ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt (DE-OS 27 29 341). Die bekannte Vorrichtung weist einen Tank, in dem die Behandlung durchgeführt wird, eine Schlammentfernungseinrichtung, mit deren Hilfe Schlamm aus dem Tank entfernt wird, einen oder mehrere teilweise untergetauchte perforierte Kiifige, die in dem Tank angeordnet sind und die eine Vielzahl von Kunststoff-Packkörpern enthalten, und eine Einrichtung zum Drehen der Käfige auf, so daß Bakterien-Organismen aus dem Abwasser an den Oberflächen der Kunststoff-Packköroer haften, welche mit der Drehung der Käfige abwechselnd der Luft ausgesetzt und in Wasser eingetaucht werden. Die Käfige sind als nicht unterteilte Hohlzylinder ausgeführt. Ihre Drehachse liegt oberhalb des Wasserspiegels. Für ihren Antrieb ist ein eigener Antriebsmotor erforderlich. Das Absetzen des

Schlamms erfolgt ungerichtet-willkürlich. Die Zeit, in

der die Packkörper sich in dem Abwasser befinden, ist

kürzer als die Zeit, in der sie der Luft ausgesetzt s'nd.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer

ίο gattungsgemäßen Vorrichtung den Hohlzylinder so auszubilden, daß aui energiesparende Weise eine verbesserte Reinigungsleistung erzielt wird.

Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß das Gehäuse des Hohlzylinders durch

von einem inneren Hohlzylinder ausgehende tangential nach außen verlaufende Zwischenwände in Kammern aufgeteilt ist, die mit dem Bakterienträgermaterial gefüllt sind, der Hohlzylinder mit im wesentlichen radial verlaufenden, gegenüber dem Zylindermantel entgegen

der Drehrichtung geneigten Schaufeln versehen ist, die

von dem zulaufenden verunreinigten Wasser oberhalb des Wasserpegels in Drehrichtung beaufschlagt sind,

und in dem Zylindermantel Bohrungen vorgesehen sind.

Bei der Erfindung ist ein antriebsloser Drehkörper verwendet. Seine Drehung wird durch die einseitige Beaufschlagung mit dev* zulaufenden Wasser hervorgerufen, welches ein statisches Ungleichgewicht bezogen auf die Drehachse des Drehkörpers bewirkt. Es entsteht im Sinne der Aufgabenstellung ein energiesparender Antrieb.

Bei der Erfindung erfolgt die Entfernung bzw. Mineralisierung der gelösten und ungelösten organischen Verbindungen durch sauerstoff liebende — aerobe — Bakterien und das mechanische Abscheiden von Schmutzstoffen aus dem Wasserkreislauf. Dabei wird das optimale Lebensmilieu für die Bakterien im Hinblick auf die biologische Leistungsfähigkeit angestrebt. Das optimale Lebensmilieu der aerobem Bakterienstämme basiert vornehmlich auf drei Faktoren: Feuchtigkeit, Sauerstoff, Wärme. Diese Grundlagen werden dadurch geschaffen, daß ein beliebiges Bakterienträgermaicrial — Blähton, Basaltsplitt, Kies usw. — wechselweise mit dem belasteten Wasser und atmosphärischer Luft in Kontakt gebracht wird. Entscheidend für die biologi-

sehe Leistung einer bestimmten Bakterienmenge ist nämlich die ständige und ausreichende Versorgung mit Luftsauerstoff. Bei den bekannten untergetaucht arbeitenden Systemen sind aerobe Bakterien auf den im Wasser gelösten Sauerstoff angewiesen. Das hat die ungün-

stige Wirkung, daß dem Wasser ständig gelöster Sauerstoff entzogen wird. Auch bei dem bekannten Filtersystem, das zwangsweise mit Druckluft beschickt wird, wäre eine zuverlässige Versorgung des Bakterienträgermaterials mit Luftsauerstoff nur teilweise möglich,

da die Luftblasen den kürzesten Weg mit dem geringsten Widerstand wählen und somit immer Bereiche ohne Luftkontakt bleiben.

Die Vorrichtung nach der Erfindung kann nicht nur in der Aquaristik, sondern auch in der Abwassertechnik verwendet werden.

Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Untcransprüchcn beschrieben. I'in Aiisiiih· rungsbcispicl der Erfindung ist in der Zeichnung ilarge stellt und wird nachfolgend im einzelnen besehrieben. Das Ausführungsbeispiel betrifft die Verwendung bei eirem Aquarium. Das Wirkungsprinzip bleibt auch bei anderen Einsatzgebieten gleich. Es zeigt

Fig. 1 die schematische Seitenansicht einer Vorrich-

tung zur Behandlung von Wasser;

Fig.2 eine Stirnansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung;

F i g. 3 die Draufsicht auf die in F i g. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung.

Die als Ausführungsbeispiei gewählte Vorrichtung zur Behandlung organisch und mechanisch verunreinigter Wasser ist umschlossen von einem Behälter 1. Der Behälter 1 ist durch einen Deckel 11 abgedeckt Der Behälter 1 ist somit allseits geschlossen, um unnötige Wärmeverluste zu vermeiden. Mit Hilfe nicht im einzelnen dargestellter Halter wird der Behälter 1 an der Wandung 2 eines Aquariums oder eines sonstigen Behälters, der das zu reinigende Wasser enthält, angehängt Im Bereich seiner Unterkante ist der Behälter 1 mit einer Stellschraube 12 versehen, um seine im wesentlichen vertikale Aufhängung zu gewährleisten.

Im Innern ist der Behälter 1 in eine Behandlungskammer A, eine Sammelkammer B und eine Klarwasserkammer Cunterteilt

Die Sammelkammer B ist durch einen Zwischenboden 13 von der Behandlungskammer A abgeteilt und zwischen dem Zwischenboden 13 und dem Boden 14 des Behälters 1 gebildet Der Zwischenboden 13 verläuft im wesentlichen horizontal. Im Bereich des Eingangs der Sammeikammer B ist er in Richtung auf die Behandlungskammer A abgewinkelt Der Boden 14 verläuft vom Eingang der Sammelkammer B an schräg nach unten. Zwischen Zwischenboden 13 und Boden 14 ist so am Eingang ein Öffnungsschlitz gebildet; an der tiefsten Stelle des Bodens 14 sammeln sich die Schmutzteilchen D.

In den Seitenwänden des Behälters 1 sind Lager 15 vorgesehen für die Aufnahme eines Hohlzylinders 3, der sich in der Behandlungskammer A dreht Über den Hohlzylinder 3 erfolgt die Versorgung der aeroben Bakterien — Nitrifikationsbakterien — mit Luftsauerstoff. Der Hohlzylinder 3 weist ein wasser- und luftdurchlässiges Gehäuse 11 auf, welches teilweise innerhalb des verunreinigten Wassers E; teilweise in atmosphärischer Luft F sich befindet. Der Hohlzylinder 3 ist mit einem Baktcriensubstrat G gefüllt. Bei jeder Umdrehung des Hohlzylinders 3 kommt dieses Bakteriensubstrat G zwangsweise mit dem verunreinigten Wasser Fund der atmosphärischen Luft Fin Kontakt

Die durch das Drehen des Hohlzylinders 3 erzielte Wirkung, daß nämlich das Bakteriensubstrat G abwechselnd mit dem verunreinigten Wasser Fund der atmosphärischen Luft F in Koi;?akt kommt, kann auch wie folgt erzielt werden: In der Behandlungskammer A kann ein Behälter ortsfest angebracht und der Pegel des verunreinigten Wassers £ entlang diesem Behälter abgesenkt und gehoben werden. Es kann andererseits in der Behandlungskammer der Pegel des verunreinigten Wassers im wesentlichen konstant gehalten und das Bakterienträgersubstrat in dem Gehäuse aus dem Wasser in die atmosphärische Luft und zurück bewegt werden, z. B. auch durch eine Heb- und Senkbewegung.

In den Stirnwänden 32 des Hohlzylinders 3 sind Bohrungen 33 und die Stirnwände verbindende, mit radialen öffungen 34 versehene Kanäle 35 vorgesehen. Weitere Bohrungen können im Zylindermantel vorgesehen sein. Durch die Bohrungen 33 und die Öffnungen 34 tritt das verunreinigte Wasser E in den Hohlzylinder 3 ein und kommt dort mit dem Bakterienträgermateria! G in Berührung. Auf die gleiche Weise kommt die atmosphärische Luft Fdann mit dem Bakterienträgermaterial G in Berührung, wenn der jeweilige Teil des Hohlzylinders 3 den Pegel des verunreinigten Wassers E übersteigt Es ist vorteilhaft, das Gehäuse 31 in Kammern aufzuteilen, um zu einer gleichmäßigen Verteilung des Bakterienträgermaterials G zu kommen. Die Aufteilung kann ausgehend von einem inneren Hohlzylinder sektorförmig erfolgen oder — wie im Ausführungsbeispiel — durch tangentiale nach außen verlaufende Zwischenwände. Der innere Hohlzylinder hat den Zweck sicherzustellen, daß bei den Drehbewegungen des Hohlzylinders 3 das

ίο Bakterienträgermaterial G vollständig aus dem Waiser herausgehoben wird. Dadurch wird verhindert daß Fäulnisherde entstehen.

Der Hohlzylinder 3 kann durch einen außerhalb des Behälters 1 angeordneten Antrieb gedreht werden. Im Ausführungsbeispiel ist der Hohlzylinder 3 mit im wesentlichen radial verlaufenden, gegenüber der Zylinderoberfläche entgegen der Drehrichtung geneigten Schaufeln 36 versehen. Die Schaufeln 36 sind von dem zulaufender, verunreinigten Wasser E oberhalb des Wasserpegels in Drehrichtung beau^hlagt Ist auch der Zylindermantel mit Bohrungen für c':e Luft- und Wasserzufuhr versehen, sind diese im Bereich hinter jeder zweiten Schaufel 36 vorgesehen; der Raum hinter jeder ersten Schaufel bleibt für den Antrieb geschlossen.

Für die Zuführung des verunreinigten Wassers E, die Abführung des gereinigten Wassers H sowie die Wasserbewegung innerhalb des Behälters 1 sind Heber 4 vorgesehen. Das verunreinigte Wasser E wird über einen Druckluftheber 41 zugeführt Die Auslaßöffnung des Drucklufthebers 41 liegt im Bereich des in Abwärtsrichtung bewegten Hohlzylinderteils. Das Wasser E gelangt auf die Schaufeln 36 und schafft ein Ungleichgewicht an dem Hohlzylinder 3, welches die Drehbewegung bewirkt Der Druckluftheber 41 ist außerhalb des Behälters 1 angeordnet. Dadurch wird in der Regel eine größere Steigrohrhöhe und somit eine höhere Wasserumwälzleistung erzielt.

Im unteren abwärts gerichteten Bereich des H&hlzylinders 3 liegt das abegewinkelte freie Ende des Zwischenbodens 13 nach Art einer Tangentialfläche an. In diesem Bereich werden die SchmutzpartSkel von relativ schnell strömendem Wasser in langsam strömendes bzw. stehendes Wasser abgedrängt; es komn>t so zur Abscheidung der ungelösten Schmutzteilchen D: Die gegeneinander frei verschieblichen Wassermoleküle erzeugen im schnell strömenden Wasser eine höhere innere Reibung. Die Schmutzpartikel wandern in Bereiche mit geringer innerer Reibung.
Zwischen der Behandlungskammer A und der Klarwasserkammer C ist sine einsteckbare Filterkassette 5 vorhanden. In der Filterkassette 5 erfolgt die Nachbehandlung des im Hohlzylinder 3 biologisch bearbeiteten Wassers. Durch die Filterkassette 5 werden biologisch nicht abbaufähige Stoffe mittels Aktivkoh'e, Austauscherharze usw. entzogen. Mittels der Filterkassette 5 können auch, insbesondere für aquaristische Zwecke, durch Torffasern erwünschte Substanzen zugeführt werden.

Zwischen der tiefsten Stelle der Sammelkammer B

6ö und einem oberhalb des Wasserspiegels angeordneten Teil der Filterkassette ist ein zeitweise arbeitender Druckluftheber 42 vorgesehen. Der Druckluftheber 42 arbeitet im Nebenstrom. Mit diesem internen kleinen und zeitweise arbeitt-nden Druckluftheber 42 werden die in der Sammelkammer B abgeschiedenen Schmutzteilchen D abgesaugt und auf ein Trägermaterial /oberhalb des Wasserpegeis gebracht und dort angesammelt. Die ungelösten Schmutzteilchen D werden also dem

Wasserkreislauf ständig entzogen, können leicht entfernt werden, womit sich auch eine weitere biologische oder andersartige Bearbeitung erübrigt. Wie Fig. 3 zeigt, ist für diesen Zweck oberhalb der Filterkassetle 5 ein Bereich mit dem Trägermaterial /vorgesehen.

In der Klarwasserkammer C kann das biologisch und mechanisch bearbeitete Wasser noch chemisch behandelt werden. Dies geschieht durch einen zusätzlichen kleinen Druckluftheber 43 der mit ozonhaltiger Luft betrieben wird. Der Druckluftheber 43 arbeitet ebenfalls im Nebenstrom. Damit kein überschüssiges Ozon aus dem Behälter 1 gelangen kann, wird der Wasserauslauf in die Filterkassette 5 geleitet. Die Filterkassette 5 ist bei Ozonanwendung mit Aktivkohle gefüllt, welche überschüssiges Ozon reduziert.

Die Rückführung gereinigten Wassers Hin das Aquarium, wo es mit dem dort vorhandenen Wasser K wieder

gemibciu wild, eiiüigi über einen Saugheber 44. in der Aquaristik ist der umgekehrte Weg üblich: Das verschmutzte Wasser wird durch Saugheber einem Außenfilter zugführt. Die Rückführung in das Aquarium erfolgt dann durch luftbetriebene Heber. Da der Außenfilter meist kleiner und niedriger als das Aquarium ist, kann dann der Druckluftheber nicht hoch genug ausgeführt werden. Durch die Luftperlen im Steigrohr wird die darin befindliche Wassersäule gegenüber dem umgebenden Wasser leichter. Es entsteht eine Druckdifferenz, welche mit der Höhe des Steigrohres anwächst. Je höher das Steigrohr — je höher die Förderleistung.

Bei der Erfindung kann die volle Aquariumhöhe ausgenutzt werden. Der Saugheber 44 ist mit einem oberseitigen Ventil 45 versehen, wodurch das Absaugen von Luft ermöglicht wird.

Neben dem Saugheber 44 ist ein Notüberlauf 46 vorhanden. Bei einem Ausfall des Saughebers 44 kann hier, oh"s daß der Behälter ί überläuft, zu"eführtes Wasser abgeleitet werden.

Der Aufbau der Vorrichtung nach der Erfindung ist so gewählt, daß im Hauptstrom ein freier Wasserdurchlauf gewährleistet ist Dadurch wird verhindert, daß das zu reinigende Wasser zwangsweise durch verschmutzte Filtermaterialien gedrückt wird, mit den sehr nachteiligen Auswirkungen durch unerwünschten Sauerstoffentzug und einer Verschiebung der biologischen Verhältnisse in Richtung Reduktion. Der entzogene Sauerstoff muß dann durch sehr hohe Umwälzleistungen wieder zugeführt werden. Durch die optimale Versorgung der erwünschten Bakterien mit Luftsauerstoff werden biologische Verhältnisse geschaffen, die die Tendenz in Richtung Oxydation verschieben. Fäulnisprozesse mit ihrer stark reduzierenden Wirkung sind ausgeschlossen, da der für die biologischen Abbau- und Umbauvorgänge unentbehrliche Sauerstoff als Luftsauerstoff in ausreichender Menge ständig zur Verfügung steht Der Druckiuftheber führt ständig Frischluft nach.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung für Aquarien zur Behandlung organisch und mechanisch verunreinigter Wasser, die in einem Behälter eine das verunreinigte Wasser aufnehmende Behandlungskammer, in der Behandlungskammer zur Behandlung des verunreinigten Wassers ein wasser- und luftdurchlässiges Gehäuse in der Form eines mit Bakterienträgermaterial gefüllten Hohlzylinders, der in dem Behälter gedreht und mit horizontaler Achse so gelagert ist, daß er teilweise im verunreinigten Wasser, teilweise in atmosphärischer Luft angeordnet ist, und eine Klarwasserkammer zur Sammlung und Entnahme des behandelten Wassers aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (31) des Hohlzylinders (3) durch von einem inneren Hohlzylmder ausgehende, tangential nach außen verlaufende Zwischenwände in Kammern aufgeteilt ist, die mit dem Bakterienträgermaterial (G) gefüllt sind, der Hohlzylinder (3) mit im wesentlichen radial verlaufenden, gegenüber dem Zylindermantel entgegen der Drehrichtung geneigten Schaufeln (36) versehen ist, die von dem zulaufenden verunreinigten Wasser oberhalb des Wasserpegels in Drehrichtung beaufschlagt sind, und in dem Zylindermantel Bohrungen (33) vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Jer Hohlzylinder (3) radiale Öffnungen (34) aufweisende Kanäle (35) enthält, die von Stirnwand zu Stirnwand reichen.

3. Vorrichtung nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß das verunreinigte Wasser (E) mittels eines Druckluftwasserhebers (41) von außen dem Behälter (1) zugeführt ist