DE3702425A1 - Mikrobenbrueter fuer die regenerierung kranker gewaesser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen biologisch wirkenden Brüter zur Erzeugung von Mikroorganismen, der in das kranke Gewässer ein­ getaucht ist und hier die zur Regenerierung erforderliche Bio­ masse produziert und sie an sein Umfeld abgibt.

Die langsam fortschreitende Verschmutzung vieler Flüsse und Seen zeigt, daß in solchen Gewässern die biologische Selbst­ reinigung ausfällt, und das Wasser stirbt. Die Mikroorganis­ men werden hier von den Schadstoffen getötet und können ihre regulierenden Funktionen nicht mehr ausüben.

Diese Gewässer brauchen, selbst wenn sie vor weiteren Verschmut­ zungen freigehalten werden, sehr viel Zeit, um ein gesundes Was­ serklima wieder herzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem kranken Wasser in geeigneten, gefluteten Behältern soviel Luft und Licht zu­ zuführen, daß unter diesen Einflüssen neue Bakterien und Klein­ lebewesen entstehen können. Diese Mikroorganismen werden an das kranke Umfeld abgegeben und bilden hier eine sich ständig ver­ größernde Zone von gesundem Wasser.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einem getauchten Kä­ fig kleine, pilzförmig ausgebildete Luftspeicherkörper, in meh­ reren Lagen übereinander, an Seilen gehalten sind. Unter diesen Luftspeicherkörpern sind Druckluftleitungen angeordnet, die über kleine Öffnungen die Luft in Wasser austreten lassen. Die Luft steigt in Blasen in die darüber angeordneten Luftspeicherkörper.

Sobald ihre Luftspeicherräume gefüllt sind, entweicht die nach­ strömende Luft über den Speicherrand und steigt erneut blasen­ förmig zum nächsthöheren Luftspeicherraum auf.

Auf diese Weise sind über den ganzen Käfigraum gleichmäßig ver­ teilt kleine Luftkammern ausgebildet, zwischen denen, durch die aufsteigenden Luftblasen, ein vertikaler Luftdurchsatz ent­ steht. Der Auftrieb der Luftblasen wird durch die vielen Luft­ speicherräume stark gebremst, und die Verweildauer der Luft wird im Wasser erheblich verlängert. Insgesamt wird eine gute Durch­ lüftung des Wassers bei geringer Luftzufuhr erreicht.

Die Luftblasen steigen an den Käfigwänden und Luftspeicherkör­ pern empor und regen hier die im Wasser vorhandenen Mikroorga­ nismen durch ihr konzentriertes Sauerstoffangebot zur Bildung neuer Organismen an.

Zwischen den Käfigen sind Leuchtstoffröhren eingesetzt, deren Licht des Wachstum der Mikroben günstig beeinflußt.

Die Käfige sind in einem schwimmfähigen Gehäuse gehalten. Das Gehäuse dient zum Transport und zur Positionierung der Käfige im Wasser. Außerdem wird durch geeignete Öffnungen in der Ge­ häusewand die Durchflußrichtung und Durchflußmenge des geschä­ digten Wassers bestimmt.

Vorteilhaft sind die pilzförmigen Luftspeicherkörper an der konkav gekrümmten Unterseite des Kopfes, zu einem Luftspeicher­ raum ausgebildet, der durch mehrere radial verlaufende Rippen in kleineren Luftkammern, aufgeteilt ist. Hierdurch wird erreicht, daß bei Schräglage des Luftspeicherraumes die hier gesammelte Luft nicht sofort entweicht, sondern immer nur aus der Kammer Luft austritt, die bei den ständig vorhandenen Flatterbewegungen des Luftspeicherkörpers den Höchstpunkt erreicht hat.

Durch die ständige Wechselwirkung zwischen Wasser und Luft an den Kammerwandungen wird die Bildung eines biologischen Rasens gefördert.

Vorteilhaft ist jeder Luftspeicherkörper mit einem zentral an­ geordneten Stiel versehen, der am unteren Ende zu einer Öse ausgebildet ist, durch die ein am Käfig waagerecht gespanntes Seil hindurchgeführt ist. Auf diese Weise werden mehrere Luft­ speicherkörper nebeneinander und gelenkig gehalten. Bei einer parallelen Führung der Seile - neben und übereinander - bei gleichzeitigem horizontalen Versatz zwischen den einzelnen La­ gen, entsteht ein raumgerastertes System vieler Luftspeicher­ körper.

Vorteilhaft sind die Stiele der Luftspeicherkörper mit längs geführten Rippen versehen, zwischen denen sich im Wasser strö­ mungsberuhigte Brutzonen ausbilden.

Die sich bildenden Mikroorganismen werden von hier in die stän­ dig vorhandene Strömung im Gehäuse abgegeben und am Gehäuseaus­ tritt dem offenen Gewässer zugeführt.

Vorteilhaft ist die Wandung des Luftspeicherkopfes mit einer Schwimmkammer versehen, deren Auftriebskräfte den Luftspeicher­ körper im Wasser vertikal ausrichten. Entsprechend dem Austritt der Luft aus einer gefüllten Luftspeicherkammer unter dem Außen­ rand, wird die vertikale Lage des Luftspeicherkörpers ausge­ lenkt.

Hierbei stoßen die nebeneinander gehaltenen Luftspeicherkörper aneinander und erzeugen so kleine Stoßbewegungen. Diese stän­ digen Stoßbewegungen verhindern durch kleine Vibrationen auf der gekrümmten Luftspeicherkopffläche das Absetzen der Schweb­ stoffe. Diese werden nach unten auf den schräggestellten Ge­ häuseboden abgeleitet, von welchem sie nach außen ins offene Wasser ableiten.

Vorteilhaft sind in der Vorderwand des Gehäuses variable Öff­ nungen angeordnet, durch die das zufließende Wasser über ein nachgeschaltetes Absetzbecken und eine Trennwand mit kleinen Öffnungen in den Brutraum hineinströmt.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die erforder­ liche Druckluft in einem extern angeordneten Schiff oder in einem stationären Gebäude erzeugt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt des Brüters längs der Linie I-I in Fig. 2,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt des Brüters länge der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Käfig längs der Linie III-III in Fig. 4 und Fig. 5,

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Käfig längs der Linie IV- IV in Fig. 3,

Fig. 5 einen Querschnitt auf einen Käfig längs der Linie V-V in Fig. 3,

Fig. 6 einen Querschnitt durch die Luftspeicherkörper, Ge­ häusedeckplatte und Druckluftleitung längs der Linie VI-VI in Fig. 7,

Fig. 7 einen Querschnitt durch die Luftspeicherkörper, Ge­ häusedeckplatte und Druckluftleitung längs der Linie VII-VII in Fig. 6,

Fig. 8 einen Querschnitt durch die Stiele mehrerer Luftspei­ cherkörper längs der Linie VIII-VIII in Fig. 7.

Der erfindungsgemäße Mikrobenbrüter besteht gemäß dem gezeich­ neten Beispiel aus einem Gehäuse (1), in dem an der Vorderfront (2) Öffnungen (3) für den Wasserzulauf ausgespart sind, einer Trennplatte (4) mit Durchflußöffnungen (5), die einen Absetz­ raum (6) vom eigentlichen Brutraum (7) abteilt (Fig. 1 und Fig. 2).

In den Brutraum (7) und Absetzraum (6) sind die Bodenplatten (8), nach außen fallend, geneigt angeordnet. Auf ihnen setzen sich die im Wasser mitgeführten Schwebstoffe ab und rutschen über seitliche Öffnungen (9) aus dem Gehäuse (1) heraus (Fig. 2).

Unter den Bodenplatten (8) ist durch eine weitere Bodenplatte (10) eine flutbare Schwimmkammer (11) ausgebildet, mit der die Eintauchtiefe des Brüters geregelt wird (Fig. 2).

Die Gehäuse-Seitenwände (1) sind doppelwandig als Schwimmkam­ mern (12) ausgebildet. Durch sie erhält der Brüter seine sta­ bile Schwimmlage (Fig. 2).

In den Brutraum (7) sind die Käfige (13) eingesetzt. Zwischen den Käfigen (13) sind wasserdichte Leuchtstoffröhren (14) ver­ tikal von der Gehäusedeckplatte (1) in den Brutraum (7) einge­ setzt (Fig. 1 und Fig. 2).

Unter den Käfigen (13) sind Druckluftleitungen (15) angeordnet. Die Druckluft entweicht durch kleine Öffnungen (16) in das im Brutraum (7) gehaltene Wasser und steigt in Blasen in die Luft­ speicherräume (27) der pilzförmigen Luftspeicherkörper (18) (Fig. 6 und Fig. 7).

Der Luftspeicherkörper (18) besteht aus dem Kopf (19), der von einer konvex gekrümmten Oberfläche (20) und von der konkav ge­ krümmten Unterfläche (21) gebildet wird. An die Unterfläche (21) setzt ein umlaufender Rand (22) an. Der Raum zwischen Unterflä­ che (21) und Rand (22) bildet den Luftspeicherraum (27). Im Zen­ trum des Kopfes (19) setzt ein vertikaler Stiel (23) an, in des­ sen Ende eine Öse (24) eingearbeitet ist, durch welche die Hal­ teseile (25) gesteckt sind. In den Kopf (19) und Stiel (23) ist eine wasserdichte Kammer (26) ausgebildet. Durch diese Kammer (26) werden die Auftriebskräfte für die vertikale Ausrichtung des Luftspeicherkörpers (19) im Wasser erzeugt (Fig. 6 und Fig. 7).

Im Luftspeicherraum (27) sind radial ausgerichtete Rippen (28) eingesetzt, die Luftspeicherraum (27) in Kammern (17) aufteilt. Damit wird erreicht, daß die im Luftspeicherraum (27) gefange­ ne Luft an mehreren Stellen austritt und gefächert in die dar­ über angeordneten Luftspeicherkörper (27) aufsteigt (Fig. 8).

Am Stiel (23) sind in axialer Richtung Rippen (29) angesetzt. Durch sie werden im Wasser strömungsberuhigte Zonen (30) ge­ bildet, in denen ständig Luft blasenförmig aufsteigt. In Ver­ bindung mit dem seitlich einstrahlenden Licht der Leuchtstoff­ röhren (14) (Fig. 1 und Fig. 2) bilden die Räume zwischen den Rippen (28) und (29) idealen Brutraum für neue Organismen (Fig. 8).

Die aufsteigenden Luftblasen lösen die an den Wandungen der Luft­ speicherkörper festgesetzten Mikroorganismen ab und transportie­ ren sie bis an die Gehäusedecke (1).

An der Gehäusedecke (1) sind in Richtung der Gewässerströmung Rippen (31) angesetzt. Ein Teil der aufschwimmenden Mikroor­ ganismen setzen sich an diesen Rippen (31) ab, der restliche Teil wird zusammen mit den Luftblasen von der Strömung in Rich­ tung Brüterauslauf (32) transportiert (Fig. 6 und Fig. 7).

Ein Teil der zwischen den Luftspeicherkörpern (18) entstande­ nen Mikroorganismen wird von der im Brüter vorhandenen natürli­ chen Strömung mitgerissen und am Brüterauslauf (32) in das of­ fene Gewässer abgegeben (Fig. 1).

Jeder Käfig (13) ist als offene Rahmenkonstruktion (33) ausge­ bildet. Nur die langen Seitenwände (34) sind zur Aufnahme der Haltestelle (25) massiv gestaltet. In diese Seitenwände (34) sind entsprechend dem Raster der Luftspeicherkörper (18), Lö­ cher angeordnet, in denen die Halteseile (25) aufliegen und an den Wandungen (34) befestigt sind.

Über Schlauchleitungen (35) sind die Druckluftleitungen (15) mit einem extern schwimmenden Arbeitsschiff (36) verbunden, wo die Kompressoren zur Erzeugung der Druckluft installiert sind.

Claims (8)

1. Brüter für Mikroorganismen, insbesondere zur Regenerierung kranker Gewässer, dadurch gekennzeichnet, daß in einem schwimm- und tauchfähigen Gehäuse (1) Käfige (13) einge­ setzt sind, in denen Luftspeicherkörper (18) rasterförmig gehalten werden und diese Luftspeicherkörper (18) aus ei­ ner Druckluftleitung (15) so mit Luft beschickt werden, daß die im Wasser aufsteigenden Luftblasen von den Luftspeicher­ räumen (27) aufgefangen und gespeichert werden und nach Fül­ lung der Luftspeicherräume (27) die Luft an der Gehäusedecke (1) in Rippen (31) horizontal ins offene Gewässer abgelei­ tet werden.

2. Brüter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der pilz­ förmige Luftspeicherkörper (18) aus dem Kopf (19) und Stiel (23) besteht und der Kopf (19) von der konvex gekrümmten Ober­ fläche (20) und von der konkav gekrümmten Unterfläche (21) gebildet wird und von Unterfläche (21) und Rand (22) der Luftspeicherraum (27) gebildet wird, daß in den Luftspeicher­ raum (27) radial geführte Rippen (28) eingesetzt sind, die den Luftspeicherraum (27) in mehrere Kammern (17) aufteilen und in den Kopf (18) und Stiel (23) eine Schwimmkammer (26) angeordnet ist.

3. Brüter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stiel (23) des Luftspeicherkörpers (18) auf den Umfang in Längsrichtung mehrere Rippen (28) angesetzt sind und am En­ de des Stieles (23) eine Öse (24) angeordnet ist, durch die zur flexiblen Haltung mehrerer Luftspeicherkörper (18) ein Seil (25) hindurchgesteckt ist.

4. Brüter nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seile (25) zur Haltung der Luftspeicherkörper (18) in einem offenen Käfig (13) zu einer Batterie zusammengehalten werden.

5. Brüter nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß unter den Käfig (13) Druckluftrohre (15) angeordnet sind, die über Öffnungen (16) die Luft zur Beschickung der Luft­ speicherräume (27) ins Wasser austreten lassen.

6. Brüter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bo­ denplatten (8) und Bodenplatte (10) des Gehäuses (1) eine im Querschnitt dreieckige, flutbare Schwimmkammer (11) bil­ den und die Seitenwände doppelwandig als Schwimmkammer (12) ausgebildet sind und an der Gehäusedecke (1) Rippen (31) angesetzt sind.

7. Brüter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäu­ se (1) vor dem Brutraum (7) eine Absetzkammer (6) vorge­ schaltet ist, die von Gehäusevorderfront (2) und Trennplatte (4) gebildet wird und in der Vorderfront (2) die Einlauf­ öffnung (3) ausgespart ist und in Trennplatte (4) mehrere Öffnungen (5) ausgespart sind.

8. Brüter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Brutraum (7) zwischen den Käfigen (13) Leuchtstoffröhren (14) eingesetzt sind.