DE3941211A1 - Verfahren und vorrichtung zur behandlung von fluessigkeiten - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur behandlung von fluessigkeitenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von
Flüssigkeiten, insbesondere zur biologischen Reinigung von
Wasser aus Teichen, Bächen etc., gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vor
richtung zur Behandlung von Flüssigkeiten gemäß dem Oberbe
griff des Anspruchs 5.
Es sind Verfahren und Vorrichtungen zur Behandlung von
Flüssigkeiten bekannt, bei denen die Wurzeln von Pflanzen
genutzt werden, um die aus den Flüssigkeiten zu entfernen
den Substanzen abzubauen. Dieses geschieht durch Mikroorga
nismen der Wurzeln der Pflanzen einerseits und im Boden zur
aufnahme der Pflanzen andererseits. Es hat sich jedoch ge
zeigt, daß derartige Verfahren und Vorrichtungen das zu
behandelnde Wasser entweder nur unzureichend reinigen oder
nur ein geringer Wasserdurchsatz möglich ist. Die mit
dieser bekannten biologischen Reinigung zu erzielenden Er
gebnisse reichen daher vielfach nicht einmal aus, um
kleinere Wassermengen, beispielsweise aus Gartenteichen,
Bächen etc., in gewünschter Weise zu behandeln.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, womit eine
im Vergleich zum Stand der Technik effektivere Behandlung
von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser von Teichen oder der
gleichen, unter Zuhilfenahme von (Wasser-)Pflanzen möglich
ist.
Das Verfahren zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe
weist die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Dadurch, daß das
Wasser mit geringerer hydraulischer Druckdifferenz und
labyrinthartig an den Wurzeln der Pflanzen entlanggeleitet
wird, ist eine intensive Umströmung der Wurzeln vom zu
reinigenden Wasser gewährleistet. Dabei hat sich über
raschend gezeigt, daß wegen der offensichtlich günstigen
biologischen Bedingungen die Mikroorganismen die im Wasser
enthaltenen Schmutzsubstanzen besonders wirkungsvoll aus
dem zu reinigenden Wasser entfernen.
Zweckmäßigerweise wird das zu behandelnde Wasser sowohl in
vertikaler als auch in horizontaler Strömungsrichtung an
den Wurzeln der (Wasser-)Pflanzen entlanggeleitet. Im Gegen
satz zum Stand der Technik, wo das Wasser nur in vertikaler
Richtung an den Wurzeln entlangfließt und dadurch relativ
kurze Reaktionswege vorhanden sind, verlängern sich bei der
erfindungsgemäß zusätzlichen vertikalen Strömungsrichtung
des Wassers entlang der Wurzeln der (Wasser-)Pflanzen die
Reaktionswege deutlich. Die Mikroorganismen haben dadurch
mehr Zeit zur effektiven biologischen Reinigung des
Wassers.
Weiterhin wird vorgeschlagen, zusätzlich zur biologischen
Reinigung eine mechanische Reinigung des zu behandelnden
Wassers vorzunehmen. Bei dieser mechanischen Filterung
werden größere Partikelchen so zurückgehalten, daß sie im
Bereich der Wurzeln der (Wasser-)Pflanzen verbleiben und
somit über einen längeren Zeitraum hinweg einer
biologischen Behandlung ausgesetzt sind und daher trotz
ihrer Größe biologisch abgebaut werden können.
Eine Vorrichtung zur Lösung der der Erfindung zugrunde
liegenden Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs 5 auf.
Dadurch, daß sowohl der Zulauf als auch Überlauf mit
relativ geringer Höhendifferenz dem oberen Rand des Behand
lungsbeckens zugeordnet sind, wird zweierlei erreicht. Zum
einen stellt sich wegen des geringen Höhenversatzes
zwischen dem Zulauf und dem Ablauf ein geringes hydrau
lisches Druckgefälle im Behandlungsbecken ein, wodurch
dieses mit dem zu behandelnden Wasser so durchströmt wird,
daß optimale Bedingungen zur biologischen Behandlung des
Wassers gegeben sind. Zum anderen wird durch den ebenfalls
im Bereich des oberen Randes des Behandlungsbeckens ange
ordneten Ablauf - im Gegensatz zum Stand der Technik, wo
der Ablauf im Bereich des Bodens des Behandlungsbeckens an
geordnet ist - ein Austrocken der in das Behandlungsbecken
eingesetzten Wurzeln der Pflanzen vermieden, wenn der Zu
fluß des zu behandelnden Wassers geringer ist als der Ab
fluß bzw. eine Zeitlang keine Versorgung des Behandlungs
beckens mit neuem (zufließenden) Wasser erfolgt.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Vor
richtung ist das Behandlungsbecken unterteilt in mindestens
ein mit (Wasser-)Pflanzen besiedeltes Pflanzenabteil und
wenigstens ein daran angrenzendes Abflußabteil, das mit dem
Pflanzabteil wasserdurchlässig verbunden ist. Dabei erfolgt
zweckmäßigerweise das Überströmen des Wassers aus dem
Pflanzenabteil in das Abflußabteil in einem unteren Bereich
des Behandlungsbeckens, nämlich nahe des Bodens desselben.
Auf diese Weise wird erreicht, daß das gereinigte Wasser
nach einem entsprechenden Entlangströmen an den Wurzeln der
im Pflanzenabteil angeordneten (Wasser-)Pflanzen vom Boden
des Pflanzenabteils aus in das Ablußabteil eintritt. Durch
den im Vergleich zum Zufluß zum Abflußabteil höher liegen
den Abfluß wird dabei gewährleistet, daß sich im Abflußab
teil ständig eine entsprechende Wassersäule mit gereinigtem
Wasser befindet, die den im Vergleich zum Stand der Technik
verringerte hyraulische Druckdifferenz einstellt und ein
unerwünscht weites Sinken des Wasserspiegels im gesamten
Behandlungsbecken verhindert zur Vermeidung eines die Biolo
gie im Pflanzenabteil schädigenden Austrocknens der Wurzeln
der (Wasser-)Pflanzen.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Vorrichtung sind ins
besondere im Pflanzenabteil Einbauten angeordnet, die zu
einer labyrinthartigen Umlenkung des zu behandelnden
Wassers führen. Zweckmäßigerweise sind die Einbauten als
fest im Bereich des Pflanzenabteils mit dem Behandlungs
becken verbundene, aufrechte Strömungsumlenkplatten ausge
bildet, die an jeweils einem seitlichen Ende offen sind zur
Bildung von Überströmkanälen. Durch die Zuordnung der Über
strömkanäle benachbarter Strömungsumlenkplatten zu unter
schiedlichen Seiten des Behandlungsbeckens wird ein in
horizontaler Ebene schlangenförmiger Strömungsweg des zu
behandelnden Wasser im Pflanzenabteil gebildet. Dieser ver
größert den zur biologischen Reinigung des Wassers nutz
baren Weg des zu reinigenden Wassers entlang der Wurzeln
der (Wasser-)Pflanzen.
Weiterhin wird vorgeschlagen, die Strömungsumlenkplatten
und die Trennwand zwischen dem Pflanzenabteil und Abfluß
abteil mit einer geringeren Höhe im Vergleich zum oberen
Rand des Behandlungsbeckens auszubilden. Vorzugsweise
liegen die oberen Ränder aller Strömungsumlenkplatten und
der Trennwand in einer gemeinsamen horizontalen Ebene unter
dem ebenfalls in einer horizontalen Ebene sich befindlichen
höheren oberen Rand des Behandlungsbeckens. Dadurch wird
ein Überlauf des Behandlungsbeckens verhindert, wenn diesem
mehr Wasser zugeführt wird als vom Pflanzenabteil ins Ab
flußabteil abfließen kann, indem überschüssiges Wasser über
die oberen Ränder der Strömungsumlenkplatten und der Trenn
wand hinweg direkt in das Abflußabteil gelangen und somit
ungereinigt über den Abfluß des Abflußabteils abgeführt
werden kann.
Das mechanische Filter ist bei einer bevorzugten Aus
führungsform der Vorrichtung nur im Pflanzenabteil ange
ordnet, also dort, wo es im Zusammenhang mit der
biologischen Reinigung des Wassers ihre Wirkung entfalten
kann. Demgegenüber ist das im Vergleich zum Pflanzenabteil
schmale Abflußabteil frei vom mechanischen Filter und
Pflanzenwurzeln, dient also lediglich zur Abfuhr des
gereinigten Wassers, wobei wegen des Fehlens irgendwelcher
Filter oder sonstiger Behandlungsmittel das schmale Abfluß
abteil frei von störenden und gegebenenfalls Verstopfungen
verursachenden Einbauten ist.
Gebildet ist das mechanische Filter bei einer bevorzugten
Ausführungsform der Vorrichtung aus einer vollflächig auf
dem Boden des Pflanzenabteils angeordneten Schüttung aus
körnigem Material (z. B. Kies) und einer darüberliegenden
Filterdeckung (z. B. einer Filtermatte). Ein derartiges
Filter ist zum einen leicht herstellbar, während zum
anderen durch die Filtermatte verhindert wird, daß die
darunter angeordnete und preiswert herstellbare Schüttung
sich vermischt mit dem Boden zur Aufnahme der Wurzeln der
(Wasser-)Pflanzen.
Schließlich wird vorgeschlagen, die Pflanzen mit den
Bereich ihrer Wurzel größtenteils umgebenden Pflanzkörben
mit flüsssigkeitsdurchlässigen, insbesondere netzartigen,
Wandungen in das Behandlungsbecken, nämlich das Pflanzenab
teil, einzusetzen. Auf diese Weise ist das Pflanzenabteil
einfach zu bepflanzen, während ebenso einfach ein Austausch
der Pflanzen vorgenommen werden kann bzw. diese zur ein
fachen Reinigung des Pflanzenabteils, insbesondere des
mechanischen Filters, einfach entfernt werden können, ohne
daß beim erneuten Einsetzen in das Pflanzenabteil eine Neu
anpflanzung erforderlich wird.
Das Verfahren wird nachfolgend anhand eines aus der
Zeichnung hervorgehenden bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Vorrichtung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung
in einem vertikalen Längsschnitt,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Vorrichtung,
nämlich eines bepflanzten Behandlungsbeckens,
in einem vertikalen Längsschnitt gemäß der
Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht auf das unbepflanzte Behand
lungsbecken gemäß der Fig. 2,
Fig. 4 einen Vertikalschnitt längs der Linie IV-IV
durch das leere Behandlungsbecken gemäß der
Fig. 3, und
Fig. 5 eine Vorrichtung mit mehreren in Reihe (kas
kadenartig) hintereinander angeordneten be
pflanzten Behandlungsbecken.
Die hier gezeigte Vorrichtung dient zur biologischen Behand
lung des Wassers eines schematisch dargestellten Garten
teichs 10 (Fig. 1).
Im gezeigten Ausführungsbeispiel verfügt die Vorrichtung
über ein einziges kastenförmiges Behandlungsbecken 11 mit
rechteckförmiger Grundfläche. Das flüssigkeitsdicht ausge
bildete Behandlungsbecken 11 verfügt über zwei parallele,
senkrecht verlaufende Seitenwände 12, 13, zwei ebenfalls
senkrecht verlaufende, parallele Stirnwände 14, 15 und
einen ebenen, hier horizontal verlaufenden Boden 16 mit
rechteckförmiger Grundfläche (Fig. 1 bis 4). Die dem Boden
16 gegenüberliegende Oberseite des Behandlungsbeckens 11
ist im gezeigten Ausführungsbeispiel vollständig offen zur
Bildung einer oberen Öffnung 17, die umgeben ist von den
freien Rändern 18, 19 der Seitenwände 12, 13 bzw. Stirn
wände 14, 15.
Das Behandlungsbecken 11 ist erfindungsgemäß unterteilt in
mehrere Abteile, nämlich ein Pflanzenabteil 20 und ein Ab
flußabteil 21. Diese Unterteilung kommt zustande durch eine
aufrechte Trennwand 22, die außermittig zwischen den gegen
überliegenden Stirnwänden 14, 15 angeordnet ist, und zwar
mit geringerem Abstand parallel zur Stirnwand 15 verläuft.
Die Trennwand 22 ist durch ihre aufrechten Seitenränder mit
den gegenüberliegenden Seitenwänden 12, 13 und mit ihrem
unteren Rand mit dem Boden 16 des Behandlungsbeckens 11
fest verbunden. Durch die außermittige Anordnung der Trenn
wand 22 im Behandlungsbecken 11 ist das Abflußabteil 21 um
ein Vielfaches kleiner als das Pflanzenabteil 20. Letztes
verfügt im gezeigten Ausführungsbeispiel über etwa die
15-fache Grundfläche des Abflußabteils 21 (Fig. 3).
Im unteren Bereich der Trennwand 22, nämlich nahe dem Boden
16 des Behandlungsbeckens 11, ist eine Verbindung zwischen
dem Pflanzenabteil 20 und dem Abflußabteil 21 gebildet. Im
gezeigten Ausführungsbeispiel besteht diese aus einer hori
zontal verlaufenden Lochreihe 23 aus mit gleichem Abstand
zueinander angeordneten Durchgangsbohrungen 24 nahe dem
Boden 16 (Fig. 4). Die Lochreihe 23 verläuft durchgehend
über die gesamte Länge der Trennwand 22, also zwischen den
Seitenwänden 12, 13.
Das Innere des Pflanzenabteils 20 ist durch entsprechende
Einbauten labyrinthartig gestaltet. Die Einbauten sind aus
mehreren aufrechten Strömungsumlenkplatten gebildet. Im
gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei Strömungsumlenk
platten 25, 26 und 27 im Pflanzenabteil 20 angeordnet (Fig.
3). Diese Anordnung ist derart getroffen, daß die Strömungs
umlenkplatten 25-27 parallel zu der das Pflanzenabteil 20
begrenzenden Trennwand 22 einerseits und die Stirnwand 14
andererseits verlaufen, und zwar sowohl mit gleichen Ab
ständen untereinander als auch zur Stirnwand 14 bzw. Trenn
wand 22. Dadurch werden im gezeigten Pflanzenabteil 20 vier
etwa gleich große, parallele Strömungswege 28 geschaffen.
Diese sind untereinander verbunden durch Überströmkanäle 29
bzw. 30 (Fig. 3).
Gebildet sind die Überströmkanäle 30 im gezeigten Aus
führungsbeispiel durch eine Längenverkürzung der Strömungs
umlenkplatte 25-27. Auf diese Weise enden die Strömungsum
lenkplatten 25-27 auf einer Seite, nämlich mit einer auf
rechten Stirnkante 31, mit Abstand vor der jeweiligen
Seitenwand 12, 13 des Behandlungsbeckens 11. Die Stirn
kanten 31 der Strömungsumlenkplatten 25-27 verlaufen dabei
parallel zur jeweiligen Seitenwand 12, 13, so daß die Um
strömkanäle 29 über einen rechteckförmigen Querschnitt ver
fügen (Fig. 3 und 4). Die Breite der Überströmkanäle 29 ist
derart gewählt, daß sie in etwa dem Abstand der Strömungsum
lenkplatte 25-27 untereinander bzw. zur Stirnwand 14 oder
Trennwand 22 entspricht. Die Überströmkanäle 29 benach
barter Strömungsumlenkplatten 25, 26 bzw. 27 liegen jeweils
auf anderen Seiten des Pflanzenabteils 20, sind also ent
weder der Seitenwand 12 oder der gegenüberliegenden Seiten
wand 13 zugeordnet (Fig. 3). Es entsteht somit in Drauf
sicht auf das Behandlungsbecken 11 im Pflanzenabteil 20
desselben ein schlangenförmiges Labyrinth in Richtung der
Pfeile 32 (Fig. 3).
In der Höhe sind die Trennwand 22 und die drei Strömungsum
lenkplatten 25-27 etwa gleich bemessen, und zwar niedriger
als die Seitenwände 12, 13 bzw. Stirnwände 14, 15 des Be
handlungsbeckens 11. Die oberen Ränder 33, 34 der Trennwand
22 bzw. der Strömungsumlenkplatten 25-27 enden damit mit
geringfügigem Abstand unterhalb der Öffnung 17 des Behand
lungsbeckens 11, also den freien Rändern 18, 19 der Seiten
wände 12, 13 bzw. der Stirnwände 14, 15 (Fig. 4). Dabei
liegen die Ränder 33, 34 der Trennwand 22 und der Strömungs
umlenkplatten 25-27 einer gemeinsamen horizontalen Ebene
unterhalb der ebenfalls horizontalen Ebene der Öffnung 17
des Behandlungsbeckens 11.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist dem Behandlungsbecken
11 ein einziger Zulauf 35 und ein einziger Ablauf 36 zuge
ordnet. Der hier rohrförmig ausgebildete Zulauf 35 ragt
über den freien Rand 18 der Stirnwand 14 des Behandlungs
beckens 11 hinweg in das Abflußabteil 21. Dabei ist der Zu
lauf 35 einem solchen Eckbereich des Behandlungsbeckens
zugeordnet, der vom Überströmkanal 29 des der Stirnwand 14
zugerichteten Strömungswegs 28 weggerichtet ist.
Der ebenfalls rohrförmig ausgebildete Ablauf 36 ist im ge
zeigten Ausführungsbeispiel in der (zweiten) Stirnwand 15
angeordnet, zweigt also vom Abflußabteil 21 ab (Fig. 3).
Der Ablauf 36 liegt auf der gleichen Seite des Behandlungs
beckens 11 auf der auch der Zulauf 36 sich befindet. Bei
einem Pflanzenabteil 20 mit einer ungeraden Zahl an
parallelen Strömungswegen 28 würde jedoch der Abfluß 36 dem
Zulauf 35 diagonal gegenüberliegen.
In erfindungsgemäß besonderer Weise ist der rohrförmige Ab
lauf 36 mit geringfügigem Abstand unterhalb der Öffnung 17
des Behandlungsbeckens 11 angeordnet, verläßt also das Ab
flußabteil 21 mit geringfügigem Abstand unterhalb des
freien Randes 18 der Stirnwand 15 (Fig. 2). Bei einer bevor
zugten Ausführungsform der Erfindung ist der Ablauf 36 etwa
8 cm unterhalb des freien Randes 18 der Stirnwand 15 ange
ordnet zur Schaffung eines die biologische Behandlung des
Wassers fördernden geringen hydraulischen Druckunterschieds
im Behandlungsbecken 11.
Anstatt eines einzigen Zulaufs 35 bzw. Ablaufs 36 können
dem Behandlungsbecken 11 auch mehrere Zuläufe 35 und/oder
Abläufe 36 zugeordnet sein. Insbesondere mehrere Abläufe 36
können zweckmäßig sein, weil sich dadurch günstige
(garten-)gestalterische Möglichkeiten ergeben.
Während das Abflußabteil 21 der gezeigten Vorrichtung
völlig frei von Einbauten ist, ist das Pflanzenabteil 20
mit einem mechanischen Filter 37 und einer Vielzahl von
Pflanzen, nämlich Wasserpflanzen 38, gefüllt. Als solche
Wasserpflanzen kommen insbesondere in Betracht stark
wurzelnde Sumpfpflanzen wie Rohrkolben, Binsen, Sumpf-
Schwertlilien oder dergleichen.
Das mechanische Filter 37 ist im gezeigten Ausführungsbei
spiel gebildet durch eine etwa 8 cm starke Schüttung 39 aus
grobkörnigem Material, beispielsweise groben Kies oder
Blähton. Diese Schüttung 39 ist vollflächig über den ge
samten Boden 16 des Pflanzenabteils 20 aufgebracht, und
zwar vorzugsweise mit gleicher Schüttdichte. Weiterhin
dient zur Bildung des mechanischen Filters 37 eine Filter
matte 40, die die Schüttung 39 vollflächig überdeckt (Fig.
2).
Auf die Filtermatte 40 ist eine entsprechende Schicht aus
Sand oder einem anderen günstige Wachstumsbedingungen für
die Wasserpflanzen 38 bildenden Boden aufgebracht. Der Sand
41 (oder anderweitiger Boden) dient zum Anpflanzen der
Wasserpflanzen 38 im Pflanzenabteil 20 und zur Bildung
einer entsprechenden Verwurzelung.
Bei der hier gezeigten Vorrichtung ist der Sand 41 zur Auf
nahme der Wurzeln 42 der Wasserpflanzen 38 nicht unmittel
bar auf die Filtermatte 41 des mechanischen Filters 37 auf
geschüttet; vielmehr sind die Wasserpflanzen 38 in Pflanzen
körben 43 mit einer entsprechenden Füllung an Sand 41 (oder
Boden) eingepflanzt. Die Pflanzkörbe 43 sind in handels
üblicher Bauart mindestens in den Wandungen mit Öffnungen
zum Flüssigkeitsaustausch versehen. Darüber hinaus sind die
Pflanzenkörbe 43 so bemessen, daß sie etwa der Breite eines
jeden Strömungswegs 28 zwischen benachbarten Strömungsum
lenkplatten 25-27, der Trennwand 22 oder der Stirnwand 14
mindestens im Querschnitt nahezu vollständig ausfüllen. In
bezug auf die Länge der Strömungswege 28 sind die Pflanzen
körbe 43 derart bemessen, daß ein einziger Pflanzenkorb 43
zwischen den gegenüberliegenden Seitenwänden 12, 13 durch
gehend verläuft oder mehrere Pflanzenkörbe 43 aufeinander
folgend im jeweiligen Teilraum des Pflanzenabteils 20 ange
ordnet sind.
Durch den Zulauf 35 wird dem Behandlungsbecken 11, nämlich
dem Pflanzenabteil 20 desselben, zu reinigendes Wasser aus
dem Gartenteich 10 zugeführt. Dazu wird zu reinigendes
Wasser einem unteren Bereich des Gartenteichs 10 über einen
Ansaugtopf 44 entnommen und durch eine schematisch darge
stellte Pumpe 45 üblicher Bauart über eine entsprechende
Rohrleitung 46 dem Zulauf 35 des Pflanzenabteils 20 zuge
führt (Fig. 1). Der aus dem Abflußabteil 21 herausführende
Ablauf 36 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als ein
längliches Rohr 47 ausgebildet, das drucklos - gegebenen
falls mit entsprechendem Gefälle - oberhalb des Wasser
spiegels 48 im Gartenteich 10 mündet (Fig. 1) zur Wiederein
leitung des gereinigten Wassers in den Gartenteich 10. Auf
diese Weise entsteht ein geschlossener Reinigungskreislauf,
infolgedessen eine nahezu kontinuierliche Reinigung des im
Gartenteich enthaltenen Wassers erfolgt.
Die Reinigung des Wassers im vorstehend beschriebenen Be
handlungsbecken 11 läuft folgendermaßen ab:
Das über den Zulauf 35 dem Pflanzenabteil 20 des Behand
lungsbeckens 11 zugeführte Wasser aus dem Gartenteich 10,
also zu reinigendes Wasser, wird in Richtung der Pfeile 32
(Fig. 3) schlangenlinienförmig, also in ständig wechselnden
Richtungen längs der Strömungswege 28 und dazwischen sich
befindlicher Überströmkanäle 29, 30 an den Wurzeln 42 der
Wasserpflanzen 38 entlang auf diejenige Seite des Pflanzen
abteils 20 geleitet, an die das Abflußabteil 21 angrenzt.
Insofern strömt das zu reinigende Wasser im wesentlichen
horizontal durch das Pflanzenabteil 20. Gleichzeitig sackt
das Wasser in vertikale Richtung im Pflanzenabteil 20 ab,
um durch die Filtermatte 40 hindurch in die Schüttung 39
des mechanischen Filters 37 zu gelangen.
Im Bereich der Trennwand 22 im Behandlungsbecken 11, also
dort, wo auf das Pflanzenabteil 20 das Abflußabteil 21
folgt, gelangt das gereinigte Wasser aus dem mechanischen
Filter 37 durch die Durchgangsbohrungen 24 der Lochreihe 23
nahe des Bodens 16 des Behandlungsbeckens 11 in das Abfluß
abteil 21 (Fig. 2), steigt dort in Richtung dem Pfeil 49
auf und wird dann durch den Ablauf 36 abgeführt in den
Gartenteich 10.
Dadurch, daß der Ablauf 36 nur kurz unterhalb der Öffnung
17 aus dem Abflußabteil 21 abfließt, ist sichergestellt,
daß der Wasserspiegel im Behandlungsbecken 11 nicht unter
das Niveau des Ablaufs 36 fällt, auch bei zeitweilig unter
brochener Zufuhr neu zu reinigenden Wassers durch den Zu
lauf 36 verhindert wird, daß die Wurzeln 42 der Wasser
pflanzen 38 austrocknen und dadurch die Wasserpflanzen 38
Schaden nehmen könnten.
Des weiteren wird durch die unterhalb des Ebene der Öffnung
17 liegenden (oberen) Ränder 33, 34 der Trennwand 22 und
der Strömungsumlenkplatten 25-27 sichergestellt, daß im
Falle der Zufuhr einer größeren Wassermenge als sie durch
die Lochreihe 23 in das Abflußabteil 21 eintreten kann,
überschüssiges Wasser - wenn auch ungereinigt - über die
Trennwand 22 und die Strömungsumlenkplatten 25-27 hinweg
direkt in das Abflußabteil 21 gelangen kann und vom Ablauf
36 abgeführt wird bevor es zu einem Überlaufen des Behand
lungsbeckens 11 kommt.
Das Behandlungsbecken 11, die Trennwand 22 und die
Strömungsumlenkplatten 25, 26, 27 können aus Kunststoff,
vorzugsweise thermoplastischem Kunststoff, hergestellt
sein, gegebenenfalls auch einstückig. Es ist aber auch
denkbar, zumindest das Behandlungsbecken 11 aus Beton, Holz
oder dergleichen zu bilden.
Für einen größeren Volumendurchsatz an zu reinigendem
Wasser oder eine effektivere Reinigung ist es denkbar,
mehrere Behandlungsbecken 11 (in Reihe) hintereinander
liegend anzuordnen (Fig. 4). Verbunden sind die einzelnen,
untereinander gleich ausgebildeten Behandlungsbecken 11
durch jeweils ein Verbindungsrohr 50, das gleichzeitig
einen Ablauf 36 und einen Zulauf 35 bildet. In einem
solchen Falle folgen die Behandlungsbecken 11 mit jeweils
tieferem Niveau aufeinander, wobei der Niveauunterschied
zwischen aufeinanderfolgenden Behandlungsbecken 11 etwa dem
Höhenunterschied zwischen Zulauf 35 einerseits und Ablauf
36 andererseits entspricht, so daß das zu behandelnde
Wasser selbsttätig durch alle (drei) Behandlungsbecken 11
fließt. Diese Anordnung kann sogar (nebenbei) eine vorteil
hafte Gartengestaltung ermöglichen. Zum gleichen Zweck ist
es nicht nötig, die (drei) Behandlungsbecken 11 in einer
Linie aufeinanderfolgen zu lassen, sie könne auch versetzt
zueinander sein, wobei der Art eines solchen Versatzes
praktisch keine Grenzen gesetzt sind, also unterschiedliche
Gartengestaltungsmöglichkeiten gegeben sind.
Die gezeigte Vorrichtung, insbesondere bei einer Aufein
anderfolge mehrerer Behandlungsbecken 11, kann außer zur
Reinigung des Wassers von Gartenteichen 10 auch zur Reini
gung des Wassers in Bächen, Flüssen oder industriellen bzw.
kommunalen Abwassers verwendet werden.
Bezugszeichenliste:
10 Gartenteich
11 Behandungsbecken
12 Seitenwand
13 Seitenwand
14 Stirnwand
15 Stirnwand
16 Boden
17 Öffnung
18 freier Rand
19 freier Rand
20 Pflanzenabteil
21 Abflußabteil
22 Trennwand
23 Lochreihe
24 Durchgangsbohrung
25 Strömungsumlenkplatte
26 Strömungsumlenkplatte
27 Strömungsumlenkplatte
28 Strömungsweg
29 Überströmkanal
30 Überströmkanal
31 Stirnkante
32 Pfeil
33 Rand
34 Rand
35 Zulauf
36 Ablauf
37 mechanischer Filter
38 Wasserpflanzen
39 Schüttung
40 Filtermatte
41 Sand
42 Wurzel
43 Pflanzkorb
44 Ansaugtopf
45 Pumpe
46 Rohrleitung
47 Rohr
48 Wasserspiegel
49 Pfeil
50 Verbindungsrohr
11 Behandungsbecken
12 Seitenwand
13 Seitenwand
14 Stirnwand
15 Stirnwand
16 Boden
17 Öffnung
18 freier Rand
19 freier Rand
20 Pflanzenabteil
21 Abflußabteil
22 Trennwand
23 Lochreihe
24 Durchgangsbohrung
25 Strömungsumlenkplatte
26 Strömungsumlenkplatte
27 Strömungsumlenkplatte
28 Strömungsweg
29 Überströmkanal
30 Überströmkanal
31 Stirnkante
32 Pfeil
33 Rand
34 Rand
35 Zulauf
36 Ablauf
37 mechanischer Filter
38 Wasserpflanzen
39 Schüttung
40 Filtermatte
41 Sand
42 Wurzel
43 Pflanzkorb
44 Ansaugtopf
45 Pumpe
46 Rohrleitung
47 Rohr
48 Wasserspiegel
49 Pfeil
50 Verbindungsrohr
Claims (21)
1. Verfahren zur Behandlung von Flüssigkeiten, insbe
sondere zur biologischen Reinigung von Wasser aus
(Garten-)Teichen, Bächen etc., wobei das zu reinigende
Wasser an Wurzeln von Pflanzen (Wasserpflanzen) entlang
geleitet wird zum Binden und Abbauen der aus dem Wasser zu
entfernenden Substanzen, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Wasser mit geringer hydrau
lischer Druckdifferenz labyrinthartig an den Wurzeln (42)
der Pflanzen (Wasserpflanzen 38) entlanggeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Wasser sowohl in vertikaler als auch in horizon
taler Strömungsrichtung an den Wurzeln (42) der Pflanzen
(Wasserpflanzen 38) entlanggeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Wasser zusätzlich mechanisch gereinigt
wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser an den
Wurzeln (42) von stark wurzelnden Wasserpflanzen (38), ins
besondere Sumpfpflanzen wie Binsen, Rohrkolben und/oder
Sumpf-Schwertlilien etc., vorbeigeführt wird.
5. Vorrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten, insbe
sondere zur biologischen Reinigung von Wasser aus
(Garten-)Teichen, Bächen etc., mit mindestens einem mit
Pflanzen (Wasserpflanzen) bepflanzten Behandlungsbecken,
das mit wenigstens einem Zulauf und einem Ablauf versehen
ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf (35) und der Ab
lauf (36) im Bereich eines oberen Randes (18, 19) des Be
handlungsbeckens (11) angeordnet sind, wobei der Ablauf
(36) nur geringfügig unterhalb des Zulaufs (35) angeordnet
ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Behandlungsbecken (11) unterteilt ist in mindestens
ein die Pflanzen (Wasserpflanzen 38) aufnehmendes Pflanzen
abteil (20) und wenigstens ein daran angrenzendes Abfluß
abteil (21), wobei in das Pflanzenabteil (20) der Zulauf
(35) mündet und dem mit dem Pflanzenabteil (20) verbundenen
Abflußabteil (21) der Ablauf (36) zugeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Pflanzenabteil (20) und das Abflußabteil
(21) in ihrem unteren Bereich, vorzugsweise in Nähe eines
Bodens (16) des Behandlungsbeckens (11), miteinander ver
bunden sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Pflanzenabteil (20) und das Abflußabteil (21) durch
eine quergerichtete Trennwand (22) im Behandlungsbecken
(11) voneinander abgetrennt sind, und die Verbindung
zwischen dem Pflanzenabteil (20) und dem Abflußabteil (21)
durch mindestens eine unten liegende Öffnung in der Trenn
wand (22), vorzugsweise nahe des Bodens (16) des Behand
lungsbeckens (11) sich befindende Lochreihe (23) aus einer
Vielzahl von Durchgangsbohrungen (24) in der Trennwand
(22), gebildet ist.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5
bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Pflanzenabteil (20)
Einbauten zur labyrinthartigen Umlenkung des Wassers ange
ordnet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einbauten als fest mit dem Pflanzenabteil (20) des
Behandlungsbeckens (11) verbundene Strömungsumlenkplatten
(25, 26, 27) ausgebildet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß jeder aufrechten Strömungsumlenkplatte (25-27)
mindestens ein Überströmkanal (29, 30) zugeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß jeder Überströmkanal (29, 30) durch eine Ver
kürzung der Strömungsumlenkplatten (25-27) zwischen einer
freien (aufrechten) Stirnkante (31) jeder Strömungsumlenk
platte (25-27) und einer dieser zugerichteten Seitenwand
(12, 13) des Behandlungsbeckens (10) gebildet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß die Überströmkanäle (29, 30) aufeinanderfolgender
Strömungsumlenkplatten (25..27) entgegengesetzten Seiten
wänden (12, 13) des Behandlungsbeckens (11) zugeordnet
sind.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche
11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsumlenk
platten (25-27) flüssigkeitsdurchlässig mit dem Boden (16)
des Behandlungsbeckens (11) verbunden sind zur Bildung von
in Draufsicht auf das Behandlungsbecken (11) schlangen
linienförmig verlaufenden Strömungswegen (28) im Pflanzen
abteil (29).
15. Vorrichtung nach Anspruch 10 sowie einem oder
mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß obere Ränder (33, 34) der Trennwand (22) und der
Strömungsumlenkplatten (25-27) unterhalb der Öffnungen
(17) im Behandlungsbecken (11) liegen, vorzugsweise in
einer gemeinsamen horizontalen Ebene.
16. Vorrichtung nach Anspruch 5 sowie einem oder
mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß auf dem Boden (16) des Behandlungsbeckens (11), insbe
sondere nur des Pflanzenabteils (20), ein mechanisches
Filter (37) angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich
net, daß das mechanische Filter (37) aus einer dem Boden
(16) des Pflanzenabteils (20) vollflächig bedeckenden
Schüttung (39) aus körnigem Material, vorzugsweise Kies
oder Blähton, und eine darüberliegende Filterabdeckung, ins
besondere eine durchgehende Filtermatte (40), gebildet ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Lochreihe (23) in der Trennwand (22) sich
im Bereich der Schüttung (39) des mechanischen Filters (37)
im Pflanzenabteil (20) befindet.
19. Vorrichtung nach Anspruch 5 sowie einem oder
mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pflanzen (Wasserpflanzen 38) in Pflanzkörbe (43) in
das Pflanzenabteil (20) eingesetzt sind.
20. Vorrichtung nach Anspruch 5 sowie einem oder
mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Behandlungsbecken (11) in Reihe hintereinander
angeordnet sind, wobei die Behandlungsbecken (11) mit
niedriger werdendem Niveau aufeinanderfolgen, insbesondere
eine auf ein vorhergehendes Behandlungsbecken (11) folgen
des Behandlungsbecken (11) um die Höhendifferenz zwischen
Zulauf (35) und Ablauf (36) tiefer gesetzt ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 5 sowie einem oder
mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Behandlungsbecken (11) und/oder die Trennwand (22)
sowie die Strömungsumlenkplatten (25-27) aus Kunststoff,
insbesondere thermoplastischem Kunststoff, gebildet sind.
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DE19893941211 DE3941211A1 (de) | 1989-12-14 | 1989-12-14 | Verfahren und vorrichtung zur behandlung von fluessigkeiten |
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