DE9416833U1

DE9416833U1 - Vorrichtung zur Verringerung des Phosphatgehaltes von Gewässern

Info

Publication number: DE9416833U1
Application number: DE9416833U
Authority: DE
Original assignee: MARINETECHNIK GmbH
Current assignee: MARINETECHNIK GmbH
Priority date: 1994-09-21
Filing date: 1994-09-21
Publication date: 1995-01-12
Anticipated expiration: 2004-09-22

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verringerung des Phosphatgehaltes von Gewässern nach dem Oberbegriff des J2a*«ftt|2nspruchs 1.

In vielen Gewässern ist der Stoffhaushalt gestört. Ursache ist zumeist die Überdüngung (Eutrophierung). Es ist bekannt, durch eine Sauerstoffanreicherung im Wasser und in der Wasser-Schlamm-Kontaktzone mit Hilfe künstlicher Belüftung und/oder durch Beeinflussung des Phophat- und Nitratgehaltes dieser Erscheinung entgegenzuwirken.

Aus der DE 42 16 096 ist ferner ein Verfahren und eine

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Vorrichtung zur Verringerung des Phosphatgehaltes von Gewässern bekanntgeworden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß Tiefenwasser nahe dem Gewässerboden angesaugt und dem angesaugten Tiefenwasser Fällmittel zugegeben wird, und nach dem Ausflocken eine Druckentspannungsflotation erfolgt und in einem Flotationsbecken eine Phosphatabscheidung. Bei dem bekannten Verfahren wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß gelöstes Phosphat auch in geringer Konzentration durch Chemikalien ausgefällt, gebunden und agglomeriert an Schwebstoffen als Flocken ausgeschieden werden kann. Die Abscheidung erfolgt nach dem Flotationsverfahren, das vorteilhafter ist als ein Filterverfahren oder eine schwerkraftbedingte Separation. Die Sedimentation ist wegen des geringen Dichteunterschiedes sehr volumenen- und zeitaufwendig.

Bei der bekannten Vorrichtung ist ein Schwimmkörper vorgesehen, der Flockungs- und Flotationsbecken sowie das Pumpenaggregat enthält, während die Energieversorgung und die Zufuhr von Fällungsmittel von Land aus über entsprechende Leitung stattfindet. Die Montage und das Instellungbringen einer derartigen Vorrichtung erfordert einen gewissen Aufwand. Das gleiche trifft auch auf die Wartung zu.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vor-

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richtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß sie mit einem geringeren Aufwand erstellt und an Ort und Stelle gebracht werden kann bei im übrigen gleicher Effektivität im Hinblick auf die Verringerung des Phosphatgehaltes des behandelten Gewässers.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des tjqkspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Flockungskammer und Flotationsbecken in einem Container mit Standardabmessungen untergebracht, der an Land am Rand des Gewässers aufgestellt wird. Der Container mit den notwendigen Bestandteilen der Vorrichtung kann an einem Herstellungsort fertiggestellt und mit den erforderlichen Vorkehrungen ausgestattet werden, so daß er lediglich zum Einsatzort transportiert werden muß. Der Transport gestaltet sich sehr einfach, da der Container Standardabmessungen aufweist. Am Einsatzort ist lediglich der Energieanschluß sicherzustellen. Ferner sind die Leitungen zu verlegen, die für das Ansaugen des Tiefenwassers und die Rückführung des Klarwassers benötigt werden. Diese Installation braucht jedoch nur einmalig zu erfolgen und erfordert einen relativ geringen Aufwand.

In jedem Falle sind jedoch Mittel vorzusehen, um die Enden von Tiefenwasserleitung und Klarwasserleitung in der erforderlichen Wassertiefe anzuordnen. Dies kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung jeweils mit Hilfe eines Schwimmkörpers erfolgen, an dem die Enden der Leitungen angehängt sind. Vorzugsweise wird nach einer Ausgestaltung der Erfindung eine Tauchpumpe verwendet, um Tiefenwasser in die Anlage zu fördern.

Flockungskammer und Flotationsbecken sind im Container untergebracht. Hierbei berücksichtigt die Erfindung, daß die Abmessungen der Flockungskammer durch die für eine Flockenbildung erforderliche Verweilzeit bestimmt sind. Für die Maße des Flotationsbeckens sind in erster Linie Oberfläche und Tiefe maßgeblich. Zur optimalen Nutzung des durch den Container vorgegebenen Raums wird daher erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Flockungskammer im unteren Teil des Containers und das Flotationsbecken darüber angeordnet und über einen horizontalen Boden getrennt sind. Auf diese Weise erhält das Flotationsbecken eine maximale Oberfläche. Die Tiefe des Beckens kann unter Umständen verändert werden durch Verlagerung des horizontalen Bodens. Eine relativ große Verweildauer in der Flockungskammer läßt sich erfindungsgemäß dadurch erzielen, daß die Flockungskammer durch mindestens eine verti-

kale Trennwand in Durchströmrichtung unterteilt ist, wobei bei aufeinanderfolgenden Trennwänden abwechselnd ein Überlauf oder ein Unterlauf gebildet ist.

Für die Zufuhr des Druckwassers und zum Mischen der Luftbläschen mit dem aus der Flockungskammer kommenden Medium sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß der horizontale Boden einen Spalt frei läßt für eine vertikale Mischkammer, an der der Druckwasseranschluß angeschlossen ist. Die Mischkammer reduziert nur minimal die Breite bzw. Länge des Flotationsbeckens und bildet einen Überlauf für das Wasser in das Flotationsbecken.

Bei der sogenannten Entspannungsflotation wird üblicherweise mit Hilfe einer Pumpe luftgesättigtes Druckwasser eingeführt, das schlagartig entspannt und Mikrobläschen bildet, welche sich an die Flocken zur Flotatbildung anlagern. Erfindungsgemäß wird von der Pumpe Klarwasser verwendet, das aus der Klarwasserleitung abgezweigt wird. Es ist daher nicht notwendig, zur erfindungsgemäßen Vorrichtung einen Wasseranschluß zu legen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch die Installation einer Vorrichtung nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt ein Verfahrensschema für die Fällung, Flockung und Flotation bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch einen Container der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In Fig. 1 ist ein Container 10 mit Standardabmessungen zu erkennen (ISO-Container), der am Rand eines Gewässers aufgestellt ist. Er ist mit einer ersten Leitung 12 verbunden, an deren Ende eine Tauchpumpe 14 angeordnet ist zum Ansaugen von Tiefenwasser aus dem Hypolimnion. Das Ende der Leitung 12 bzw. die Tauchpumpe 14 werden von einer Trägerboje 16 in der erforderlichen Tiefe gehalten. Eine zweite mit dem Container 10 verbundene Leitung 18 dient zur Abgabe von Klarwasser. Ihr Ende ist mit Hilfe einer Trägerboje 20 in der gewünschten Tiefe gehalten, die durch das Epilimnion bzw. Metalimnion definiert ist.

Die sich im Container 10 abspielenden Vorgänge sind in Fig. 2 mit einem Fließschema dargestellt. Über die Leitung

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12 wird einer Flockungskammer 22 Tiefenwasser zugeführt. Über eine Abzweigung 24 wird ein Fällungsmittel eindosiert, Die entsprechende Dosiervorrichtung ist nicht dargestellt. Das Wasser mit den Flocken gelangt zu einem Flotationsbecken 26, das einen Anschluß 28 für Druckwasser aufweist (eine Druckwasserpumpe ist nicht dargestellt). Der Druckwasseranschluß speist sich aus einer Abzweigung 30 der Klarwasserablaufleitung 18. Mit Hilfe der Druckwasserzufuhr erfolgt die Entspannungsflotation, indem gesättigtes Druckwasser im Becken 26 schlagartig entspannt, so daß sich die Mikrobläschen an die Flocken anlegen und die Flocken zur Oberfläche aufsteigen. Die Flocken können dann bei 31 aus dem Becken 26 entfernt, und zum Beispiel einem Filtratsammler 32 (Fig. 1) zugeführt werden.

Der innere Aufbau des Containers 10 geht deutlicher aus Fig. 3 hervor. Eine vertikale Wand 34 nahe einem Ende teilt einen Raum 36 ab für die erforderlichen Aggregate zum Betrieb der Vorrichtung, insbesondere für die elektrische Versorgung, die Dosierung des Flockungsmittels und die Druckwasserpumpe. Ein horizontaler Boden 38 zwischen der Wand 34 und dem gegenüberliegenden Ende teilt den Containerraum auf in eine unten liegende Flockungskammer 40 und ein darüber angeordnetes Flotationsbecken 42. In der

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Flockungskammer 40, die einen unteren Einlauf bei 44 aufweist, sind zwei vertikale Trennwände 46, 48 in Strömungsrichtung beabstandet angeordnet, von denen die erste einen Überlauf und die zweite einen Unterlauf bildet, um den Strömungsweg und damit die Flockungszeit zu verlängern. Nahe dem im Container 10 rechten Ende läßt der Boden 38 einen Spalt frei für den Durchtritt des Wassers zu einer vertikalen Mischkammer 50, die durch eine leicht nach links geneigte Trennwand 52 gegenüber dem Flotationsbecken 42 abgeteilt ist. Sie bildet an der Oberseite einen Überlauf in das Becken 42. In die Mischkammer 50 wird das luftübersättigte Druckwasser eingegeben und führt nach der Entspannung zur Bildung der Mikrobläschen. Die Strömungsenergie und die Art der Druckwasser zugabe sorgen hier für eine ausreichende Durchmischung.

Über einen Ablauf 54 hinter der Tauchwand 56 verläßt das gereinigte Wasser das Flotationsbecken 42 und gelangt dort zur Leitung 18 gemäß Fig. 1. Die Entfernung der Flocken ist nicht dargestellt.

Claims

— 9 — Ansprüche :

1. Vorrichtung zur Verringerung des Phosphatgehaltes von Gewässern, mit einer Saugpumpe, die Tiefenwasser nahe dem Gewässerboden ansaugt in eine Flockungskammer hinein, wobei mit der das Tiefenwasser fördernden Leitung oder der Flockungskammer eine Dosiervorrichtung für Fällmittel verbunden ist, einem Flotationsbecken, das über einen Strömungsweg mit der Flockungskammer verbunden ist, einem mit der Flockungskammer verbundenen Druckwasseranschluß für die Zufuhr luftgesättigten Druckwassers und einer mit dem Flotationsbecken verbundenen Klarwasserablaufleitung, die bis in das Epi- oder Metalimnion reicht, dadurch gekennzeichnet, daß Flockungskammer (40) und Flotationsbecken (42) in einem Container (10) mit Standardabmessungen angeordnet sind, der am Rand des Gewässers aufgestellt ist und Mittel (16, 20) vorgesehen sind, die die Enden der Leitungen (12, 18) für das Tiefenwasser und das Klarwasser im Bereich des Tiefenwassers (Hypolimnion) bzw. des Epi- oder Metalimnions halten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Tiefenwasserleitung (12) und/oder der

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Klarwasserleitung (18) an einem Schwimmkörper (16 bzw. 20) aufgehängt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Tauchpumpe (14) mit der Tiefenwasserleitung (12) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flockungskammer (40) im unteren Teil des Containers (10) und das Flotationsbecken (42) darüber im oberen Teil angeordnet und über einen etwa horizontalen Boden (38) getrennt sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine vertikale Wand (34) nahe einem Ende des Containers (10) einen Aggregatraum abteilt.

&dgr;. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flockungskammer (40) durch vertikale Trennwände (46, 48) in Durchströmrichtung unterteilt ist, wobei aufeinanderfolgende Trennwände (46, 48) abwechselnd einen Überlauf und einen Unterlauf bilden.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (38) an einem Ende einen

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Spalt frei läßt für eine vertikale Mischkammer (50), an der der Druckwasseranschluß angeschlossen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugseite der Druckwasserpumpe mit der Klarwasserleitung (18) verbunden ist.

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