WO2006002619A1 - Reinigungssystem zur herstellung dauerhaft naturnaher wässer - Google Patents

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WO2006002619A1
WO2006002619A1 PCT/DE2005/001197 DE2005001197W WO2006002619A1 WO 2006002619 A1 WO2006002619 A1 WO 2006002619A1 DE 2005001197 W DE2005001197 W DE 2005001197W WO 2006002619 A1 WO2006002619 A1 WO 2006002619A1
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water
filter
reverse osmosis
basin
cleaning system
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PCT/DE2005/001197
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Inventor
Manfred Hansel
Dirk Radzanowski
Original Assignee
Hansel Garten- Und Landschaftsbau Gmbh
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    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H4/00—Swimming or splash baths or pools
    • E04H4/12—Devices or arrangements for circulating water, i.e. devices for removal of polluted water, cleaning baths or for water treatment
    • E04H4/1209—Treatment of water for swimming pools
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
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    • C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F2301/00—General aspects of water treatment
    • C02F2301/04—Flow arrangements
    • C02F2301/043—Treatment of partial or bypass streams
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/32—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae

Definitions

  • the invention relates to a cleaning system for producing permanently natural waters in a water basin, comprising a basin-associated circulation circuit for the water present in the water basin for filtering accompanying substances, wherein at least one flushable sand filter and at least one UV irradiation device are present in the circulation circuit Order are connected together.
  • a generic cleaning system of water, in particular of chlorinated bathwater in a swimming pool is described in EP 1 042 237 Bl.
  • the cleaning system comprises a circulation circuit in which a sand filter arrangement and means for maintaining a circulation of the water along a pipe string are present.
  • Valve-controlled means are also provided for branching off a second partial stream of the photochemically treated water from the first partial stream and for passing the prepurified water along a second partial branch of the second partial stream and a membrane filter arrangement therein, in which compounds dissolved in the water, such as Chlorine compounds are removed and their chlorine-containing flushing concentrate is discharged into an outlet.
  • a disadvantage of conventional cleaning is that chemical substances (for example chlorine compounds) are generally used for pelvic cleaning.
  • a pool system for swimming and / or bathing purposes and a measuring and control device for the assurance of the water quality for the pool complex in described in the document 100 29 568 ⁇ l
  • the Wasser ⁇ basin system includes at least one swimming pool, which are assigned a Wasserummélz Vietnamese, a water extraction device with a connected measuring and control device and Dosierein- directions for the addition of disinfectants, such as chlorine.
  • the circulation circuit contains essenli ⁇ Chen a water basin downstream of the splash tank and a sand filter through which the pool water out and cleaned and the pool is fed again. On the way to the basin of the supply line is fed by intermediate metering chemical substances for disinfecting the water.
  • the water circulation system contains a water circulation pump, which presses the overflowed, collected water through a water treatment plant, which essentially contains at least one flushable sand filter, and the treated water flows back into the water basin. For readjustment, corresponding quantities of chemicals are metered into the water circulating circuit.
  • the water treatment device preferably contains metering devices for chemicals, which are regulated in accordance with the measurement results and / or are controlled and initiated in advance in accordance with specifications with fixed values.
  • the photochemical-mechanical filter plants can be used for water. those described in the document DE 199 50 064 C2.
  • the filter systems contain a filter container in which sand is also introduced as a filter substance, an inlet and an outlet through which the dirty water to be purified of the water basin is passed, and a UV irradiation device for eliminating germs of disease in / at the the water is passed by.
  • the pond complex contains a main pond for swimming and bathing and a secondary pond, which is intended for cleaning the main pond.
  • the water level of the secondary pond is below the water level of the main pond, so that water from the main pond can flow as an overflow to the adjacent pond.
  • the secondary pond contains a concrete-encased bottom seepage filter with a filter layer consisting of a coarse gravel layer, a fine gravel layer, a fleece layer and a sand layer in the direction of the pond surface.
  • the suctioned through the filter layer and ge ge filtered water of the basic precipitating filter is fed back to the main pond via a pump.
  • the filter system also contains at least one sand filter, furthermore an ionization device, a downstream activated carbon filter and a titanium oxide granulate cleaning filter with a built-in UV disinfection device.
  • the process is carried out in such a way that in the water stream cleaned of suspended impurities an ionized and ozone-enriched air stream is fed to support the oxidation in the activated carbon filter and subsequently the water stream is subjected to a photochemical and photocatalytic oxidation in a reactor is formed with a UV-C emitter and with UV-C radiolucent tubes, wherein the tubes are partially filled with a titanium oxide granules. The titanium oxide granules are held in suspension as they flow through the water. In conjunction with the UV radiation, the catalytic oxidation is triggered.
  • the ozone generated in the reactor as a result of the process is introduced into an ionization module and dispersed as radicals in the water stream upstream of the activated carbon filter.
  • a nano-filtering device and a reverse osmosis system for treating the water of water basins in a semipermeable membrane filter system for swimming pools is described in US Pat. No. 5,234,583. In doing so, organic and inorganic particles are eliminated.
  • the problem is that due to the existing floating larger accompanying substances in the water, the membrane quickly be clogged and therefore need to be cleaned very often. Furthermore, the concentrate from the rinsing processes of the membrane filters is not supplied to a closed circuit but to a drain.
  • Another plant for the treatment of bath water from a swimming pool in the circulation process is described in the document DE 202 08 814 Ul, the plant a first filter system for filtering the swimming pool associated a bathing water, a second filter system in the form of a Mem ⁇ branfilters for filtering of sludge water from the first Fil ⁇ terstrom and a return of filtrate from the second filter system in the bath water circuit, wherein the first filter system also contains membrane filter and the second filter system is ver ⁇ connected with the supply line for bathing water, that the second filter system at least partially Can be used for the filtration of bath water.
  • the invention has for its object to provide a marketsssy ⁇ system for producing permanently natural waters, which is designed so suitable that a supply of high quality pure water can be done without the addition of chemical substances at relatively low cost.
  • the object of the invention is achieved by the features of patent claim 1.
  • the circulation circuit including the water basin, is a fine-filter-filtering selection activator circuit which is independent of the circulating circuit and which has a water reservoir arranged separately from the water tank, to which a first overflow from the water basin is assigned on the inlet side, a reverse osmosis filter system , which on the input side communicates with the water reservoir for water removal and on the outlet side on the one hand with the water reservoir for feeding a dispensed rinse concentrate and on the other hand with the water basin for feeding a submitge ⁇ surrounded pure water filtrate, and - at least one pump for transport of the water from the
  • Water reservoir in the reverse osmosis filter system includes, assigned such that with the water from the Was- servorrats instituteer the concentra- tion concentration, the water of the pool is constantly minimized and independent of changing Um ⁇ world factors.
  • a biological flow filter can be arranged, to which the flushing concentrate dispensed from the reverse osmosis filter system is fed and from which it discharges. on the side a second overflow to the water reservoir gerich ⁇ tet out.
  • the output-side connection of the reverse osmosis filter system with the water basin is given by an inlet to the water basin for feeding the ist ⁇ from the reverse osmosis filter system pure water filtrate, which mixes with the water located in the water basin.
  • At least one second UV irradiation device and at least one second flushable sand filter can be introduced in sequence between the outlet of the water reservoir and the reverse osmosis filter system, wherein a branch of a line to the biological flow filter is selectively guided before the entrance of the reverse osmosis filter system.
  • the biological flow-through filter may include a vertical flow filtration system and / or a horizontal flow filtration system.
  • the flow-through filter has a regeneration tank, to which at least the filtrate-emitting end region of the vertical flow-through filter system and the concentrate-emitting end region of the horizontal flow-through filter system are guided.
  • a first circulating pump, at least one first skimmer and at least one first UV irradiation device and at least one flushable first sand filter may belong to the bypass-associated circulation circuit, wherein a line is guided from the first skimmer to a first UV irradiation device the first circulation pump between the first UV Irradiation device and the first sand filter arranged and connected via lines to the two and wherein the first sand filter from a first return line leads back to the pool, which are in the end of the first return line inlet nozzles.
  • the simple selection activator circuit can also be expanded by partial circuits and, in addition to a reverse osmosis partial circuit, also contain a flow-through partial circuit.
  • the flow-through partial circuit includes the water storage tank and the flow-through filter, between which a photochemical-mechanical filter section with a second circulation pump, at least one second UV irradiation device and with at least one flushable second sand filter are present, from the water storage tank a Lei ⁇ device is guided to the second UV irradiation device, wherein the second circulation pump between the second UV irradiation device and the second sand filter is arranged and connected via lines to the two and wherein the second sand filter, a branching output line is formed, one of first branch line leads to the flow-through filter-r and the other second branch line is assigned to the reverse osmosis sub-circuit.
  • the reverse osmosis subcircuit is connected at least to the flow-through filter and has a pump - a pressure pump - and the following reverse osmosis filter system, the pressure pump being connected to the second branch line and connected to the reverse osmosis filter system on the one hand, the flushing concentrate line to the horizontal flow filtration system of the regeneration and on the other hand a second return line to the water basin for feeding pure water filtrate ge leads.
  • the horizontal flow-through filter system can be equipped with the flushing concentrate line from the reverse osmosis filter system, wherein the horizontal flow-through filter medium comprises source stones and a second skimmer which discharges the water of the flow-through filter from the regeneration tank into the water reservoir by means of a second overflow.
  • the vertical flow-through filter system may consist of one or more distributors mounted on the bottom of the regeneration tank and a filter substrate surrounding the distributor, at least some of the prepurified water in the distributors being from the first branch line of the photochemical-mechanical Collected filter line and evenly through lateral and upward-directed outlet openings in the outlet openings um ⁇ giving filter substrate is pressed.
  • the filter substrate may contain an overall layer of grain-graded, washed silica without fines, the filter substrate comprising coarse gravel, gravel, fine gravel and a layer of cover material from bottom to top in the layer sequence.
  • the regeneration tank it is possible to use in the fine gravel layer plant plants, at the roots of which bacteria, in particular root-space bacteria, form which take up a large part of the purification and nutrient conversion, in particular perform the flushing concentrate fed from the reverse osmosis filter system in the fürströmungs ⁇ .
  • the water reservoir can be connected to a water feed, which is connected to a control system.
  • the control system may include measuring electronics which are connected to sensors and control electronics for predetermined and / or optimum setting of the circuits and their components as well as the rotational speeds of the pumps and the available and required water, filtrate and concentrate ⁇ have stepped quantities to the respective conditions.
  • the number of components used, the circuits and their subcomponents are not limited to the number specified in each case. Depending on the size of the water basins and the amount of water, the respective number of components can be varied in order to achieve a constant minimization of the interfering substances to be filtered out in the water of the water basin.
  • the predetermined effect of the cleaning system is maximally achieved by combining and combining photochemical, mechanical and biological processes.
  • a main advantage of us ⁇ system according to the invention is that can be completely dispensed with chemical additives.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a first part of the cleaning system according to the invention, for the production of a permanently natural bathing water in a swimming pool with a photochemical-mechanical
  • Fig. 2 is a schematic representation of a second part of the cleaning system according to the invention according to Fig.l, wherein the second part with the dargestell ⁇ th in Fig. 1 first part via the connection points (1,11,111) is in communication, with a one Wasservorrats ⁇ container containing selection activator circuit,
  • Fig. 3 is a schematic representation of a second part of the cleaning system according to the invention according to Fig.l, wherein the second part with the dargestell ⁇ th in Fig. 1 first part via the connection points (I, II, III) is in communication, with a a water supply container-containing, extended selection activator circuit according to FIG. 2,
  • FIGS. 1, 3 shows a schematic illustration of the cleaning system according to FIGS. 1, 3 with partial circuits in connection with a control system (with dashed connecting lines).
  • FIGS. 1, 2 and 6 are considered together below, wherein the reference numbers for parts having the same functions are maintained throughout.
  • the cleaning system 1 shown in FIG. 1 for producing permanently natural waters 2 in a water basin 3 contains a circulation circuit 4 associated with the water basin 3 the water 2 present in the water basin 3 for filtering accompanying substances, wherein at least one flushable sand filter 25 and at least one UV irradiation device 21 are present in the circulation circuit 4, which are connected to each other in order.
  • the circulating circuit 4 is a fine-filter-filtering selection activator circuit 51 which is independent of the circulating circuit 4 and which has a water reservoir 5 arranged separately from the water basin 3 and a first overflow on the inlet side 6 is assigned from the water tank 3, - a reverse osmosis filter system 14, the input side with the water storage tank 5 for water removal and the output side on the one hand with the Wasservorratsbe ⁇ container 5 for feeding a dispensed Spülungskon ⁇ Zentrats 15 and on the other hand with the water tank 3 for feeding a discharged pure water filtrate 17 is in communication, and - at least one pump 43 for transporting the water 30 from the water reservoir 5 in the reverse osmosis filter unit 14 includes, assigned such that with the water 30 from the water reservoir 5, the concomitant concentration of the water 2 of the water basin. 3 constantly and independently of Wech ⁇ selnden environmental factors can be minimized.
  • a biological flow-through filter 7 can be arranged, to which the flushing concentrate 15 dispensed from the reverse osmosis filter unit 14 is fed and from which a second overflow 10 to the outlet side Water reservoir 5 is guided directed.
  • the integration of the biological flow-through filter 7 is indicated by a dashed line flushing concentrate line 44 and dashed ge drawn second overflow 10.
  • the output-side connection of the reverse osmosis filter system 14 with the water tank 3 is given by an inlet 16 to the water tank 3 Was ⁇ .
  • At least one second UV irradiation device 21 and at least one second flushable sand filter 36 - as photochemical-mechanical filter section 12 - may be referred to below between the outlet of the water reservoir reservoir 5 and the reverse osmosis filter system 14 -
  • a branch of a Lei ⁇ device 38 is guided to the biological flow-through filter 7.
  • the biological flow-through filter 7 may have a vertical flow-through filter system 8 and a horizontal flow-through filter system 9.
  • the circulation circuit 4 assigned to the water basin 2 is referred to hereinafter as its photochemical treatment of the water 2 and the mechanical filtration through the sand filter 25 as the photochemical-mechanical circulation circuit 4.
  • a reverse osmosis subcircuit 13 is provided, which is branched off after the photochemical-mechanical filter section 12 and contains at least the reverse osmosis filter system 14 and with the horizontal flow-through filter system 9 for feeding the flushing concentrate 15 from the reverse flow.
  • Osmosis filter unit 14 is in the flow filter 7 in Ver bond.
  • the inlet 16 to the swimming pool 3 is connected via a second return line 54 to the reverse osmosis filter system 14 for feeding the pure water filtrate 17 discharged from the reverse osmosis filter system 14, which mixes with the bathwater 2 located in the swimming pool 3 and whose Be ⁇ lubricant concentration constantly minimized.
  • the photochemical-mechanical circulation circuit 4 assigned to the swimming pool includes a first circulating pump 18, a first skimmer 19 with a line 20 which is guided to a first UV irradiation device 21.
  • the circulation pump 18 is arranged between the UV irradiation device 21 and the first sand filter 25 and connected via the lines 22 and 23 with the two.
  • a first return line 26 leads to the swimming pool 3, wherein preferably inlet nozzles 27 for the bath water 2 to be dispensed are located in the end area of the first return line 26.
  • a flushing line 28 of the first sand filter 25 is led to a drain 29.
  • the pool-associated photo-chemical-mechanical recirculation circuit 4 assumes the function of the flow through the swimming pool 3, whereby existing accompanying substances, in particular larger foreign bodies and suspended matter, are removed.
  • the flow-through filter 7 consists essentially of a regeneration region, to which the filtrate-emitting end region of the ground-based vertical flow-through filter system 8 and the concentrate-emitting end region of the water-surface gehö ⁇ bound horizontal flow-through filter system 9.
  • the through-flow partial circuit 11 and the reverse osmosis partial circuit 13 are parts of an expanded selection actuator circuit 51 in which the water reservoir 5 and the flow-through filter 7 are integrated.
  • the water 30 located in the water supply container 5 is sucked off via line 32 with a second circulating pump 31 at a suction pressure of 0.5-1 bar and, after photochemical UV irradiation, by means of a second UV filter.
  • Irradiation device 33 is pressed via lines 34 and 35 in a second sand filter 36.
  • the water 30 of the water reservoir 5 is cleaned mechanically by accompanying turbidities.
  • a first branch line 38 part of the pre-cleaned water 30 is distributed into the vertical ground-flow filtration system 8 of the regeneration basin 39 of the flow-through filter 7, and on the other hand via a second branch line 40 the other part of the pre-purified water 30 for the reverse osmosis subcircuit 13 is provided.
  • the vertical flow-through filter system 8 consists of one or more on the bottom of the regeneration basin 39 lie ⁇ ing distributors 41, in which the prepurified water 30 is collected from the first branch line 38 and evenly pressed through lateral and overhead outlet openings in the filter substrate 42 surrounding them.
  • the filter substrate 42 is a total layer of grain-graded, gewa ⁇ rule pebble without fines with a thickness of about 80cm.
  • the filter substrate 42 can be constructed from the bottom to the top in layer order as follows:
  • Reduction plants are planted in the upper layer of fine gravel, at the roots of which are bacteria - root-space bacteria
  • the prepurified water from the line 40 branched off for the reverse osmosis subcircuit 13 is pressed by the pump 43 at a pressure of 7 to 15 bar into the reverse osmosis filter system 14.
  • The. Purified water is intensively cleaned in the reverse osmosis filter unit 14 by a reverse osmosis process and is discharged via the second return line 54 and fed via the inlet 16 as pure water filtrate 17 to the swimming pool 3.
  • the flushing concentrate 15 produced by a required flushing of the reverse osmosis filter system 14 passes via the flushing concentrate line 44 into the horizontal water surface-connected throughflow filter system 9 of the regeneration tank 39 of the flow-through filter 7.
  • the horizontal surface-bound throughflow filter system 9 can contain one or more swelling stones (water streams, streams, etc.) and a second ski separator 45, which discharges the water of the flow-through filter 7 through the line of the overflow 10 into the water reservoir 5
  • Throughflow filter system 9 may also include the flushing concentrate line 44, wherein the austre ⁇ flushing concentrate 15 is distributed on the surface side of the Filter ⁇ substrate of the flow-through filter 7.
  • the pure water filtrate 17 produced in the reverse osmosis filter system 14 passes via the second return line 54 into the inlet 16 for the swimming pool 3.
  • the inlet 16 and the overflow 6 are on opposite sides of the swimming pool 3 for better mixing of the pure water filtrate 17 fed in with the existing bath water 2 in the swimming pool 3.
  • the resulting excess discharge of the bathing water 2 from the swimming pool 3 takes place via the first overflow 6 into the water storage tank 5.
  • Possible water losses in the cleaning system 1 are compensated in the water reservoir 5 via a water feed 46, which can be controlled by a control system 47. 4, the interaction of the individual components in the circuits can be performed by means of measuring electronics 52 and control electronics 53 (electrical supply and signal lines are provided in FIG. 4 with dashed lines in each case ) both predetermined and optimally adjusted and adjusted to the respective conditions.
  • the possible excess water which is caused, for example, by high rainwater precipitation amounts, collects in the water reservoir 5 and can be discharged through the line 48 of a third overflow 49 into the outlet 29.
  • the rinsing water of the sand filters 25, 36 can be discharged via the lines 28, 50 into the outlet 29.
  • the nutrient-enriched water 30 from the water reservoir 5 can also be delivered to an irrigation system for vegetation areas.
  • the bathing water 2 located in the pool 3 is sucked with a first circulation pump 18 with a suction pressure of 0.5 - 1 bar via a first skimmer 19 in a line 20 and after a photochemical UV irradiation by A first UV irradiation device 21 is pressed via the lines 22 and 23 into a first sand filter 25.
  • the bath water 2 is mechanically cleaned of turbid substances and subsequently returned to the swimming pool 3 via the line 26 by means of inlet nozzles 27.
  • the flushing line 28 of the first sand filter is guided to the outlet 29.
  • the water 30 contained in the water storage tank 5 belonging to the second-stage selection activator circuit 51 is prefiltered in the flow-through partial circuit 11. A part (about 85%) thereof is led directly via the vertical ground-based flow-through filter system 8 into the filter substrate 42 of the regeneration basin 39 and thus into the root space of the repositories. The water then flows back into the water reservoir 5 via the second overflow 10 and the circulation in the flow-through subcircuit 11 is continued.
  • the accompanying substances fed via the reverse osmosis subcircuit 13 - nutrients and pollutants - are broken down via the flushing concentrate line 44 by conversion into biomass.
  • the remaining amount of water from the outlet line 37 in the amount of approximately 15% of Umisselzlei ⁇ Stung the flow-through partial circuit 11 are supplied via the second branch line 40 to the reverse osmosis subcircuit 13 by the pressure pump 43.
  • Approximately 80% of the amount of water from the second branch line 40 flows after the reverse osmosis filter system 14 via the flushing concentrate line 44 in the horizontal water surface bound fürströmungsfil- tersystem 9, wherein the flushing concentrate is largely distributed over the filter substrate 42 for receiving by the Repositions.
  • the remaining about 20% of the amount of water from the second branch line 40 are guided as pure water filtrate 17 via the inlet 16 in the pool 3 and helps as a result of mixing with the existing existing bathing water 2, its accompanying substances constantly.
  • the invention makes it possible that the nutrients and pollutants discharged from the bathwater 2 targeted by the first overflow 6 in the water storage tank 5 and from there ' the regeneration tank 39 via the flow-through circuit part 11 fed and controlled against incoming pure Wasserfil ⁇ 17 stepped out the inlet 16 is replaced. Accordingly, a selection takes place with the aim of filtering out undesired accompanying substances from the swimming pool 3 in the bathing water 2 and supplying them specifically to the biodegradation process in the selection activator circuit 51.
  • the process is realized by the fact that in the reverse osmosis subcircuit 13 a on the one hand high-purity pure water filtrate - permeate water - for the swimming pool 3 and on the other hand flushing concentrate 15 is prepared with supply to the horizontal flow filtration system 9.
  • the selection activator circuit 51 forms the basis da ⁇ that the reverse osmosis subcircuit 13 can be performed as part of a wholly present cleaning system 1 without discharge of the flushing concentrate 15 in the drain 29 and the pool 3, the pure water filtrate 17 as so ⁇ called permeate water is supplied. On the contrary, by feeding the flushing concentrate 15 into the flow-through filter 7, its filter properties are stimulated and improved, thus increasing the environmental friendliness of the cleaning system.
  • the biological-mechanical treatment of the Spülungskonzen ⁇ trats 15 associated with a permanent nutrient and Schad ⁇ degraded material in the regeneration tank 39 also prevents a continuous increase in the concentration of unwanted impurities of the water 30 in the water reservoir 5.
  • the invention also opens up the possibility that in regions with relative shortage of water or fluctuating water supply with the simple design, that is, in particular without the throughflow filter of the selection activator, the permeate water can be permanently available as drinking water. Since it is unimportant from which sources of reference the water feed 46 into the water reservoir 5 takes place, drinking water from precipitation water, well water or the like can accordingly be provided via the cleaning system 1 if necessary.
  • the invention thus ensures a permanently clear and clean water for pools without loss of water in the entire cleaning system. A possible water loss results exclusively from splashing water loss during bathing or from natural evaporation.
  • the water basin 3 can optionally be designed both as a firmly enclosed swimming pool and as a swimming pond facility with a swimming area and as a water reservoir.
  • the causes for germination and algae formation as well as water turbidity are avoided from the very beginning and a highly purified water is produced independently of changing environmental factors.
  • the invention also makes it possible to provide high quality pure water in particular without specification and / or addition of chemical substances, in particular chlorine compounds, in a closed purification system.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Reinigungssystem zur Herstellung dauerhaft naturnaher Wässer in einem Wasserbecken, enthaltend einen beckenzugeordneten Umwälzkreislauf für das in dem Wasserbecken vorhandene Wasser zur Filterung von Begleitstoffen, wobei im Umwälzkreislauf mindestens ein spülbarer Sandfilter und mindestens eine UV-Bestrahlungseinrichtung vorhanden sind, die in Reihenfolge miteinander verbunden sind. Die Lösung besteht darin, dass dem Umwälzkreislauf (4) einschliesslich dem Wasserbecken (2) ein vom Umwälzkreislauf (4) unabhängiger, feinstofffiltender Selektionsaktivator-Kreislauf (51), der: einen vom Wasserbecken (3) separat angeordneten Wasservorratsbehälter (5), dem einlaufseitig ein erster Überlauf (6) aus dem Wasserbecken (3) zugeordnet ist, eine Umkehrosmose-Filteranlage (14), die eingangsseitig mit dem Wasservorratsbehälter (5) zur Wasserentnahme und die ausgangsseitig einerseits mit dem Wasservorratsbehälter (5) zur Einspeisung eines abgegebenen Spülungskonzentrats (15) sowie andererseits mit dem Wasserbecken (3) zur Einspeisung eines abgegebenen Reinwasserfiltrats (17) in Verbindung steht, und mindestens eine Pumpe (43) zum Transport des Wassers (30) aus dem Wasservorratsbehälter (5) in die Umkehrosmose-­Filteranlage (14) umfasst, derart zugeordnet ist, dass mit dem Wasser (30) aus dem Wasservorratsbehälter (5) die Begleitstoffkonzentration das Wasser (2) des Wasserbeckens (3) ständig und unabhängig von wechselnden Umweltfaktoren minimierbar ist.

Description

ReinigungsSystem zur Herstellung dauerhaft naturnaher Wässer
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Reinigungssystem zur Herstellung dauerhaft naturnaher Wässer in einem Wasserbecken, enthaltend einen beckenzugeordneten Umwälzkreislauf für das in dem Was¬ serbecken vorhandene Wasser zur Filterung von Begleitstoffen, wobei im Umwälzkreislauf mindestens ein spülbarer Sandfilter und mindestens eine UV-Bestrahlungseinrichtung vorhanden sind, die in Reihenfolge miteinander verbunden sind.
Ein gattungsgemäßes Reinigungssystem von Wasser, insbesondere von chloriertem Badewasser in einem Schwimmbecken ist in der Druckschrift EP 1 042 237 Bl beschrieben. Das Reinigungssy¬ stem umfasst einen Umwälzkreislauf, in dem eine Sandfil- teranordnung und Mittel zur Aufrechterhaltung einer Zirkula¬ tion des Wassers entlang eines Rohrstranges vorhanden sind. Es sind ventilgesteuerte Mittel zum Abzweigen eines ersten Teilstromes aus dem Strom des durch die Sandfilteranordnung hindurch filtrierten Wassers und zum Hindurchleiten des er¬ sten Teilstromes entlang eines ersten Teilstranges durch eine UV-Bestrahlungseinrichtung zur fotochemischen Behandlung vor- gesehen. Es sind auch ventilgesteuerte Mittel zum Abzweigen eines zweiten Teilstromes des fotochemisch behandelten Was¬ sers aus dem ersten Teilstrom sowie zum Hindurchleiten des vorgereinigten Wassers entlang eines zweiten Teilstranges des zweiten Teilstroms und darin eine Membranfilteranordnung vor- handen, in der im Wasser gelöste Verbindungen, wie z.B. Chlorverbindungen entfernt werden und deren chlorhaltiges Spülungskonzentrat in einen Auslass abgelassen wird.
Ein Problem besteht darin, dass infolge des hohen Anteils an Chlorverbindungen relativ viele Spülungen der Sandfilterein¬ richtung und der Membranfilteranordnung infolge der jeweils direkten Entnahme von Wasser aus dem Schwimmbecken durchge¬ führt werden müssen sowie das chlorhaltige Spülungskonzentrat der Membranfilteranordnung keine zweckmäßige Verwendung zur weiteren direkten oder indirekten Ausbildung von Filtervor¬ gängen findet.
So besteht ein weiteres Problem, dass bei einer Verbindung des Reinigungssystems mit biologischen Reinigungssystemen, die auf Pflanzen und Mikroorganismen basieren, durch das ein- geleitete chlorhaltige Spülungskonzentrat die Wurzeln der Pflanzen und somit das gesamte biologische Reinigungssystem zerstört werden.
In herkömmlichen Reinigungssystemen für Schwimmbecken wird in einem fotochemisch-mechanischen Umwälzkreislauf, der das Schwimmbecken einschließt, das im Schwimmbecken befindliche Wasser mit einer Umwälzpumpe über einen Skimmer in eine Lei¬ tung abgesaugt und nach der fotochemischen UV-Bestrahlung über eine weitere Leitung in . einen. Sandfilter gedrückt... Im, Sandfilter wird das Wass.er mechanisch von Trübstoffen gerei¬ nigt und anschließend über eine andere Leitung wieder in das Schwimmbecken mittels Einströmdüsen zurückgeführt.
Ein Nachteil der herkömmlichen Reinigung besteht darin, dass dabei in der Regel chemische- Substanzen (z.B. Chlorverbindun¬ gen) zur Beckenreinigung eingesetzt werden.
Ein Problem besteht auch darin, dass zwar optisch klares Was¬ ser erzeugt wird, aber eine Reduktion von Parametern wie co- liforme Bakterien, Pflanzennährstoffe wie Phosphor und Nitrat hierbei nur begrenzt stattfindet. Dadurch kann die Qualität des Wassers im Hinblick auf diese Parameter nicht dauerhaft gewährleistet werden.
Andere Reinigungssysteme auf der Basis von Repositionsprozes- sen in einem Regenerationsbecken insbesondere bei Schwimm¬ teichanlagen beschränken sich auf die Reinigung und den Nähr- stoffentzug des Badewassers ausschließlich dadurch, dass bio¬ logisch, mechanisch und/oder fotochemisch aufbereitetes Was¬ ser aus dem Regenerationsbereich direkt wieder dem Schwimmbe- reich zugeführt wird oder überhaupt keine Trennung zwischen Schwimm- und Regenerationszone erfolgt.
Z.B-. ist ein Verfahren- zum Reinigen von Abwassern mit Hilfe von Pflanzen in der Druckschrift DE 3 244 787 Al beschrieben, wobei die Wurzeln der Pflanzen im Zusammenwirken mit Boden¬ substraten und Mikroorganismen im Abwasser enthaltene Schmutzsubstanzen binden und abbauen. Bei dem Verfahren wird das Abwasser aus einem sich unterhalb der Wurzeln hindurch .in einen oberhalb der Wurzeln liegenden Bereich eingeleitet. Das Abwasser wird gleichmäßig durch die Wurzeln hindurch gelei- tet. Die Wurzeln bilden mit dem Kies eine vom Abwasser in lotrechter Richtung von unten nach oben durchströmten Filter- und Absorptionsschicht. Der Kies liegt auf einem Gitter, das vom Abwasser in Aufwärtsrichtung durchflössen ist. Für eine vollständige Reinigung des Abwassers sind mindestens ein Vorreinigungsbecken, ein Hauptreinigungsbecken und minde¬ stens ein Nachreinigungsbecken erforderlich, was einen hohen Material- und Platzaufwand darstellt.
Auch wenn das gereinigte finale Wasser des biologischen Rei¬ nigungssystems in das vordem beschriebene, Chlorverbindungen herausfilternde Reinigungssystem einbezogen wird, so wird sich innerhalb kurzer Zeit ein Algenwachstum einstellen, das zu einer erheblichen optischen Beeinträchtigung des Wassers führen kann. Auch kann durch den Verzicht auf die Zugabe che¬ mischer Substanzen eine gesundheitliche Schädigung des menschlichen Organismus insbesondere beim Baden nicht ausge¬ schlossen werden. Ein Problem besteht darin, dass ein derartiges biologisches Reinigungssystem dauerhaft keine ausreichende Wasserklarheit und Reinheit des Schwimmbereiches gewährleistet, da das her¬ kömmliche Reinigungssystem wechselnden Umweltbedingungen nicht standhält bzw. nur durch eine großflächige Dimensionie¬ rung der einzelnen Elemente, die bei einer durchschnittlichen Grundstücksgröße nicht realisierbar ist, annähernd erreicht werden kann. Der Nähr- und Schadstoffgehalt im Wasser ent¬ spricht nach herkömmlicher Bauart von naturnahen Wasserbecken annähernd dem Begleitstoffgehalt im Wasser des Regenerations¬ bereiches.
Des Weiteren ist eine Wasserbeckenanlage für Schwimm- und/oder Badezwecke und ein Mess- und Regelgerät für die Si¬ cherstellung der Wasserqualität für die Wasserbeckenanlage in der Druckschrift 100 29 568 Äl beschrieben, wobei die Wasser¬ beckenanlage mindestens ein Schwimmbecken enthält, der einen Wasserumwälzkreis, eine Wasserentnahmeeinrichtung mit einer angeschlossenen Mess- und Regeleinrichtung sowie Dosierein- richtungen zur Zugabe von Desinfektionsmitteln, wie z.B. Chlor, zugeordnet sind. Der Umwälzkreis enthält im Wesentli¬ chen ein dem Wasserbecken nachgeordnetes Schwallwasserbecken sowie einen Sandfilter, durch den das Beckenwasser geführt und gereinigt und dem Becken wieder zugeführt wird. Auf dem Weg zum Becken wird der Zuleitung durch zwischengeschaltete Dosiereinrichtungen chemische Substanzen zur Desinfektion des Wassers zugeführt.
Für jedes Wasserbecken ist eine Beckendurchströmung vorgese¬ hen, die einen Abzug verschmutzten Wassers aus dem Wasserbek- ken durch einen Überlauf in den Zwischenspeicher für das Schwallwasser vorsieht sowie mit der eine Umwälzung des Bek- kenwassers mittels einer Wasserumwälzanlage erreicht wird. Die Wasserumwälzanlage enthält eine Wasserumwälzpumpe, die das überlaufende, aufgefangene Wasser durch eine Wasseraufbe- reitungsanlage, die im Wesentlichen mindestens einen spülba¬ ren Sandfilter enthält, drückt und das aufbereitete Wasser in das Wasserbecken zurückströmt. Zur Nachregelung werden ent¬ sprechende Mengen von Chemikalien dosiert in den Wasserum¬ wälzkreis gegeben.
Ein Problem besteht darin, dass die Wasseraufbereitungsein¬ richtung vorzugsweise Dosiereinrichtungen für Chemikalien enthält, die entsprechend den Messergebnissen geregelt und/oder entsprechend von Vorgaben mit Festwerten vorab ge- steuert und eingeleitet werden.
Für solche Wiederaufbereitungsanlagen können die fotoche¬ misch-mechanischen Filteranlagen für Wasser eingesetzt wer- den, die in der Druckschrift DE 199 50 064 C2 beschrieben sind. Die Filteranlagen enthalten einen Filterbehälter, in denen als Filtersubstanz ebenfalls Sand eingebracht ist, ei¬ nen Einlass und einen Auslass, durch die das zu reinigende Schmutzwasser des Wasserbeckens hindurchgeleitet wird, sowie eine UV-Bestrahlungseinrichtung zur Beseitigung von Krank¬ heitskeimen, in/an der das Wasser vorbeigeleitet wird.
Ein Problem besteht darin, dass die Wasseraufbereitung nur bis zu einem gewissen Grade erfolgen kann. Eine Wasserquali¬ tät mit einem relativ niedrigeren Minimum an Begleitstoffen ist nicht erreichbar.
Es ist des Weiteren eine primäre Wasserumwälzanlage einer Teichanlage zugeordnet, die in der Druckschrift DE 101 28 930 B4 beschrieben ist. Die Teichanlage enthält einen Hauptteich zum Schwimmen und Baden sowie einen Nebenteich, der zur Rei¬ nigung des Hauptteiches vorgesehen ist. Der Wasserspiegel des Nebenteiches liegt unter dem Wasserspiegel des Hauptteiches, so dass Wasser vom Hauptteich als Überlauf zum Nebenteich fließen kann. Der Nebenteich enthält einen betoneingefassten Sickergrundfilter mit einer Filterschicht, die aus einer Grobkiesschicht, einer Feinkiesschicht, einer Vliesschicht und einer Sandschicht in Richtung zur Teichoberfläche be- steht. Das durch die Filterschicht abgesaugte und dabei ge¬ filterte Wasser des Sickergrundfilters wird über eine Pumpe dem Hauptteich wieder zugeführt.
Ein Problem besteht darin, dass hier nur eine Grobreinigung von Begleitstoffen des Wassers aus dem Hauptteich mittels des Sickergrundfilters im Nebenteich durchgeführt werden kann. Es ist auch ein Verfahren zur biologischen und biochemischen Aufbereitung von Wasser, vorzugsweise von Beckenwasser in der Druckschrift DE 101 29 663 Al beschrieben. Die Filteranlage enthält zumindest auch einen Sandfilter, des Weiteren eine Ionisationseinrichtung, einen nachgeschalteten Aktivkohlefil¬ ter sowie einen Titanoxidgranulat-Reinigungsfilter mit einge¬ bauter UV-Desinfektionseinrichtung. Das Verfahren wird derart durchgeführt, dass in den von schwebenden Verunreinigungen gereinigten Wasserstrom ein ionisierter und mit Ozon angerei- cherter Luftstrom zur Unterstützung der Oxidation im Aktiv¬ kohlefilter zugeführt und anschließend der Wasserstrom einer fotochemischen und fotokatalytischen Oxidation in einem Reak¬ tor unterzogen wird, der mit einem UV-C-Strahler und mit UV- C-strahlendurchlässigen Rohren ausgebildet ist, wobei die Rohre teilweise mit einem Titanoxid-Granulat gefüllt sind. Das Titanoxid-Granulat wird beim Durchströmen des Wassers in Schwebe gehalten. In Verbindung mit der UV-Strahlung wird die katalytische Oxidation ausgelöst. Das im Reaktor prozessbe¬ dingt erzeugte Ozon wird in ein Ionisationsmodul eingeleitet und als Radikale in den Wasserstrom vor dem Aktivkohlefilter dispergiert.
Ein Problem besteht darin, dass die gesamte Reinigungsanlage zu material- und kostenaufwendig ist.
Eine Nano-Filterungseinrichtung und ein Umkehrosmose-System zur Behandlung des Wassers von Wasserbecken in einem semiper¬ meablen Membranfiltersystem für Schwimmbecken ist in der Druckschrift US 5,234,583 beschrieben. Es werden dabei orga- nische und anorganische Teilchen eliminiert.
Das Problem besteht darin, dass durch die vorhandenen schwe¬ benden größeren Begleitstoffe im Wasser die Membrane schnell verstopft werden und demzufolge sehr oft gereinigt werden müssen. Des Weiteren wird das Konzentrat aus den Spülprozes¬ sen der Membranfilter nicht einem geschlossenen Kreislauf, sondern einem Ablass zugeführt.
Ein andere Anlage zur Aufbereitung von Badewasser aus einem Schwimmbecken im Kreislaufverfahren ist in der Druckschrift DE 202 08 814 Ul beschrieben, wobei die Anlage eine erste Filteranlage zur Filterung des einem Schwimmbecken zugehöri- gen Badewassers, eine zweite Filteranlage in Form eines Mem¬ branfilters zum Filtern von Schlammwasser aus der ersten Fil¬ teranlage sowie eine Rückführung von Filtrat aus der zweiten Filteranlage in den Badewasserkreislauf aufweist, wobei die erste Filteranlage ebenfalls Membranfilter enthält und die zweite Filteranlage so mit der Zuleitung für Badewasser ver¬ bunden ist, dass die zweite Filteranlage zumindest teilweise für die Filtration von Badewasser verwendet werden kann.
Ein Problem besteht darin, dass die Anordnung und Ausbildung der Filteranlagen zu kostenaufwendig ist und lediglich der Reduzierung von toxischen Begleitstoffen dient. Am Ende des Prozesses werden dem Badewasser wieder chemische Desinfekti¬ onsmittel zugesetzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Reinigungssy¬ stem zur Herstellung dauerhaft naturnaher Wässer anzugeben, das derart geeignet ausgebildet ist, dass eine Bereitstellung von hochqualitativ reinem Wasser ohne Zugabe von chemischen Substanzen mit relativ geringem Kostenaufwand erfolgen kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patent¬ anspruchs 1 gelöst. Das Reinigungssystem zur Herstellung dauerhaft naturnaher Wässer in einem Wasserbecken enthält gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 einen beckenzuge.ordnet.en. Umwälzkrei.s- lauf für das in dem Wasserbecken vorhandene Wasser zur Filte- rung von Begleitstoffen, wobei im Umwälzkreislauf mindestens ein spülbarer Sandfilter und mindestens eine UV-Bestrahlungs¬ einrichtung vorhanden sind, die in Reihenfolge miteinander verbunden sind.
Im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 ist dem Umwälzkreis- lauf einschließlich dem Wasserbecken ein vom Umwälzkreislauf unabhängiger, feinstofffiltender Selektionsaktivator-Kreis¬ lauf, der einen vom Wasserbecken separat angeordneten Wasservorrats¬ behälter, dem einlaufseitig ein erster Überlauf aus dem Wasserbecken zugeordnet ist, eine Umkehrosmose-Filteranlage, die eingangsseitig mit dem Wasservorratsbehälter zur Wasserentnahme und die ausgangs- seitig einerseits mit dem Wasservorratsbehälter zur Ein- speisung eines abgegebenen Spülungskonzentrats sowie ande- rerseits mit dem Wasserbecken zur Einspeisung eines abgege¬ benen Reinwasserfiltrats in Verbindung steht, und - mindestens eine Pumpe zum- Transport des Wassers aus dem
Wasservorratsbehälter in die Umkehrosmose-Filteranlage umfasst, derart zugeordnet, dass mit dem Wasser aus dem Was- servorratsbehälter die Begleitstoffkonzentration das Wasser des Wasserbeckens ständig und unabhängig von wechselnden Um¬ weltfaktoren minimierbar ist.
Zwischen der Umkehrosmose-Filteranlage und dem Wasservorrats- behälter kann ein biologischer Durchströmungsfilter angeord¬ net sein, dem von der Umkehrosmose-Filteranlage das abgegebe¬ ne Spülungskonzentrat zugeführt ist und von dem aus auslauf- seitig ein zweiter Überlauf zum Wasservorratsbehälter gerich¬ tet geführt ist.
Die ausgangsseitige Verbindung der Umkehrosmose-Filteranlage mit dem Wasserbecken ist durch einen Zulauf zum Wasserbecken zur Einspeisung des von der Umkehrosmose-Filteranlage abge¬ gebenen Reinwasserfiltrats, das sich mit dem im Wasserbecken befindlichen Wasser vermischt, gegeben.
Zwischen dem Ausgang des Wasservorratsbehälter und der Um¬ kehrosmose-Filteranlage kann mindestens eine zweite UV- Bestrahlungseinrichtung und mindestens ein zweiter spülbarer Sandfilter in Reihenfolge eingebracht sein, wobei vor dem Eingang der Umkehrosmose-Filteranlage wahlweise ein Abzweig einer Leitung zum biologischen Durchströmungsfilter geführt ist.
Der biologische Durchströmungsfilter kann ein vertikales Durchströmungsfiltersystem und/oder ein horizontales Durch- strömungsfiltersystem aufweisen.
Der Durchströmungsfilter weist ein Regenerationsbecken auf, zu dem zumindest der filtratabgebende Endbereich des vertika¬ len Durchströmungsfiltersystems und der konzentratabgebende Endbereich des horizontalen Durchströmungsfiltersystems ge¬ führt sind.
Zum beckenzugeordneten Umwälzkreislauf kann eine erste Um¬ wälzpumpe, mindestens ein erster Skimmer sowie mindestens ei- ne erste UV-Bestrahlungseinrichtung und mindestens ein spül¬ barer erster Sandfilter gehören, wobei vom ersten Skimmer aus eine Leitung an eine erste UV-Bestrahlungseinrichtung geführt ist, wobei die erste Umwälzpumpe zwischen der ersten UV- Bestrahlungseinrichtung und dem ersten Sandfilter angeordnet und über Leitungen mit den beiden verbunden ist und wobei vom ersten Sandfilter aus eine erste Rückführungsleitung zurück zum Wasserbecken führt, wobei sich im Endbereich der ersten Rückführungsleitung Einströmdüsen befinden.
Der einfache Selektionsaktivator-Kreislauf kann auch durch Teilkreisläufe erweitert sein und zusätzlich zu einem Umkehr¬ osmose-Teilkreislauf einen Durchströmungs-Teilkreislauf ent- halten.
Der Durchströmungs-Teilkreislauf schließt den Wasservorrats¬ behälter und den Durchströmungsfilter ein, zwischen denen ei¬ ne fotochemisch-mechanische Filterstrecke mit einer zweiten Umwälzpumpe, mindestens einer zweiten UV-Bestrahlungseinrich¬ tung und mit mindestens einem spülbaren zweiten Sandfilter vorhanden sind, wobei vom Wasservorratsbehälter aus eine Lei¬ tung an die zweite UV-Bestrahlungseinrichtung geführt ist, wobei die zweite Umwälzpumpe zwischen der zweiten UV- Bestrahlungseinrichtung und dem zweiten Sandfilter angeordnet und über Leitungen mit den beiden verbunden ist und wobei am zweiten Sandfilter eine sich verzweigende Ausgangsleitung ausgebildet ist, deren eine erste Abzweigleitung zum Durch- strömungsfilte-r führt und die andere zweite Abzweigleitung dem Umkehrosmose-Teilkreislauf zugeordnet ist.
Der Umkehrosmose-Teilkreislauf ist zumindest an den Durch¬ strömungsfilter angebunden und weist eine Pumpe - eine Druck¬ pumpe - und die nachfolgende Umkehrosmose-Filteranlage auf, wobei die Druckpumpe an der zweiten Abzweigleitung ange¬ schlossen und mit der Umkehrosmose-Filteranlage verbunden ist, von der aus einerseits die Spülungskonzentratleitung an das horizontale Durchströmungsfiltersystem des Regenerations- beckens und andererseits eine zweite Rückführungsleitung an das Wasserbecken zur Einspeisung von Reinwasserfiltrat ge¬ führt ist.
Dem horizontalen Durchströmungsfiltersystem kann die Spü¬ lungskonzentratleitung aus der Umkehrosmose-Filteranlage zu¬ geordnet sein, wobei das horizontale Durchströmungsfiltersy¬ stem Quellsteine und einen zweiten Skimmer, der das Wasser des Durchströmungsfilters mittels eines zweiten Überlaufs vom Regenerationsbecken in den Wasservorratsbehälter abführt, aufweist.
Das vertikale Durchströmungsfiltersystem kann endbereichssei- tig aus einem oder mehreren auf dem Boden des Regenerations- beckens angebrachten Verteilern und einem die Verteiler umge¬ benden Filtersubstrat bestehen, wobei in den Verteilern zu¬ mindest ein Teil des vorgereinigten Wassers aus der ersten Abzweigleitung der fotochemisch-mechanischen Filterstrecke gesammelt und gleichmäßig durch seitliche und nach oben ge- richtete Austrittsöffnungen in das die Austrittsöffnungen um¬ gebende Filtersubstrat gedrückt wird.
Das Filtersubstrat kann eine Gesamtschicht aus kornabgestuf¬ tem, gewaschenem Kiesel ohne Feinanteile enthalten, wobei das Fiitersubstrat von unten nach oben in Schichtreihenfolge Grobkies, Kies, Feinkies sowie eine Schicht Abdeckmaterial aufweist.
In dem Regenerationsbecken können in der Feinkiesschicht Re- positionspflanzen eingesetzt sein, an deren Wurzeln sich Bak¬ terien, insbesondere Wurzelraumbakterien bilden, welche einen Großteil der Reinigung und Nährstoffumwandlung insbesondere des aus der Umkehrosmose-Filteranlage in den Durchströmungs¬ filter eingespeisten Spülungskonzentrats durchführen.
Der Wasservorratsbehälter kann mit einer Wassernachspeisung in Verbindung stehen, die an ein Regelungssystem angeschlos¬ sen ist.
Das Regelungssystem kann eine Messelektronik, die mit Senso¬ ren in Verbindung steht, und eine Steuer-/Regelelektronik zur vorgegebenen und/oder optimalen Einstellung der Kreisläufe und deren Komponenten sowie der Drehzahlen der Pumpen und der vorhandenen und erforderlichen Wasser-, Filtrat- und Konzen¬ tratmengen an die jeweiligen Bedingungen aufweisen.
Die Anzahl der eingesetzten Komponenten, der Kreisläufe und deren Teilkomponenten sind nicht auf die jeweils angegebene Anzahl beschränkt. Es kann die jeweilige Anzahl von Komponen¬ ten je nach Größe der Wasserbecken und der Wassermenge vari¬ iert sein, um eine ständige Minimierung der störenden, her- auszufilternden Begleitstoffe im Wasser des Wasserbeckens zu erreichen.
Die vorgegebene Wirkung des Reinigungssystems wird maximal dadurch erreicht, dass fotochemische, mechanische und biolo- gische Prozesse zusammengeführt und kombiniert werden.
Ein hauptsächlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Reinigungs¬ systems besteht darin, dass komplett auf chemische Zusätze verzichtet werden kann.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels mittels mehrerer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Teils des erfindungsgemäßen Reinigungssystems, zur Herstellung eines dauerhaft naturnahen Badewassers in einem Schwimmbecken mit einem fotochemisch-mechanischen
Umwälzkeislauf,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Teils des erfindungsgemäßen Reinigungssystems nach Fig.l, wobei der zweite Teil mit dem in Fig. 1 dargestell¬ ten ersten Teil über die Anschlusspunkte (1,11,111) in Verbindung steht, mit einem einen Wasservorrats¬ behälter enthaltenden Selektionsaktivator-Kreislauf,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines zweiten Teils des erfindungsgemäßen Reinigungssystems nach Fig.l, wobei der zweite Teil mit dem in Fig. 1 dargestell¬ ten ersten Teil über die Anschlusspunkte (I, II, III) in Verbindung steht, mit einem einen Wasservorrats- behälter enthaltenden, erweiterten Selektionsaktiva¬ tor-Kreislauf nach Fig. 2,
Fig. 4 eine schematische Darstellung des Reinigungssystem nach den Fig. 1,3 mit Teilkreisläufen in Verbindung mit einem Regelungssystem (mit gestrichelten Verbin¬ dungsleitungen) .
Die Fig. 1,2 werden im Folgenden- gemeinsam betrachtet, wobei die Bezugszeichen für Teile mit gleichen Funktionen durchgän- gig beibehalten werden.
Das in Fig. 1 dargestellte Reinigungssystem 1 zur Herstellung dauerhaft naturnaher Wässer 2 in einem Wasserbecken 3 enthält einen dem Wasserbecken 3 zugeordneten Umwälzkreislauf 4 für das in dem Wasserbecken 3 vorhandene Wasser 2 zur Filterung von Begleitstoffen, wobei im Umwälzkreislauf 4 mindestens ein spülbarer Sandfilter 25 und mindestens eine UV- Bestrahlungseinrichtung 21 vorhanden sind, die in Reihenfolge miteinander verbunden sind.
Erfindungsgemäß ist, wie in Fig. 2 gezeigt ist, dem Umwälz¬ kreislauf 4 ein vom Umwälzkreislauf 4 unabhängiger, fein- stofffiltender Selektionsaktivator-Kreislauf 51, der - einen vom Wasserbecken 3 separat angeordneten Wasser¬ vorratsbehälter 5, dem einlaufseitig ein erster Über¬ lauf 6 aus dem Wasserbecken 3 zugeordnet ist, - eine Umkehrosmose-Filteranlage 14, die eingangsseitig mit dem Wasservorratsbehälter 5 zur Wasserentnahme und die ausgangsseitig einerseits mit dem Wasservorratsbe¬ hälter 5 zur Einspeisung eines abgegebenen Spülungskon¬ zentrats 15 sowie andererseits mit dem Wasserbecken 3 zur Einspeisung eines abgegebenen Reinwasserfiltrats 17 in Verbindung steht, und - mindestens eine Pumpe 43 zum Transport des Wassers 30 aus dem Wasservorratsbehälter 5 in die Umkehrosmose- Filteranlage 14 umfasst, derart zugeordnet, dass mit dem Wasser 30 aus dem Wasservorratsbehälter 5 die Begleitstoffkonzentration das Wasser 2 des Wasserbeckens 3 ständig und unabhängig von wech¬ selnden Umweltfaktoren minimierbar ist.
Zwischen der Umkehrosmose-Filteranlage 14 und dem Wasservor¬ ratsbehälter 5 kann ein biologischer Durchströmungsfilter 7 eingebunden angeordnet sein, dem von der Umkehrosmose-Fil¬ teranlage 14 das abgegebene Spülungskonzentrat 15 zugeführt ist und von dem aus auslaufseitig ein zweiter Überlauf 10 zum Wasservorratsbehälter 5 gerichtet geführt ist. Die Einbindung des biologischen Durchströmungsfilters 7 ist mit gestrichelt gezeichneter Spülungskonzentratleitung 44 und gestrichelt ge¬ zeichnetem zweiten Überlauf 10 angegeben.
Die ausgangsseitige Verbindung der Umkehrosmose-Filteranlage 14 mit dem Wasserbecken 3 ist durch einen Zulauf 16 zum Was¬ serbecken 3 gegeben.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, kann zwischen dem Ausgang des Was¬ servorratsbehälters 5 und der Umkehrosmose-Filteranlage 14 mindestens eine zweite UV-Bestrahlungseinrichtung 21 und min¬ destens ein zweiter spülbarer Sandfilter 36 - als fotoche¬ misch-mechanischen Filterstrecke 12 nachfolgend bezeichnet - in Reihenfolge eingebracht sein, wobei vor dem Eingang der Umkehrosmose-Filteranlage 14 wahlweise ein Abzweig einer Lei¬ tung 38 zum biologischen Durchströmungsfilter 7 geführt ist.
Der biologische Durchströmungsfilter 7 kann ein vertikales Durchströmungsfiltersystem 8 und ein horizontales Durchströ- mungsfiltersystem 9 aufweisen.
Der dem Wasserbecken 2 zugeordnete Umwälzkreislauf 4 wird nachfolgend durch seine Funktion der fotochemischen Behand- lung des Wassers 2 und der mechanischen Filterung durch den Sandfilter 25 als fotochemisch-mechanischen Umwälzkreislauf 4 bezeichnet.
In Fig. 3 ist ein Umkehrosmose-Teilkreislauf 13 vorgesehen, der nach der fotochemisch-mechanischen Filterstrecke 12 abge¬ zweigt ist und zumindest die Umkehrosmose-Filteranlage 14 enthält sowie mit dem horizontalen Durchströmungsfiltersystem 9 zur Einspeisung des Spülungskonzentrats 15 aus der Umkehr- osmose-Filteranlage 14 in den Durchströmungsfilter 7 in Ver¬ bindung steht.
Der Zulauf 16 zum Schwimmbecken 3 ist über eine zweite Rück- laufleitung 54 mit der Umkehrosmose-Filteranlage 14 zur Ein- speisung des von der Umkehrosmose-Filteranlage 14 abgegebenen Reinwasserfiltrats 17 verbunden, das sich mit dem im Schwimm¬ becken 3 befindlichen Badewasser 2 vermischt und dessen Be¬ gleitstoffkonzentration ständig minimiert.
Zum dem Schwimmbecken zugeordneten fotochemisch-mechanischen Umwälzkreislauf 4 gehört eine erste Umwälzpumpe 18, ein er¬ ster Skimmer 19 mit einer Leitung 20, die an eine erste UV- Bestrahlungseinrichtung 21 geführt ist. Die Umwälzpumpe 18 ist zwischen der UV-Bestrahlungseinrichtung 21 und dem ersten Sandfilter 25 angeordnet und über die Leitungen 22 und 23 mit den beiden verbunden. Vom ersten Sandfilter 25 aus führt eine erste Rückführungsleitung 26 zum Schwimmbecken 3, wobei sich im Endbereich der ersten Rückführungsleitung 26 vorzugsweise Einströmdüsen 27 für das abzugebende Badewasser 2 befinden. Eine Spülungsleitung 28 des ersten Sandfilters 25 ist zu ei¬ nem Ablauf 29 geführt.
Im Reinigungssystem 1 übernimmt der beckenzugeordnete foto- chemisch-mechanische Umwälzkreislauf 4 die Funktion der Durchströmung des Schwimmbeckens 3, wobei vorhandene Begleit¬ stoffe, insbesondere größere Fremdkörper und Schwebestoffe entfernt werden.
Der Durchströmungsfilter 7 besteht im Wesentlichen aus einem Regenerationsbeσken, zu dem der filtratabgebende Endbereich des bodengebundenen vertikalen Durchströmungsfiltersystems 8 und der konzentratabgebende Endbereich des Wasseroberflächen- gebundenen horizontalen Durchströmungsfiltersystems 9 gehö¬ ren.
Der Durchströmungs-Teilkreislauf 11 und der Umkehrosmose- Teilkreislauf 13 sind Teile eines erweiterten Selektionsakti¬ vator-Kreislaufs 51, in den der Wasservorratsbehälter 5 und der Durchströmungsfilter 7 integriert sind.
In dem Durchströmungs-Teilkreislauf 11 wird das im Wasservor- ratsbehälter 5 befindliche Wasser 30 mit einer zweiten Um¬ wälzpumpe 31 bei einem Absaugdruck von 0,5 - 1 bar über die Leitung 32 abgesaugt und nach einer fotochemischen UV- Bestrahlung mittels einer zweiten UV-Bestrahlungseinrichtung 33 über die Leitungen 34 und 35 in einen zweiten Sandfilter 36 gedrückt. Im zweiten Sandfilter 36 wird das Wassers 30 des Wasservorratsbehälters 5 mechanisch von begleitenden Trüb¬ stoffen gereinigt. Anschließend wird nach der sich verzwei¬ genden Ausgangsleitung 37 einerseits in einer ersten Ab¬ zweigleitung 38 ein Teil des vorgereinigten Wassers 30 in das vertikale bodengebundene Durchströmungsfiltersystem 8 des Re¬ generationsbeckens 39 des Durchströmungsfilters 7 verteilt, andererseits über eine zweite Abzweigleitung 40 der andere Teil des vorgereinigten Wassers 30 für den Umkehrosmose- Teilkreislauf 13 bereitgestellt.
Das vertikale Durchströmungsfiltersystem 8 besteht aus einem oder mehreren auf dem Boden des Regenerationsbeckens 39 lie¬ genden Verteilern 41, in denen das vorgereinigte Wasser 30 aus der ersten Abzweigleitung 38 gesammelt und gleichmäßig durch seitliche und oben liegende Austrittsöffnungen in das sie ummantelnde Filtersubstrat 42 gedrückt wird. Das Filter¬ substrat 42 ist eine Gesamtschicht aus kornabgestuftem, gewa¬ schenem Kiesel ohne Feinanteile mit einer Stärke von etwa 80cm. Das Filtersubstrat 42 kann In- dem hier beschriebenen vertikalen Durchströmungsfiltersystem 8 von unten nach oben in Schichtreihenfolge wie folgt aufgebaut sein:
- 30cm Grobkies, Körnung 32/56mm - 30cm Kies, Körnung 16,32mm
- 10cm Kies, Körnung 8/16mm
- Feinkies,. Körnung 2/8mm.
In die obere Feinkiesschicht sind Repositionspflanzen einge- setzt, an deren Wurzeln sich Bakterien - Wurzelraumbakterien
- bilden, welche einen Großteil der Reinigung und Nährstoff¬ umwandlung besorgen. Die so aufbereiteten Nährstoffe werde-n von den Pflanzen aufgenommen und in Biomasse umgewandelt. Mit einem Schüttgut nach Wahl wird die oberere Feinkiesschicht abgedeckt. Das Abdeckmaterial hat eine rein optische Funktion und wird im Normalfall der vorgegebenen gestalterischen Wir¬ kung zugeordnet. Weiterhin kann dadurch der maximale Wasser¬ stand des Regenerationsbeckens 39 eingestellt werden.
Das für den Umkehrosmose-Teilkreislauf 13 abgezweigte, be¬ reitgestellte vorgereinigte Wasser aus der Leitung 40 wird über die Pumpe 43 bei einem Druck von 7 - 15 bar in die Um¬ kehrosmose-Filteranlage 14 gedrückt. Das. vαrgereinigte Wasser wird in der Umkehrosmose-Filteranlage 14 durch einen Umkehr- osmose-Prozess intensiv gereinigt und wird über die zweite Rückführungsleitung 54 ausgetragen und über den Zulauf 16 als Reinwasserfiltrat 17 dem Schwimmbecken 3 zugeführt. Das durch eine erforderliche Spülung der Umkehrosmose-Filteranlage 14 entstehende Spülungskonzentrat 15 gelangt über die Spülungs- konzentratleitung 44 in das horizontale wasseroberflächenge¬ bundene Durchströmungsfiltersystem 9 des Regenerationsbeckens 39 des Durchströmungsfilters 7. Das horizontale wasseroberflächengebundene Durchströmungsfil- tersystem 9 kann einen oder mehrere Quellsteine (Wasserspie¬ le, Bachläufe o.a.) und einen zweiten Skimrαer 45, der das Wasser des Durchströmungsfilters 7 durch die Leitung des Überlaufs 10 in den Wasservorratsbehälter 5 abführt, enthal¬ ten. Zum horizontalen Durchströmungsfiltersystem 9 kann auch die Spülungskonzentratleitung 44 gehören, wobei das austre¬ tende Spülungskonzentrat 15 oberflächenseitig auf das Filter¬ substrat des Durchströmungsfilters 7 verteilt wird.
Das in der Umkehrosmose-Filteranlage 14 entstehende Reinwas- serfiltrat 17 gelangt über die zweite Rückführungsleitung 54 in den Zulauf 16 für das Schwimmbecken 3. Vorzugsweise befin¬ den sich der Zulauf 16 und der Überlauf 6 auf entgegengesetz- ten Seiten des Schwimmbeckens 3 zur besseren Vermischung des eingespeisten Reinwasserfiltrats 17 mit dem vorhandenen, Bade¬ wasser 2 im Schwimmbecken 3. Der daraus resultierende Über- schussaustrag des Badewassers 2 aus dem Schwimmbecken 3 her¬ aus findet über den ersten Überlauf 6 in den Wasservorratsbe- hälter 5 statt.
Mögliche Wasserverluste im Reinigungssystem 1 werden im Was¬ servorratsbehälter 5 über eine Wassernachspeisung 46, die über ein Regelungssystem 47 gesteuert werden kann, ausgegli- chen. Über das in Fig. 4 enthaltene Regelungssystem 47 kann das Zusammenwirken der einzelnen Komponenten in den Kreis¬ läufen mittels einer Messelektronik 52 und einer Steuer- /Regelelektronik 53 (elektrische Versorgungs- und Signallei¬ tungen sind in Fig. 4 mit jeweils gestrichelt gezeichneten Linien versehen) sowohl vorgegeben als auch optimal einge¬ stellt und den jeweiligen Bedingungen angepasst werden. Der mögliche Wasserüberschuss, der z.B. durch hohe Regenwas¬ ser-Niederschlagsmengen verursacht wird, sammelt sich im Was¬ servorratsbehälter 5 und kann durch die Leitung 48 eines dritten Überlaufs 49 in den Ablauf 29 abgeführt werden. Eben- so kann das Spülwasser der Sandfilter 25,36 über die Leitun¬ gen 28,50 in den Ablauf 29 abgeführt werden.
An Stelle des Ablaufs 29 kann das nährstoffangereicherte Was¬ ser 30 aus dem Wasservorratsbehälter 5 auch an ein Bewässe- rungssystern für Vegetationsflächen abgegeben werden.
Im Folgenden wird die Funktionsweise des Reinigungssystems 1 unter Bezugnahme auf die Fig.1,3 und 4 erläutert.
In dem erststufigen schwimmbeckenzugeordneten fotochemisch- mechanischen Umwälzkreislauf 4 wird das im Schwimmbecken 3 befindliche Badewasser 2 mit einer ersten Umwälzpumpe 18 mit einem Saugdruck von 0,5 - 1 bar über einen ersten Skimmer 19 in eine Leitung 20 abgesaugt und nach einer fotochemischen UV-Bestrahlung mittels einer ersten UV-Bestrahlungseinrich- tung 21 über die Leitungen 22 und 23 in einen ersten Sand¬ filter 25 gedrückt. In dem ersten Sandfilter 25 wird das Ba¬ dewasser 2 mechanisch von Trübstoffen gereinigt und anschlie¬ ßend über die Leitung 26 wieder in das Schwimmbecken 3 mit¬ tels Einströmdüsen 27 zurückgeführt. Die Spülungsleitung 28 des ersten Sandfilters ist zu dem Ablauf 29 geführt.
Das in dem zum zweitstufigen Selektionsaktivator-Kreislauf 51 gehörenden Wasservorratsbehälter 5 befindliche Wasser 30 wird im Durchströmungs-Teilkreislauf 11 vorgefiltert. Ein Teil (ca. 85%) davon wird direkt über das vertikale bodengebundene Durchströmungsfiltersystem 8 in das Filtersubstrat 42 des Re¬ generationsbeckens 39 und somit in den Wurzelraum der Reposi- tionspflanzen geführt. Das Wasser läuft anschließend in den Wasservorratsbehälter 5 über den zweiten Überlauf 10 zurück und die Umwälzung im Durchströmungs-Teilkreislauf 11 wird fortgesetzt.
Im Regeneratiαnsbecken 39 werden die über den Umkehrosmose- Teilkreislauf 13 zugeführten Begleitstoffe - Nähr- und Schad¬ stoffe - über die Spülungskonzentratleitung 44 durch eine Um¬ wandlung in Biomasse abgebaut. Die verbleibende Wassermenge aus der Ausgangsleitung 37 in Höhe von ca. 15% der Umwälzlei¬ stung des Durchströmungs-Teilkreislaufs 11 werden über die zweite Abzweigleitung 40 dem Umkehrosmose-Teilkreislauf 13 durch die Druckpumpe 43 zugeführt. Ca. 80% der Wassermenge aus der zweiten Abzweigleitung 40 fließen nach der Umkehros¬ mose-Filteranlage 14 über die Spülungskonzentratleitung 44 in das horizontale wasseroberflächengebundene Durchströmungsfil- tersystem 9, wobei das Spülungskonzentrat weitgehend über das Filtersubstrat 42 zur Aufnahme durch die Repositionspflanzen verteilt wird. Die verbleibenden ca. 20% der Wassermenge aus der zweiten Abzweigleitung 40 werden als Reinwasserfiltrat 17 über den Zulauf 16 in das Schwimmbecken 3 geführt und hilft infolge der Vermischung mit dem dort vorhandenen Badewasser 2, dessen Begleitstoffe ständig zu minimieren.
Die Erfindung ermöglicht es, dass die Nähr- und Schadstoffe aus dem Badewasser 2 gezielt durch den ersten Überlauf 6 in den Wasservorratsbehälter 5 abgeführt und von dort aus' dem Regenerationsbecken 39 über den Durchströmungs-Teilkreislauf 11 zugeleitet und steuerbar gegen zulaufendes Reinwasserfil¬ trat 17 aus dem Zulauf 16 ausgetauscht wird. Es findet demzu¬ folge eine Selektion mit dem Ziel statt, die im Badewasser 2 unerwünschten Begleitstoffe aus dem Schwimmbecken 3 herauszu- filtern und gezielt dem biologischen Abbauprozess im Selekti¬ onsaktivator-Kreislauf 51 zuzuführen. Der Vorgang wird da¬ durch verwirklicht, dass im Umkehrosmose-Teilkreislauf 13 ei- nerseits hochreines Reinwasserfiltrat - Permeatwasser - für das Schwimmbecken 3 und andererseits Spülungskonzentrat 15 mit Zuführung zum horizontalen Durchströmungsfiltersystem 9 hergestellt wird.
Der Selektionsaktivator-Kreislauf 51 bildet die Grundlage da¬ für, dass der Umkehrosmose-Teilkreislauf 13 als Teil eines als Ganzheit vorliegendes Reinigungssystems 1 ohne Ablass des Spülungskonzentrats 15 in den Ablauf 29 durchgeführt werden kann und dem Schwimmbecken 3 das Reinwasserfiltrat 17 als so¬ genanntes Permeatwasser zugeführt wird. Im Gegenteil wird durch die Einspeisung des Spülungskonzentrats 15 in den Durchströmungsfilter 7 dessen Filtereigenschaften angeregt und verbessert und somit die Umweltfreundlichkeit des Reini- gungssystems erhöht.
Die biologisch-mechanische Aufbereitung des Spülungskonzen¬ trats 15 verbunden mit einem permanenten Nähr- und Schad¬ stoffabbau im Regenerationsbecken 39 verhindert auch eine kontinuierliche Erhöhung der Konzentration von unerwünschten Begleitstoffen des Wassers 30 im Wasservorratsbehälter 5.
Die Erfindung eröffnet andererseits auch die Möglichkeit, dass in Gebieten mit relativer Wasserknappheit oder schwan- kender Wasserversorgung mit der einfachen Ausführung, also insbesondere ohne den Durchströmungsfilter, des Selektionsak¬ tivators das Permeatwasser als Trinkwasser permanent zur Ver¬ fügung stehen kann. Da es unerheblich ist, aus welchen Be¬ zugsquellen die Wassernachspeisung 46 in den Wasservorratsbe- hälter 5 erfolgt, kann über das Reinigungssystem 1 demnach auch trinkbares Wasser aus Niederschlagswasser, Brunnenwasser o.a. im Bedarfsfall bereitgestellt werden. Die Erfindung gewährleistet somit ein dauerhaft klares und sauberes Wasser für Wasserbecken ohne Wasserverlust im gesam¬ ten Reinigungssystem. Ein möglicher Wasserverlust resultiert ausschließlich aus Spritzwasserverlusten beim Baden oder aus natürlicher Verdunstung.
Das Wasserbecken 3 kann wahlweise sowohl als ein fest einge- fasstes Schwimmbecken als auch als eine Schwimmteichanlage mit einem Schwimmbereich sowie als ein Wasserreservoir ausge¬ bildet sein.
Es ist zweckmäßig, die Erstbefüllung des Wasserbeckens be¬ reits mit Permeatwasser vorzunehmen, wobei die zugeordnete Verbindung des Wasserbeckens 3 mit dem Wasservorratsbehälter 5 gegeben ist.
Mit dem erfindungsgemäßen Reinigungssystem werden die Ursa¬ chen für eine Keim- und Algenbildung sowie Wassertrübung von Anfang an vermieden und unabhängig von wechselnden Umweltfak- toren ein hochgereinigtes Wasser erzeugt.
Die Erfindung ermöglicht es somit auch, hochqualitativ reines Wasser insbesondere ohne Vorgabe und/oder Zugabe von chemi- sehen Substanzen, insbesondere von Chlorverbindungen in einem geschlossenen Reinigungssystem bereitzustellen. Bezugszeichenliste
1 Reinigungssystem
2 Wasser
3 Wasserbecken 4 fotochemisch-mechanischer Umwälzkreislauf
5 Wasservorratsbehälter
6 Erster Überlauf
7 Durchströmungsfilter
8 Vertikales Durchströmungsfiltersystem 9 Horizontales Durchströmungsfiltersystem
10 Zweiter Überlauf
11 Durchströmungs-Teilkreislauf
12 Fotochemisch-mechanische Filterstrecke
13 Umkehrosmose- Teilkreislauf 14 Umkehrosmose-F.il.teranlage
15 Spülungskonzentrat
16 Zulauf
17 Reinwasserfiltrat
18 Erste Umwälzpumpe 19 Erster Skimmer
20 Leitung
21 Erste UV-Bestrahlungseinrichtung
22 Leitung
23 Leitung 24 Leitung
25 Erster Sandfilter
26 Erste Rückführungsleitung
27 Einströmdüsen
28 Spülungsleitung 29 Ablauf
30 Wasser
31 Zweite Umwälzpumpe
32 Leitung 3,3 Zweite UV-Bestrahlungseinrichtung
34 Leitung
35 Leitung
36 Zweiter Sandfilter 37 Ausgangsleitung
38 Erste Abzweigleitung
39 Regenerationsbecken
40 Zweite Abzweigleitung
41 Verteiler 42 Filtersubstrat
43 Druckpumpe
44 Spülungskonzentratleitung
45 Zweiter Skimraer
46 Wassernachspeisung 47 Regelungssystem
48 Leitung
49 Dritter Überlauf
50 Leitung
51 Selektionsaktivator-Kreislauf 52 Messelektronik
53 Steuer-/Regelelektronik
54 Zweite Rückführungsleitung

Claims

Patentansprüche
1. Reinigungssystem zur Herstellung dauerhaft naturnaher Wäs- ser in einem Wasserbecken, enthaltend einen beckenzugeord¬ neten Umwälzkreislauf für das in dem Wasserbecken vorhan¬ dene Wasser zur Filterung von Begleitstoffen, wobei im Um¬ wälzkreislauf mindestens ein spülbarer Sandfilter und min¬ destens eine UV-Bestrahlungseinrichtung vorhanden sind, die in Reihenfolge miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass dem Umwälzkreislauf (4) einschließlich dem Wasserbek- ken (2) ein vom Umwälzkreislauf (4) unabhängiger, fein- stofffiltender Selektionsaktivator-Kreislauf (51), der - einen vom Wasserbecken (3) separat angeordneten Wasser¬ vorratsbehälter (5), dem einlaufseitig ein erster Über¬ lauf (6) aus dem Wasserbecken (3) zugeordnet ist,' eine Umkehrosmose-Filteranlage (14), die eingangsseitig mit dem Wasservorratsbehälter (5) zur Wasserentnahme und die ausgangsseitig einerseits mit dem Wasservorratsbe¬ hälter (5) zur Einspeisung eines abgegebenen Spülungs¬ konzentrats (15) sowie andererseits mit dem Wasserbecken (3) zur Einspeisung eines abgegebenen Reinwasserfiltrats (17) in Verbindung steht, und - mindestens eine Pumpe (43) zum Transport des Wassers (30) aus dem Wasservorratsbehälter (5) in die Umkehros¬ mose-Filteranlage (14), umfasst, derart zugeordnet ist, dass mit dem Wasser (30) aus dem Wasservorratsbehälter (5) die Begleitstoffkonzen- tration das Wasser (2) des Wasserbeckens (3) ständig und unabhängig von wechselnden Umweltfaktoren minimierbar ist.
2. Reinigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Umkehrosmose-Filteranlage (14) und dem Wasservorratsbehälter (5) ein biologischer Durchströ- mungsfilter (7) angeordnet ist, dem von der Umkehrosmose- Filteranlage (14) das abgegebene Spülungskonzentrat zuge¬ führt ist und von dem aus auslaufseitig ein zweiter Über¬ lauf (10) zum Wasservorratsbehälter (5) gerichtet geführt ist.
3. Reinigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgangsseitige Verbindung der Umkehrosmose- Filteranlage (14) mit dem Wasserbecken (3) durch einen Zulauf (16) zum Wasserbecken (3) zur Einspeisung des von der Umkehrosmose-Filteranlage (14) abgegebenen Reinwas- serfiltrats (17), das sich mit dem im Wasserbecken (3) befindlichen Wasser (2) vermischt, gegeben ist.
4. Reinigungssystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ausgang des Wasservorratsbehälter (5) und der Umkehrosmose-Filteranlage (14) mindestens eine zweite UV-Bestrahlungseinrichtung (21) und mindestens ein zweiter spülbarer Sandfilter (36) in Reihenfolge einge¬ bracht sind, wobei vor dem Eingang der Umkehrosmose- Filteranlage (14) wahlweise ein Abzweig einer Leitung (38) zum biologischen Durchströmungsfilter (7) geführt ist.
5. Reinigungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der biologische Durchströmungsfilter (7) ein verti¬ kales Durchströmungsfiltersystem (8) und ein horizontales Durchströmungsfiltersystem (9) aufweist.
6. Reinigungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchströmungsfilter (7) ein Regenerationsbecken (39) aufweist, zu dem zumindest der filtratabgebende End¬ bereich des vertikalen Durchströmungsfiltersystems (8) und der konzentratabgebende Endbereich des horizontalen Durchströmungsfiltersystems (9) geführt sind.
7. Reinigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum beckenzugeordneten Umwälzkreislauf (4) eine er¬ ste Umwälzpumpe (18), mindestens ein erster Skimmer (19) sowie mindestens eine erste UV-Bestrahlungseinrichtung (21) und mindestens ein spülbarer erster Sandfilter (25) gehören, wobei vom ersten Skimmer (19) aus eine Leitung (20) an eine erste UV-Bestrahlungseinrichtung (21) ge¬ führt ist, wobei die erste Umwälzpumpe (18) zwischen der ersten UV-Bestrahlungseinrichtung (21) und dem ersten Sandfilter (25) angeordnet und über Leitungen (22,23) mit den beiden verbunden ist und wobei vom ersten Sandfilter (25) aus eine erste Rückführungsleitung (26) zurück zum Wasserbecken (3) führt, wobei sich im Endbereich der er¬ sten Rückführungsleitung (26) Einströmdüsen (27) befin¬ den.
8. Reinigungssystem nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Selektionsaktivator-Kreislauf (51) durch Teil¬ kreisläufe erweitert ist und einen Durchströmungs- Teilkreislauf (11) und einen Umkehrosmose-Teilkreislauf (13) enthält.
9. Reinigungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchströmungs-Teilkreislauf (11) den Wasservor¬ ratsbehälter (5) und den Durchströmungsfilter (7) ein¬ schließt und dazwischen eine fotochemisch-mechanische Filterstrecke (12) mit einer zweiten Umwälzpumpe (31), mindestens einer zweiten UV-Bestrahlungseinrichtung (33) und mit mindestens einem spülbaren zweiten Sandfilter
(36) aufweist, wobei vom Wasservorratsbehälter (5) aus eine Leitung (32) an die zweite UV-Bestrahlungseinrich¬ tung (33) geführt ist, wobei die zweite Umwälzpumpe (31) zwischen der zweiten UV-Bestrahlungseinrichtung (33) und dem zweiten Sandfilter (36) angeordnet und über Leitungen (34,35) mit den beiden verbunden ist und wobei am zweiten Sandfilter (36) eine sich verzweigende Ausgangsleitung
(37) ausgebildet ist, deren eine erste Abzweigleitung (38) zum Durchströmungsfilter (7) führt und die andere zweite Abzweigleitung (40) dem Umkehrosmose-Teilkreislauf
(13) zugeordnet ist.
10. Reinigungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Umkehrosmose-Teilkreislauf (13) zumindest an den Durchströmungsfilter (7) angebunden ist und eine Druck¬ pumpe (43) und die nachfolgende Umkehrosmose-Filteranlage
(14) aufweist, wobei die Druckpumpe (43) an der zweiten Abzweigleitung (40) angeschlossen ist und mit der Umkeh¬ rosmose-Filteranlage (14) verbunden ist, von der aus ei¬ nerseits die Spülungskonzentratleitung (44) an das hori¬ zontale Durchströmungsfiltersystem (9) des Regenerations- beckens (39) und andererseits eine zweite Rückführungs¬ leitung (54) an das Wasserbecken (3) zur Einspeisung von Reinwasserfiltrat (17) geführt ist.
11. Reinigungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass dem horizontalen Durchströmungsfiltersystem (9) die Spülungskonzentratleitung (44) aus der Umkehrosmose- Filteranlage (14) zugeordnet ist, wobei das horizontale Durchströmungsfiltersystem (9) Quellsteine und einen zweiten Skimmer (45), der das Wasser des Durchströmungs¬ filters (7) mittels eines zweiten Überlaufs (10) vom Re¬ generationsbecken (39) in den Wasservorratsbehälter (5) abführt, aufweist.
12. Reinigungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das vertikale Durchströmungsfiltersystem (8) endbe- reichsseitig aus einem oder mehreren auf dem Boden des Regenerationsbeckens (39) angebrachten Verteilern (41) und einem die Verteiler (41) umgebenden Filtersubstrat (42) besteht, wobei in den Verteilern (41) zumindest ein Teil des vorgereinigten Wassers (30) aus der ersten Ab¬ zweigleitung (38) der fotochemisch-mechanischen Filter- strecke (12) gesammelt und gleichmäßig durch seitliche und nach oben gerichtete Austrittsöffnungen in das die Austrittsöffnungen umgebende Filtersubstrat (42) gedrückt wird.
13. Reinigungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtersubstrat (42) eine GesamtSchicht aus kornabgestuftem, gewaschenem Kiesel ohne Feinanteile ent- hält, wobei das Filtersubstrat (42) von unten nach oben in Schichtreihenfolge Grobkies, Kies, Feinkies sowie eine Schicht Abdeckmaterial aufweist.
14. Reinigungssystem nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Regenerationsbecken (39) in der Fein¬ kiesschicht Repositionspflanzen eingesetzt sind, an deren Wurzeln sich Bakterien, insbesondere Wurzelraumbakterien bilden, welche einen Großteil der Reinigung und Nährstof¬ fumwandlung insbesondere des aus der Umkehrosmose- Filteranlage (14) in den Durchströmungsfilter (7) einge¬ speisten Spülungskonzentrats (15) durchführen.
15. Reinigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasservorratsbehälter (5) mit einer Wassernach¬ speisung (46) in Verbindung steht, die an ein Regelungs¬ system (47) angeschlossen ist.
16. Reinigungssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelungssystem (47) eine Messelektronik (52), die mit Sensoren in Verbindung steht, und eine Steuer- /Regelelektronik (53) zur vorgegebenen und/oder optimalen Einstellung der Kreisläufe (4,11,13,51) und deren Kompo¬ nenten sowie der Drehzahlen der Pumpen (18,31,43) und der vorhandenen und erforderlichen Wasser-, Filtrat- und Kon¬ zentratmengen (2,30,46/17,15) an die jeweiligen Bedingun- gen aufweist.
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