DE4433634C2 - Vorrichtung zur Verringerung des Phosphatgehaltes von Gewässern - Google Patents
Vorrichtung zur Verringerung des Phosphatgehaltes von GewässernInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ver
ringerung des Phosphatgehaltes von Gewässern nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In vielen Gewässern ist der Stoffhaushalt gestört. Ursache
ist zumeist die Überdüngung (Eutrophierung). Es ist be
kannt, durch eine Sauerstoffanreicherung im Wasser und in
der Wasser-Schlamm-Kontaktzone mit Hilfe künstlicher Be
lüftung und/oder durch Beeinflussung des Phophat- und
Nitratgehaltes dieser Erscheinung entgegenzuwirken.
Aus der DE 42 16 096 A1 ist ferner ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Verringerung des Phosphatgehaltes von Ge
wässern bekanntgeworden. Das Verfahren ist dadurch gekenn
zeichnet, daß Tiefenwasser nahe dem Gewässerboden ange
saugt und dem angesaugten Tiefenwasser Fällmittel zugege
ben wird, und nach dem Ausflocken eine Druckentspannungs
flotation erfolgt und in einem Flotationsbecken eine Phos
phatabscheidung. Bei dem bekannten Verfahren wird von der
Erkenntnis ausgegangen, daß gelöstes Phosphat auch in ge
ringer Konzentration durch Chemikalien ausgefällt, gebun
den und agglomeriert an Schwebstoffen als Flocken ausge
schieden werden kann. Die Abscheidung erfolgt nach dem
Flotationsverfahren, das vorteilhafter ist als ein Filter
verfahren oder eine schwerkraftbedingte Separation. Die
Sedimentation ist wegen des geringen Dichteunterschiedes
sehr volumen- und zeitaufwendig.
Bei der bekannten Vorrichtung ist ein Schwimmkörper vorge
sehen, der Flockungs- und Flotationsbecken sowie das Pum
penaggregat 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 Auf
wand. Das gleiche trifft auch auf die Wartung zu.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vor
richtung der eingangs genannten Art dahingehend zu ver
bessern, 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 Patentanspruchs
1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Flockungskammer
und Flotationsbecken in einem Container mit Standardabmes
sungen untergebracht, der an Land am Rand des Gewässers
aufgestellt wird. Der Container mit den notwendigen Be
standteilen 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 auf
weist. 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 rela
tiv geringen Aufwand.
In jedem Falle sind jedoch Mittel vorzusehen, um die Enden
von Tiefenwasserleitung und Klarwasserleitung in der er
forderlichen 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
die Flockungskammer im unte
ren Teil des Containers und das Flotationsbecken darüber
angeordnet und über einen horizontalen Boden getrennt.
Auf diese Weise erhält das Flotationsbecken eine
maximale Oberfläche. Die Tiefe des Beckens kann unter Um
ständen verändert werden durch Verlagerung des horizon
talen Bodens. Der Zulauf zur Flockungskammer ist in Längsrichtung
an einem Ende und der Ablauf am anderen Ende angeordnet.
Eine relativ große Verweildauer in der
Flockungskammer läßt sich erfindungsgemäß dadurch erzie
len, daß die Flockungskammer durch mindestens eine verti
kale Trennwand in Durchströmrichtung unterteilt ist, wobei
bei aufeinanderfolgenden Trennwänden abwechselnd ein Über
lauf oder ein Unterlauf gebildet ist.
Für die Zufuhr des Druckwassers und zum Mischen der Luft
bläschen mit dem aus der Flockungskammer kommenden Medium
sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß der hori
zontale 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 üblicher
weise mit Hilfe einer Pumpe luftgesättigtes Druckwasser
eingeführt, das schlagartig entspannt und Mikrobläschen
bildet, welche sich an die Flocken zur Flotatbildung an
lagern. Von der Pumpe kann Klarwasser ver
wendet werden, das aus der Klarwasserleitung abgezweigt wird. Es
ist daher nicht notwendig, zur erfindungsgemäßen Vorrich
tung einen Wasseranschluß zu legen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen
näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch die Installation einer Vorrich
tung nach der Erfindung.
Fig. 2 zeigt ein Verfahrensschema für die Fällung, Flockung
und Flotation bei der erfindungsgemäßen Vorrich
tung.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch einen Container der er
findungsgemäßen Vorrichtung.
In Fig. 1 ist ein Container 10 mit Standardabmessungen zu
erkennen (ISO-Container), der am Rand eines Gewässers auf
gestellt ist. Er ist mit einer ersten Leitung 12 verbunden,
an deren Ende eine Tauchpumpe 14 angeordnet ist zum An
saugen von Tiefenwasser aus dem Hypolimnion. Das Ende der
Leitung 12 bzw. die Tauchpumpe 14 werden von einer Träger
boje 16 in der erforderlichen Tiefe gehalten. Eine zweite
mit dem Container 10 verbundene Leitung 18 dient zur Ab
gabe von Klarwasser. Ihr Ende ist mit Hilfe einer Träger
boje 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
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 Flotations
becken 26, das einen Anschluß 28 für Druckwasser aufweist
(eine Druckwasserpumpe ist nicht dargestellt). Der Druck
wasseranschluß speist sich aus einer Abzweigung 30 der
Klarwasserablaufleitung 18. Mit Hilfe der Druckwasserzu
fuhr 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 elek
trische Versorgung, die Dosierung des Flockungsmittels und
die Druckwasserpumpe. Ein horizontaler Boden 38 zwischen
der Wand 34 und dem gegenüberliegenden Ende teilt den Con
tainerraum auf in eine unten liegende Flockungskammer 40
und ein darüber angeordnetes Flotationsbecken 42. In der
Flockungskammer 40, die einen unteren Einlauf bei 44 auf
weist, sind zwei vertikale Trennwände 46, 48 in Strömungs
richtung 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 Über
lauf in das Becken 42. In die Mischkammer 50 wird das
luftübersättigte Druckwasser eingegeben und führt nach der
Entspannung zur Bildung der Mikrobläschen. Die Strömungs
energie und die Art der Druckwasserzugabe 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 (6)
1. Vorrichtung zur Verringerung des Phosphatgehaltes von
Gewässern, mit einer Saugpumpe, die Tiefenwasser nahe
dem Gewässerboden ansaugt in eine Flockungskammer hin
ein, 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 ver
bunden ist, einem mit der Flockungskammer verbundenen
Druckwasseranschluß für die Zufuhr luftgesättigten
Druckwassers und einer mit dem Flotationsbecken ver
bundenen Klarwasserablaufleitung, die bis in das Epi-
oder Metalimnion reicht, dadurch gekennzeichnet, daß
Flockungskammer (40) und Flotationsbecken (42) in einem
Container (10) mit Standardabmessungen (ISO-Container)
angeordnet sind, wobei die Flockungskammer (40) im un
teren Teil des Containers (10) und das Flotationsbecken
(42) darüber im oberen Teil angeordnet und über einen
etwa horizontalen Boden (38) getrennt und der Zulauf
zur Flockungskammer (40) in Längsrichtung an einem Ende
und der Ablauf am anderen Ende 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) oder des Epi- oder Metalim
nions halten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ende der Tiefenwasserleitung (12) und/oder der
Klarwasserleitung (18) an einem Schwimmkörper (16 oder
20) aufgehängt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Tauchpumpe (14) mit der Tiefenwas
serleitung (12) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß eine vertikale Wand (34) nahe einem
Ende des Containers (10) einen Aggregatraum abteilt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Flockungskammer (40) durch ver
tikale Trennwände (46, 48) in Durchströmrichtung unter
teilt ist, wobei aufeinanderfolgende Trennwände (46,
48) abwechselnd einen Überlauf und einen Unterlauf bil
den.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Boden (38) in Durchströmrich
tung am Ende einen Spalt frei läßt für eine vertikale
Mischkammer (50), an der der Druckwasseranschluß ange
schlossen ist.
Priority Applications (2)
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D2 | Grant after examination | ||
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Owner name: DAMANN, ROLAND, 33106 PADERBORN, DE Owner name: DAMANN, VOLKER, 33165 LICHTENAU, DE |
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