Gebrauchsmuster Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung
Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung
Beschreibung
[0001] Bei der Erfindung handelt es sich um eine Mehrphasenaufbereitungs-vorrichtung (15), (16), (17), (18), (24), (25), (26), (27), (34) (45), (46), (47), (48), (50), (54), (56) für offene und/oder halboffene Systeme und/oder Kläranlagen und/oder Bäche und/oder Flüsse und/oder Seen und/oder Meere und/oder Ozeane zur Aufbereitung von Wasser und/oder Flüssigkeiten und/oder Flüssigkeits-Feststoff-Gemischen und/oder Dämpfen und/oder Dampf-Feststoff-Gemischen und/oder Gasen und/oder Gas-Feststoff-Gemischen, bestehend aus mindestens zwei Aufbereitungsphasen (15), (16), (18), (26), (27), dadurch gekennzeichnet, dass jede Aufbereitungsphase (16), (18), (25), (26), (27), (45), (46), (47), (48), (50) einen eigenen Zweck erfüllt und die unterschiedlichen Aufbereitungsphasen (16), (18), (25), (26), (27), (45), (46), (47), (48), (50) in Abständen (17), (24), (32), (56) zueinander angeordnet sind und dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Aufbereitungsphase mindestens eine Schrägfilterfläche (1), (8), (16), (18), (26), (27), (38), (39), (45), (46), (47), (48), (58), (66) enthält, die schräg vertikal und/oder in vertikaler Schräganströmung (1), (16), (18), (26), (45), (46), (47), (58), (66) und/oder schräg horizontal und/oder in horizontaler Schräganströmung (8), (27), (38), (39), (48), jeweils in Bezug zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung (2), (9), (19), (31), (44), (51) (60), (70), angeordnet ist.
[0002] In Oberflächengewässern kommt es durch unterschiedliche Stoffeinträge, die zumindest auch durch den Menschen verursacht werden, also anthropogener Art sind, zu Belastungen und Ungleichgewichten. Gründe können z.B. die Abschwemmung landwirtschaftlicher Flächen oder auch Stoffeinträge aus Kläranlagen sein, welche die Nährstoffe / Schadstoffe nicht in genügend großem Ausmaß aus dem Wasser entfernen konnten. Die Güte und Qualität von Oberflächengewässern und des Grundwassers werden hierdurch verschlechtert. Je nach Ausmaß wird die zu starke Anreicherung eines Ökosystems mit Nährstoffen als eutroph, polytroph oder hypertroph bezeichnet. Bei einer zu starken Eutrophierung (Anreicherung mit Nährstoffen) treten in der Folge häufig Probleme durch Algen (z.B. Cyanobakterien, auch Blaualgen genannt), Sauerstoffzehrung, Fischsterben, Geruchsbelästigungen, notwendige Badeverbote, Einschränkungen und Verschlechterungen ganzer Erholungs- und Tourismusgebiete etc. auf.
[0003] Hauptursache der Algenprobleme sind z.B. zu hohe Einträge über die zufließenden Flüsse und Bäche mit Phosphaten, die als gelöste Phosphate und als partikuläre Phosphate (an Feststoffe / Sediment gebundene Phosphate) auftreten. So setzen z.B. im Dümmersee in Niedersachsen seit Jahrzehnten im Sommer Blaualgenplagen ein, die die Natur und das Erholungs- und Naturerlebnis Dümmer stark beeinträchtigen und ein Zeichen dafür sind, wie belastet das Wasser an zu hohen Konzentrationen mit Nährstoffen seit langem ist.
[0004] Bislang ist es aufwendig, kompliziert und langwierig, falls überhaupt ausreichend möglich, zu hohe Phosphat- und Stickstoffkonzentrationen aus Flüssen, Seen und Meeren zu entfernen. Um Seen und Meere zu sanieren, müssen vor allem die Belastungen von zufließenden Flüssen und Bächen reduziert werden. Zu den bisherigen Methoden gehören Umleitungen von Flüssen und Bächen, der Bau vieler Kläranlagen, Fällungen von Phosphaten sowie die Errichtung von künstlichen „Constructed Wetlands“ (deutsch: Schilfpolder), welche vor allem partikuläre Phosphate ausfiltern / festhalten / deponieren sollen. Abgesehen von aufwendigen und langwierigen Planungen und Baumaßnahmen mit hohen Kosten bringen diese Maßnahmen weitere Probleme mit sich. Die Umleitung von Flüssen und Bächen führt zu einem verringerten Wasseraustausch in Seen, zu einer stärkeren Erwärmung und Sauerstoffzehrung des Seewassers sowie zu evtl. Wasserknappheit und/oder zu verringertem Wasseraustausch / Wasserumschlag. Phosphatfällungen verschlingen riesige Mengen an Fällungsmitteln, sind technisch aufwendig / teuer und sind besonders für Hochwasserereignisse schwer zu dimensionieren. Sie können das Problem übermäßiger Phosphatmengen, besonders in volumenreichen Flüssen, allein aus Kostengründen, so gut wie nie in angemessener und realistischer Weise lösen. Eine Errichtung künstlich angelegter Schilfpolder hingegen erfordert starke Eingriffe in die Natur und Naturlandschaft mit aufwendigen, teuren und langwierigen Baumaßnahmen. Flüsse und Bäche über künstlich angelegte Schilfpolder zu leiten bringt zudem viele weitere Probleme mit sich. Gelöste Phosphate werden so nur in geringen und unzureichenden Mengen aus dem Wasser entfernt. Partikuläre Phosphate werden nur bei niedrigen Wasserständen und längeren Standzeiten des Wassers im Schilfpolder ausgefiltert und können dann nur schwer entsorgt werden. Künstlich angelegte Schilfpolder zur Phosphatreduktion sind bei Hochwasserereignissen wenig funktionsfähig / ungeeignet. Zudem lagert sich schnell so viel Biomasse und Sediment im Schilfpolder ein, dass dieser verlandet / versandet und untauglich wird. Die Funktionstüchtigkeit eines künstlich angelegten Schilfpolders, falls überhaupt gegeben, beträgt nach Fachliteratur lediglich 5 bis 15 Jahre. Danach muss ein solcher Schilfpolder entsorgt / saniert werden. Wenn man davon abweichen möchte und die eingelagerte Biomasse und das eingelagerte Sediment dennoch während der Laufzeit eines Schilfpolders entsorgen möchte, ist das äußerst schwierig und aufwendig, falls überhaupt möglich. Zudem wird durch einen künstlichen Schilfpolder die Wasseroberfläche erheblich vergrößert. Dies führt insbesondere im Sommer zu einer intensiveren Sonneneinstrahlung auf die Wasseroberflächen mit stärkerer Erwärmung des Wassers und daraus resultierender Sauerstoffzehrung mit Fäulnisprozessen.
[0005] Bei der Erfindung handelt sich um eine Mehrphasenfiltervorrichtung und -verfahren (15), (16), (17), (18), (24), (25), (26), (27), (34) (45), (46), (47), (48), (50), (54), (56) mit mindestens einer Aufbereitungsphase mit mindestens einer Schrägfilterfläche (45), (46), (47), (48) zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung, wobei die kinetische Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung (51) z.B. eines Flusses genutzt werden, um Stoffe und Substanzen aus dem Wasser zu filtern / zu entfernen, die man entfernen möchte und diejenigen Stoffe und Substanzen im Wasser zu belassen, die dort verbleiben können / sollen. So können z.B. in einer 1. Aufbereitungsphase / Filterphase (45) mit einem horizontal zur Hauptströmung angeordnetem Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n) (45) die großen Tiere (Fische, Insekten etc.), Pflanzen, Äste, Blätter, größere Pflanzenteile, Plastikflaschen, Müll etc. durch die Hauptströmung gezielt zur Seite bewegt werden, dort dann z.B. ausgeleitet und/oder umgeleitet und/oder abgefangen und zur Entnahme eingelagert werden in Auffangbehältern / -netzen / u./o. -filtern und/oder in den Nicht-Aufbereitungsbereich (55), den Teil des Flusses etc., in dem keine Wasseraufbereitung, keine Wasserfilterung etc. stattfindet. Ob eine Umleitung und Weiterleitung z.B. in einem Fluss und/oder eine Entnahme stattfindet kann entschieden werden aufgrund der Hauptbestandteile der ausgeleiteten und/oder umgeleiteten und/oder abgefilterten Tiere, Pflanzen, Gegenstände und Stoffe. Nach der 1. Aufbereitungsphase / Filterphase (45) gibt es einen Abstand (56) zur 2. Aufbereitungsphase / Filterphase (46), ebenfalls ein horizontal zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung (51) angeordneter Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n) (46), in dem dann kleinere Tiere, Pflanzen, Pflanzenteile, Feststoffe, Substanzen, Sedimente etc. separiert werden von nachfolgenden weiteren Aufbereitungsphasen (47), (48), (50) und dann zumeist in den ungefilterten Teil eines Flusses (55) etc. abgeleitet werden oder auch wiederum möglich, in einen Auffangbehälter / -netz/ u./o. -filter geleitet, um dort zur Entnahme bereit zu stehen. Nach der 2. Aufbereitungsphase / Filterphase (46) wird ein Abstand eingehalten zur 3. Aufbereitungsphase / Filterphase (47) mit einem horizontal zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung (51) angeordneten Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n) (47). Dann werden in dieser 3. Aufbereitungsphase / Filterphase (47) noch kleinere Tiere, Pflanzen, Pflanzenteile, Feststoffe, Substanzen, Sedimente etc. separiert und/oder herausgefiltert und seitlich abgeleitet, entweder in den Nicht-Aufbereitungsbereich (55) eines Flusses etc. oder in einen Auffangbehälter / -netz / u./o. -filter. Dann gibt es wiederum einen Abstand zur 4. Aufbereitungsphase / Filterphase (48) mit einem vertikal zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung angeordnetem Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n) (48), um dort dann z.B. feines Sediment, das hohe Konzentrationen an partikulären Phosphaten enthält, herauszufiltern, indem das feine Sediment über diesen Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n) (48) von den oben nach unten bewegt / geleitet wird und von dort dann hinüberbewegt wird in einen Auffangbehälter / -netz/ u./o. -filter (49), um von dort zur Entsorgung entnommen werden zu können per Hand, Kran, Traktor und/oder über installierte Pumpen etc.. In einer 5. Aufbereitungsphase / Filterphase mit einem Adsorptionsfilter (50) werden z.B. anhand von porösen Eisenverbindungen gelöste Phosphate adsorbiert. Da störende Tiere, Pflanzen, Pflanzenteile, Feststoffe, Substanzen, Sedimente etc. vollständig bzw. weitestgehend aus dem Wasser umgeleitet bzw. entfernt wurden in den vorherigen Aufbereitungsphasen / Filterphasen (45), (46), (47), kann jetzt diese Adsorption verhältnismäßig gut, reibungslos und über längere Zeiträume stabil ablaufen. Der Adsorptionsfilter (50) wird sich über längere Zeit nicht zusetzen / verschlammen, wie das ohne die vorherigen Aufbereitungsphasen / Filterphasen der Fall sein würde. In weiteren Aufbereitungsphasen könnte das Wasser dann noch weiter behandelt werden, z.B. mit einer Phosphatfällungsanlage, um noch mehr gelöste Phosphate zu entfernen und/oder auch mit mechanisch-physikalischen Vorrichtungen zur Aufbereitung, Belüftung, Sauerstoffanreicherung etc.. Auch das ist jetzt sehr viel einfacher möglich, da störende Tiere, Pflanzen, Pflanzenteile, Feststoffe, Substanzen, Sedimente etc. bereits entfernt wurden und keine Behinderungen mehr darstellen in den nachfolgenden Aufbereitungsphasen, -installationen und -systemen.
[0006] Es stehen unterschiedliche Varianten und Kombinationen zur Verfügung, wie eine solche Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung (15), (16), (17), (18), (24), (25), (26), (27), (34) (45), (46), (47), (48), (50), (54), (56) aufgebaut, eingesetzt und organisiert wird, je nach Zielsetzungen, Aufgabenstellungen und Anforderungen im konkreten Fall. Weitere Beispiele sind eine Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung mit zwei Phasen, bestehend aus zwei horizontal zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung angeordneten Schrägfiltern (15), wiederum mit einem Abstand (17), (24) zwischen den beiden Schrägfiltern mit Schrägfilterfläche(n) (16), (18), (25). Hierbei geht es um die Abtrennung großer und/oder grobkörniger Tiere, Pflanzen, Pflanzenteile, Feststoffe, Substanzen, Sedimente etc. aus dem Mehrphasenaufbereitungs-bereich (15), (16), (17), (18), (24), (25), (26), (27), (34) (45), (46), (47), (48), (50), (54), (56) in den Nicht-Aufbereitungsbereich (6), (13), (35), (36), (61), (71).
[0007] Ein weiteres Beispiel mit ähnlicher Zielsetzung ist wiederum eine Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung mit zwei Phasen (26), (27), bestehend in der 1. Aufbereitungsphase (26) aus zwei keilförmig und horizontal zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung angeordneten Schrägfiltern mit Schrägfilterfläche(n) (26), einem Abstand (32) und einem vertikal angeordnetem Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n) (27) und einen Auffangbehälter / -netz/ u./o. -filter (30).
[0008] Auffangbehälter, Auffangnetze, Auffangfilter (30), (49) können so konstruiert werden, dass sie ihrerseits ebenfalls Aufbereitungs-, Umleitungs-, Sortierungs-, und Separationsfunktionen und -zwecke erfüllen / beinhalten. Wenn das der Fall ist und sie zu mehr genutzt werden als dem bloßen Abfangen / der Einlagerung /der Entnahme bestimmter Tiere, Pflanzen, Pflanzenteile, Feststoffe, Substanzen, Sedimente etc., sondern darüber hinaus Aufbereitungs-, Umleitungs-, Sortierungs- und Separationsfunktionen und -zwecke zu erfüllen sind, werden sie zu einer eigenen Aufbereitungsphase. Auffang-behälter, -netze, -filter (30), (49) lassen sich organisieren in verschiedenen Abteilungen, die wiederum sortieren, um umzuleiten/auszuleiten und dann in weiteren Abteilungen sortieren, um festzuhalten / einzulagern. Entsprechende Funktionen und Zwecke können hier ebenfalls durch Schrägfilterflächen erledigt werden, aber auch allein durch Porengrößen, Korngrößen und Filterschichtungen etc. Der Faktor längerer Zeitintervalle spielt hierbei eine größere Rolle. Im Gegensatz zu den Schrägfilterflächen, die vor allem auf Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung angewiesen sind und bei denen die Funktionen und Zecke über kurze/ sehr viel kürzere Zeitintervalle erfüllt werden, ist in Auffangbehältern, Auffangnetzen, Auffangfiltern (30), (49) mit bereits separierten / ausgefilterten Konzentraten die zur Verfügung stehende Zeit wesentlich größer. Damit Aufbereitungs-, Umleitungs-, Sortierungs- und/oder Separationsfunktionen und -zwecke möglich werden, muss in den meisten Fällen auch in Auffangbehältern, Auffangnetzen, Auffangfiltern (30), (49) eine gewisse Strömung und Bewegung vorhanden sein, die aber zumeist wesentlich geringer ausfallen wird. Aufbereitungs-, Umleitungs-, Sortierungs-, Separations-, und Einlagerungsfunktionen und -zwecke werden hier insgesamt stärker über den Faktor Zeit und weniger über den Faktor Bewegung organisiert / erreicht.
[0009] Die in der Mehrphasenfiltervorrichtung und -verfahren (15), (16), (17), (18), (24), (25), (26), (27), (34) (45), (46), (47), (48), (50), (54), (56) enthaltenen Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n) nutzen die natürlichen Strömungen eines Flusses und hier insbesondere die kinetische Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung, um über schräg angebrachte Filterflächen einen natürlichen Transport von kleineren Tiere, Pflanzen, Pflanzenteilen, Feststoffen, Substanzen, Sedimenten etc. an diesen Filterflächen entlang zu erzielen, um diese dann entweder von weiteren Filterphasen fernzuhalten / auszusortieren/ auszuleiten /umzuleiten, aber im ungefiltertem Bereich eines Flusses etc. zu belassen oder auch, falls gewünscht / notwendig, aufzufangen in Auffangbehältern / -netzen / u./o. -filtern. In jedem Fall werden sie von den nachfolgenden Filterphasen ferngehalten. Diejenigen Tiere, Pflanzen, Pflanzenteile, Feststoffe, Substanzen, Sedimente etc., auch in Bezug auf Größen, Porengrößen, Korngrößen, die separiert und/oder ausgefiltert und/oder entfernt werden sollen aus dem Wasser / Fluss etc., werden in der / den letzten Schrägfeinteilchenfilter(n) aufgefangen und/oder separiert und/oder ausgefiltert und in Auffangbehältern / -netzen / -filtern gesammelt, um sie dann erneut zu sortieren und entweder weiterzuleiten in den Nicht-Aufbereitungsbereich z.B. eines Flusses oder auch zu entnehmen und/oder umpumpen etc. zu können.
[0010] Die Aufbereitungsphasen mit Filtereigenschaften müssen so beschaffen sein bzgl. ihrer Schrägstellungen im Wasser, Oberflächen, Materialien, Geometrien und Strömungseigenschaften, dass sie die entsprechenden Tiere, Pflanzen, Pflanzenteile, Feststoffe, Substanzen, Sedimente etc. an die beabsichtigten Stellen transportieren, diejenige Biomasse und diejenigen Feinstoffe durchlassen, die in nachgelagerten Phasen aufbereitet / gefiltert werden sollen und sich dabei im Dauerbetrieb nicht zusetzen, sondern sich ständig selbst reinigen durch die kinetische Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung z.B. eines Flusses und die Gegebenheiten der Aufbereitungen / Filter. Jede Aufbereitungsphase erfüllt einen eigenen Zweck. So können in einer 1. Aufbereitungsphase z.B. große Tiere und/oder Pflanzen und/oder die gröbsten Feststoffe wie Blätter, Zweige, größere Pflanzenreste und Müll umgeleitet / abgefiltert / separiert werden. Es ist dann der Zweck dieser Aufbereitungsphase, größere Tiere und/oder Pflanzen Feststoffe, Blätter, Zweige, größere Pflanzenreste, Müll etc. umzuleiten / abzufiltern / zu separieren. Eine 2. Aufbereitungsphase kann z.B. dem Zweck dienen, kleinere Tiere, Pflanzen, Pflanzenteile, Feststoffe, gröberes Sediment etc. umzuleiten / abzufiltern / zu separieren. Eine 3. Aufbereitungsphase kann z.B. dem Zweck dienen, partikuläre Phosphate auszufiltern, das an sehr feinkörniges Sediment gebunden ist. In einer 4. Aufbereitungsphase können dann z.B. gelöste Phosphate von porösen Eisenverbindungen adsorbiert werden. Der Zweck ist dann die Adsorption gelöster Phosphate. In einer 5. Aufbereitungsphase können dann z.B. gelöste Phosphate weiter reduziert werden durch ein weiteres Verfahren, z.B. durch chemische Fällung. Der Zweck ist dann die chemische Fällung gelöster Phosphate. Damit das in beabsichtigter Weise funktioniert, müssen die Eigenschaften / Porengrößen / Körnungen / Durchlässigkeiten der Aufbereitungen, Filter und Filterflächen so beschaffen sein, dass genau die Feinpartikel / Sedimente / Substanzen, die abgefiltert bzw. separiert werden sollen, abgefangen werden und in die vorgesehenen Zielrichtungen abtransportiert werden anhand der Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung entlang dieser Filter und Filterflächen. Hierfür gibt es verschiedene Möglichkeiten. So können z.B. Filtermaterialien eingesetzt werden, die auf bestimmte Porengrößen / Korngrößen bzw. auf bestimmte andere Stoffeigenschaften abzielen. Es lassen sich z.B. auch verschiedene Schichten von Filtermaterialien übereinanderstapeln, um hierdurch gewünschte Effekte, wie z.B. Sperreffekte, zu erzielen.
[0011] Auch die Abstände (17), 24), (32), (56) und die Größe der Abstände spielen eine wichtige Rolle. Durch die Filter (50) und/oder Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n) (1), (8), (16), (18), (26), (27), (38), (39), (45), (46), (47), (48), (58), (66) wird die kinetische Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung (2), (9), (19), (31), (44), (51) (60), (70) zunächst gestört und/oder beeinflusst und/oder gemindert und/oder abgelenkt etc.. Dann stellt sich nach einem bestimmten Abstand und/oder einer Abstandstrecke die ursprüngliche kinetische Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung wieder her. Je größer die kinetische Hauptströmungsenergie (ergibt sich aus Hauptströmungsmasse und Hauptströmungsgeschwindigkeit), z.B. des Wassers in einem Fluss und je eindeutiger die Hauptströmungsrichtung (ohne Nebenströmungen bzw. ablenkende Strömungen etc.) und je sauberer (Anteil an Biomasse, Feststoffen) das zu filternde Medium (z.B. das Wasser eines Flusses) sind, desto geringer können die Abstände und/oder Abstandsstrecken zwischen den verschiedenen Aufbereitungsphasen und/oder Schrägfiltern mit Schrägfilterfläche(n) (1), (8), (16), (18), (26), (27), (38), (39), (45), (46), (47), (48), (58), (66) ausfallen und umgekehrt, desto größer müssen die Abstände und Abstandsstrecken sein. Um die Abstände etwas zu verringern, kann man in bestimmten Fällen, z.B. bei Wasser in einem Fluss oder Bach, in dem die Hauptströmungsgeschwindigkeit gering ist, das Hauptströmungsvolumen aber groß genug ist, die Tiefe des Flusses oder Baches verringern durch höhere Sockel / Fundamente (40) und/oder Aufschüttungen. Dann wird es an diesen Stellen zu einer höheren Hauptströmungsgeschwindigkeit kommen. Es spielen unterschiedliche Faktoren eine Rolle, die jeweils so kombiniert bzw. aufeinander abgestimmt werden müssen, damit der Mechanismus bestmöglich funktioniert. Als wichtige Faktoren bei der Konstruktion sind hier vor allem zu berücksichtigen:
1. Der Grad der Schrägstellungen der Filterflächen zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung
2. Die kinetische Hauptströmungsenergie, die sich aus der Hauptströmungsmasse (wiederum Resultat aus Hauptströmungsdichte und Hauptströmungsvolumen) und der Hauptströmungsgeschwindigkeit ergibt, z.B. des Wassers in einem Fluss
3. Die Eindeutigkeit der Hauptströmungsrichtung bzw. evtl. ablenkende, störende Nebenströmungen (z.B. in Flusskurven)
4. Die Größe der Abstände und/oder Abstandsstrecken zwischen den verschiedenen Aufbereitungsphasen und/oder Filtern und/oder Schrägfiltern
5. Die Oberflächen der Filter
6. Die Größe der Filter
7. Die Formen / Geometrien der Filter (ebene Flächen, konkav, konvex, kugelförmig…)
8. Die Porengrößen / Körnungen / Durchlässigkeiten der Filter
9. Die Filtermaterialien (Kunststoffe, Metalle, Naturmaterialien etc.)
10. Die Filterschichtungen / Filterwandungen (durch 2, 3, 4…Schichten / Lagen / Wände… lassen sich bestimmte Filter-, Filterflächen-, Filtermaterialkombinationen…erzeugen mit bestimmten Durchlässigkeiten und Partikeltransportfunktionen)
Durch eine geeignete Kombination dieser Faktoren, die angepasst werden müssen an die gegebenen Verhältnisse in einem Fluss bzw. in einem aufzubereitenden, zu filternden Bereich und Medium, wird erreicht, dass Tiere, Pflanzen, Pflanzenteile, Feststoffe, Substanzen, Sedimente etc. so umgeleitet, separiert, abgefangen, gefiltert etc. werden, dass letztlich nur dasjenige mit den Eigenschaften, Korngrößen etc. ausgefiltert wird, das besonders belastet ist mit den Substanzen, die man entfernen will aus dem Wasser / zu filternden Bereich / Medium. Alles andere, Tiere, Pflanzen, Pflanzenteile, Feststoffe, Substanzen, Sedimente etc., z.B. auch wenig oder gar nicht belastete Biomasse und Sedimente können im Wasser / zu filterndem Medium verbleiben. Ein solches Verfahren wirkt sich sehr positiv aus auf die Aufrechterhaltung der Biodiversität und vorliegenden Biologie, ist wenig invasiv und verursacht zudem wesentlich weniger Aufwand / Kosten, als wenn z.B. die gesamte Biomasse / das gesamte Sediment etc., welche dann zudem noch viel vitale Biomasse enthalten, in undifferenzierter Weise ausgefiltert würde und dann entsorgt würde.
[0012] Als Konstruktionsmerkmale für unterschiedliche Aufbereitungsphasen und Filter gibt es unterschiedliche Varianten. Die Filterflächen können z.B. an Gestängen befestigt werden, die ihrerseits in Sockeln verankert werden, die z.B. aus Beton, Metallen und/oder auch aus Sand / Metall / Steinen gefüllten Plastikbehältern etc. bestehen. Die Trennwände nach außen können ebenfalls an solchen Gestängen befestigt werden. Es ist aber auch möglich Becken zu konstruieren aus Beton etc., die mit entsprechenden Filtern, Ablauf- bzw. Ausleitbereichen sowie mit Auffangbehältern /-netzen / -filtern, Pumpen etc. versehen werden. Diese Becken könnten an Land in aller Präzision gebaut werden und würden dann ins Wasser gelassen bzw. im zu filternden Medium installiert. Es ist ebenso möglich die entsprechenden Aufbereitungsphasen, Filter, Ablauf- bzw. Ausleitbereiche sowie Auffangbehältern / -netze / -filter, Pumpen etc. in Rohrsysteme oder in wannenartigen Systemen einzubauen, in denen dann alle notwendigen Installationen so platziert und konstruiert werden, um im Wasser / zu filternden Medium die notwendigen Aufgaben bestmöglich erledigen zu können. Es gibt viele denkbare Möglichkeiten für Verankerungen und Einbettungen der verschiedenen Mehrphasenaufbereitungen.
[0013] Es müssen auch die Übergänge von den Aufbereitungsphasen (16), (25), (34), (54, (62), (69) nach außerhalb der Aufbereitungsphasen (6), (13), (35), (36), (61), (71) und hinüber in Auffangbehälter / -netze / -filter (30), (49) so beschaffen sein, dass sie in beabsichtigter Weise funktionieren. Die Trennwände (3), (4), (10), (11), (20), (21), (28), (29), (52), (53), (57), (59), (63), (65), (67), (68) zwischen aufbereitetem und nicht-aufbereitetem Bereich, die dafür sorgen, dass Tiere, Pflanzen, Pflanzenteile, Feststoffe, Substanzen, Sedimente etc. von außerhalb nicht in den Mehrphasenaufbereitungsbereich eindringen können und von innerhalb nicht nach außerhalb gelangen können, hat an Unterbrechungsstellen / Öffnungsstellen / Ausleitungsstellen (64), (72), wo z.B. horizontale Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n) (1), (15), (26), (45), (46), (47) angrenzen, Öffnungen (64), (72), so dass die umgeleiteten und/oder abtransportierten Tiere, Pflanzen, Pflanzenteile, Feststoffe, Substanzen, Sedimente etc. aus den Aufbereitungsphasen / Filtern / Schrägfiltern mit Schrägfilterfläche(n) (16), (25), (34), (54, (62), (69) nach außerhalb in den nicht-aufbereiteten, ungefilterten Bereich (6), (13), (35), (36), (61), (71) gelangen können bzw. geleitet werden. Diese Öffnungen müssen so beschaffen sein, dass Tiere, Pflanzen, Pflanzenteile, Feststoffe, Substanzen, Sedimente etc. nach draußen gelangen, wohin sie selbständig schwimmen und/oder geleitet und/oder bewegt werden durch die Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung (2), (9), (19), (31), (44), (51) (60), (70) entlang der Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n) (1), (8), (16), (18), (26), (27), (38), (39), (45), (46), (47), (48), (58), (66), aber gleichzeitig keine Tiere, Pflanzen, Pflanzenteile, Feststoffe, Substanzen, Sedimente etc. von außen aus dem nicht-aufbereiteten, ungefilterten Bereich (6), (13), (35), (36), (61), (71) in die Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung (15), (16), (17), (18), (24), (25), (26), (27), (34) (45), (46), (47), (48), (50), (54), (56) eindringen können. Hierfür gibt es Kurven / Biegungen und Überstände der Trennwände, die so im Wasser / zu filterndem Medium liegen, dass die kinetische Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung für die Umleitung und/oder den Abtransport der umgeleiteten und/oder auszuleiteten Tiere, Pflanzen, Pflanzenteile, Feststoffe, Substanzen, Sedimente etc. sorgt und gleichzeitig eine unerwünschte Einleitung von Tieren, Pflanzen, Pflanzenteile, Feststoffen, Substanzen, Sedimenten etc. von außen in die Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung (15), (16), (17), (18), (24), (25), (26), (27), (34) (45), (46), (47), (48), (50), (54), (56) vermieden wird.
[0014] Die Erfindung einer Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung (15), (16), (17), (18), (24), (25), (26), (27), (34) (45), (46), (47), (48), (50), (54), (56) für offene und halboffene Systeme, mit Einsatz vor allem in freier Natur, bietet gegenüber anderen Methoden der Wasseraufbereitung und Luftaufbereitung (einzelne Filter, Kläranlagen, Fällungsanlagen, Bakterienkulturen, Pflanzenkläranlagen, Constructed Wetlands (Schilfpolder) etc. vor allem folgende Vorteile:
1. Es findet eine Differenzierung statt, so dass diejenigen Tiere, Pflanzen, Pflanzenteile, Feststoffe, Substanzen, Sedimente etc., die im Flusswasser / zu filternden Medium verbleiben können und sollen, separiert und umgeleitet werden in den Nicht-Aufbereitungsbereich eines Flusses / eines zu filternden Mediums. Es fällt somit lediglich ein Konzentrat an ausgefilterten Stoffen / Sedimenten / Substanzen etc. an, das dann entnommen und entsorgt werden kann.
2. Die Entnahme des Konzentrats an ausgefilterten Stoffen / Sedimenten / Substanzen etc. ist besser zu bewerkstelligen als bei vielen anderen Techniken. In einem „Constructed Wetland“ (Schilfpolder) z.B. sind die Schilfpflanzen im Weg und eine Entnahme der Biomasse und des Sediments ist dadurch technisch wesentlich schwieriger zu organisieren, falls es überhaupt möglich ist ohne erheblichen Schaden an den Schilfpflanzen anzurichten. Normalerweise ist eine solche Entnahme nicht möglich und man spricht deshalb in der Fachliteratur von einer Verlandung / Versandung.
3. Es ist wenig invasiv, belässt die natürliche Umgebung, Natur und Biologie intakt. Lediglich dasjenige wird ausgefiltert, das hohe Konzentrationen an Nährstoffen / Schadstoffen enthält und das man ausfiltern möchte. Alles andere kann im Wasser verbleiben, so dass der Fischbesatz, die Mikroorganismen und die natürliche Biologie des Wassers nicht gestört / beschädigt werden. In einem „Constructed Wetland“ (Schilfpolder) z.B. kann lediglich eine Differenzierung der Biomasse in Bezug auf Fische stattfinden, welche man umleiten kann. Es kann aber keine Differenzierung stattfinden in Bezug auf den Großteil der Biomasse und die Gesamtheit der Sedimente.
4. Die Lebensdauer einer Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung ist bei entsprechender Wartung unbegrenzt. Bei einem „Constructed Wetlands“ liegt die Lebensdauer nach Fachliteratur lediglich bei 5 bis 15 Jahren.
5. Es fallen keine Altlasten an. Die Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung kann jederzeit vollständig und in kurzer Zeit ohne großen Aufwand deinstalliert werden, ohne Altlasten zu hinterlassen. Bei einem „Constructed Wetland“ sammeln sich über Jahre Biomassen und Sedimente an, die teilweise stark belastet sind mit Nährstoffen / Schadstoffen und dann aufwendig und langwierig zu entsorgen sind.
6. Durch die Schrägstellungen der Filter und den schnellen Abtransport der Partikel etc. findet eine schnelle Selbstreinigung der Filter statt.
7. Durch die großen und mehrphasigen Filterflächen sind die Filterleistungen besonders hoch, präzise und laufen besonders schnell ab.
8. Es treten keine Flussstauungen / Rückstauungen / hydraulischen Probleme / Überschwemmungen auf, die durch die Mehrphasenaufbereitungsvorrichtungen verursacht werden. Die reibungslose Weiterströmung / Bewegung eines Flusses / zu filternden Mediums etc. wird nicht behindert. Durch die Schrägstellungen der Filterflächen kann das Wasser immer gut ablaufen. Durch die verschiedenen Phasen wird dafür gesorgt, dass das Wasser / zu filternde Medium in den ersten Phasen soweit gereinigt wird, dass es in weiteren Phasen nicht zu Verstopfungen der weiteren Aufbereitungen, Feinfilter, Absorptionsfilter und anderer Wasseraufbereitungsmaßnahmen kommt.
9.Bei Hochwasserereignissen funktioniert die Mehrphasenaufbereitungs-vorrichtung genauso gut und weiterhin ungestört, präzise und schnell. Die Aufbereitungsphasen / Filter müssen lediglich hoch genug gebaut werden, so dass sie auch bei Hochwasser noch aus dem Wasser herausragen und somit das gesamte Wasser filtern. Lange Standzeiten / Absetzzeiten, wie sie z.B. in Absetzbecken in Kläranlagen, in „Constructed Wetlands“ (Schilfpolder) etc. notwendig sind, werden hier nicht benötigt. Es können große Mengen an Wasser etc. in kürzester Zeit gefiltert werden. Solange die Filter groß und stabil genug dimensioniert und konstruiert sind, spielt die Wassermenge keine Rolle. Überschwemmungen, die Landgebiete umfassen, sind schwieriger aufzubereiten, aber selbst dort können Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung an bestimmten Stellen zum Einsatz kommen und Sinn ergeben.
10. Die Mehrphasenaufbereitungsvorrichtungen sind besonders effizient und können auf die gestellten Aufgabenstellungen / Anforderungen so zugeschnitten werden / daran angepasst werden, dass auch die letzten Reste eines Stoffes / einer Substanz bzw. mehrerer Stoffe / Substanzen nach und nach entfernt werden können durch nachgeschaltete Aufbereitungsphasen / Aufbereitungsmethoden, z.B. Stofffällungsanlagen, Kläranlagen, Spezialfilter, Pflanzenkläranlagen, Bakterienkulturen, biologische Reinigungen etc.
11. In aller Regel können die Aufbereitungsmaßnahmen vor Ort dort erledigt werden, wo sie anfallen. Wenn z.B. ein Fluss gereinigt werden soll, kann die Mehrphasen-aufbereitungsvorrichtung direkt im Fluss installiert werden. Es müssen keine Bauwerke errichtet werden außerhalb des Flusses. Das Wasser / zu filternde Medium muss nicht umgeleitet / umgepumpt werden in Becken und andere Bereiche außerhalb des Flusses / zu filternden Mediums. Die damit einhergehende Einfachheit und Effizienz verringern den baulichen Aufwand, die Kosten und schonen die Naturlandschaft.
12. Mehrphasenaufbereitungsvorrichtungen weisen eine wesentlich größere Flexibilität auf gegenüber vielen anderen Techniken, können zentral und dezentral installiert werden und dort an neue Bedingungen / Erfordernisse / Umgebungen / Zielsetzungen etc. relativ leicht angepasst werden. Als Standort / Dimensionierung kann z.B. eine Stelle oder wenige Stellen, z.B. in einem Fluss, gewählt werden und kann dort in Größe, Ausmaß und Anzahl der Aufbereitungsphasen den Erfordernissen gut angepasst werden. Es ist aber genauso gut möglich, dezentrale Installationen zu favorisieren, also viele kleinere Mehrphasenaufbereitungsvorrichtungen sowohl in kleineren Flüssen und Bächen als auch in größeren Flüssen und Seen zu planen und zu errichten mit dem Vorteil, dass man besonders belastete und nutzbringende Stellen auswählen kann als Standorte. Das ist bei vielen anderen Techniken so leicht und flexibel nicht machbar, häufig gar nicht. Auch zeitlich ist der Einsatz flexibler und schneller durchführbar als bei vielen anderen Techniken.
Patentansprüche
- Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung (15), (16), (17), (18), (24), (25), (26), (27), (34), (45), (46), (47), (48), (50), (54), (56) für offene und/oder halboffene Systeme und/oder Kläranlagen und/oder Bäche und/oder Flüsse und/oder Seen und/oder Meere und/oder Ozeane zur Aufbereitung von Wasser und/oder Flüssigkeiten und/oder Flüssigkeits-Feststoff-Gemischen und/oder Dämpfen und/oder Dampf-Feststoff-Gemischen und/oder Gasen und/oder Gas-Feststoff-Gemischen, bestehend aus mindestens zwei Aufbereitungsphasen (15), (16), (18), (26), (27), (45), (46), (47), (48), (50), dadurch gekennzeichnet, dass jede Aufbereitungsphase (1), (8), (16), (18), (25), (26), (27), (45), (46), (47), (48), (50), (58), (66) einen eigenen Zweck erfüllt und die unterschiedlichen Aufbereitungsphasen (16), (18), (25), (26), (27), (45), (46), (47), (48), (50) in Abständen (17), (24), (32), (56) zueinander angeordnet sind und dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Aufbereitungsphase mindestens eine Schrägfilterfläche (1), (8), (16), (18), (26), (27), (38), (39), (45), (46), (47), (48), (58), (66) enthält, die schräg vertikal und/oder in vertikaler Schräganströmung (1), (16), (18), (26), (45), (46), (47), (58), (66) und/oder schräg horizontal und/oder in horizontaler Schräganströmung (8), (27), (38), (39), (48), jeweils in Bezug zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung (2), (9), (19), (31), (44), (51) (60), (70), angeordnet ist.
- Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung (15), (16), (17), (18), (24), (25), (26), (27), (34) (45), (46), (47), (48), (50), (54), (56) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Trennwände (3), (10), (20), (28), (29), (52), (53), (57), (59), (63), (65), (67), (68) und/oder Trennflächen den Mehrphasenaufbereitungsbereich (16), (25), (34), (54, (62), (69) vom Nicht-Aufbereitungsbereich (6), (13), (35), (36), (61), (71) trennen und dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Schrägfilterfläche (1), (8), (16), (18), (26), (27), (38), (39), (45), (46), (47), (48), (58), (66) aufgrund der kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung (2), (9), (19), (31), (44), (51) (60), (70) und der Schrägstellung Selbstreinigungseffekte und/oder Freispüleffekte aufweist und dadurch gekennzeichnet, dass die zu separierenden und/oder auszufilternden Tiere und/oder Pflanzen und/oder Pflanzenteile und/oder Feststoffe und/oder Substanzen und/oder Sedimente durch die kinetische Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung (2), (9), (19), (31), (44), (51) (60), (70) zu einer Seite der Schrägfilterfläche(n) (1), (8), (16), (18), (26), (27), (38), (39), (45), (46), (47), (48), (58), (66) bewegt werden und/oder an einem Ort der Schrägfilterfläche(n) (1), (8), (16), (18), (26), (27), (38), (39), (45), (46), (47), (48), (58), (66) konzentriert werden zur Ausleitung und/oder Umleitung in den Nicht-Aufbereitungsbereich (6), (13), (35), (36), (61), (71) und/oder zur Einleitung in Auffangbehälter (30), (49) und/oder Auffangnetze (30), (49) und/oder Auffangfilter (30), (49).
- Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung (15), (16), (17), (18), (24), (25), (26), (27), (34) (45), (46), (47), (48), (50), (54), (56) nach Anspruch 1, bestehend aus zwei Aufbereitungsphasen (15), dadurch gekennzeichnet, dass in der 1. Aufbereitungsphase (16) mit horizontalem und/oder in horizontaler Schräganströmung zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung angeordneten Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n) (16) größere und/oder grobporigere und/oder grobkörnigere Tiere und/oder Pflanzen und/oder Pflanzenteile und/oder Feststoffe und/oder Substanzen und/oder Sedimente gefiltert werden und mit einem Abstand (17), (24) zur 1. Aufbereitungsphase (16) in der 2. Aufbereitungsphase (18), (25) mit horizontalem und/oder in horizontaler Schräganströmung zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung (19) angeordnetem Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n) (18), (25) kleinere und/oder feinporigere und/oder feinkörnigere Tiere und/oder Pflanzen und/oder Pflanzenteile und/oder Feststoffe und/oder Substanzen und/oder Sedimente gefiltert werden.
- Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung (15), (16), (17), (18), (24), (25), (26), (27), (34) (45), (46), (47), (48), (50), (54), (56) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Aufbereitungsphasen (26), (27), dadurch gekennzeichnet, dass in der 1. Aufbereitungsphase (26) mit zwei Schrägfiltern mit Schrägfilterfilterflächen (26), die keilförmig und horizontal und/oder in horizontaler Schräganströmung zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung (31) angeordnet sind und mit Filtermedien versehen sind zur Filterung für größere und/oder grobporige und/oder grobkörnige Tiere und/oder Pflanzen und/oder Pflanzenteile und/oder Feststoffe und/oder Substanzen und/oder Sedimente, mit einem Durchlass (33) für noch größere und/oder noch grobporigere und/oder noch grobkörnigere Tiere und/oder Pflanzen und/oder Pflanzenteile und/oder Feststoffe und/oder Substanzen und/oder Sedimente in den Nicht-Aufbereitungsbereich (35), (36) und dadurch gekennzeichnet, dass die separierten und/oder ausgefilterten Tiere und/oder Pflanzen und/oder Pflanzenteile und/oder Feststoffe und/oder Substanzen und/oder Sedimente weitergeleitet werden und/oder weiterbewegt werden durch die kinetische Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung (31) durch einen Spalt (37) und/oder eine Öffnung (37) in der Mitte der zwei keilförmig und horizontal angeordneten Schrägfilter mit Schrägfilterflächen (26) in die 2. Aufbereitungsphase (27) hinüber zum vertikalen und/oder in vertikaler Schräganströmung zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung (31) angeordneten Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n) (27), die versehen sind mit Filtermedien zum Durchlass kleinerer und/oder feinporigerer und/oder feinkörnigerer Tiere und/oder Pflanzen und/oder Pflanzenteile und/oder Feststoffe und/oder Pflanzenteile und/oder Substanzen und/oder Sedimente in den Nicht-Aufbereitungsbereich (36) und zur Ausfilterung noch kleinerer und/oder noch feinporigerer und/oder noch feinkörnigerer Tiere und/oder Pflanzen und/oder Pflanzenteile und/oder Feststoffe und/oder Substanzen und/oder Sedimente, die in und/oder an der/den Schrägfilterfläche(n) (27) von oben nach unten geleitet und/oder bewegt werden von der kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung (31) in den Auffangbehälter (30) und/oder das Auffangnetz (30) und/oder den Auffangfilter (30) und dadurch gekennzeichnet, dass beide Aufbereitungsphasen (26), (27) in einem Abstand (32) zueinander angeordnet sind und der Mehrphasenaufbereitungsbereich (34) vom Nicht-Aufbereitungsbereich (35), (36) durch Trennwände (28), (29) und/oder Trennflächen getrennt ist, die entweder für Wasser und/oder die zu filternden Medien durchlässig sind und für die zu separierenden und/oder auszufilternden Tiere und/oder Pflanzen und/oder Pflanzenteile und/oder Feststoffe und/oder Substanzen und/oder Sedimente undurchlässig sind und/oder die gänzlich undurchlässig sind.
- Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung (15), (16), (17), (18), (24), (25), (26), (27), (34) (45), (46), (47), (48), (50), (54), (56) nach Anspruch 1, bestehend aus fünf Aufbereitungsphasen (45), (46), (47), (48), (50) dadurch gekennzeichnet, dass in der 1. Aufbereitungsphase (45) mit horizontalem und/oder in horizontaler Schräganströmung zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung (51) angeordneten Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n) (45) größere und/oder grobporige und/oder grobkörnige Tiere und/oder Pflanzen und/oder Pflanzenteile und/oder Feststoffe und/oder Substanzen und/oder Sedimente separiert und/oder gefiltert werden und dadurch gekennzeichnet, dass mit einem Abstand (56) zur 1. Aufbereitungsphase (45) in der 2. Aufbereitungsphase (46) mit horizontalem und/oder in horizontaler Schräganströmung zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung (51) angeordnetem Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n) (46) kleinere und/oder feinporigere und/oder feinkörnigere Tiere und/oder Pflanzen und/oder Pflanzenteile und/oder Feststoffe und/oder Substanzen und/oder Sedimente separiert und/oder gefiltert werden als in der 1. Aufbereitungsphase (45) und dadurch gekennzeichnet, dass mit einem Abstand (56) zur 2. Aufbereitungsphase (46) in der 3. Aufbereitungsphase (47) mit horizontalem und/oder in horizontaler Schräganströmung zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung (51) angeordnetem Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n) (47) kleinere und/oder feinporigere und/oder feinkörnigere Feststoffe und/oder Substanzen und/oder Sedimente separiert und/oder gefiltert werden als in der 2. Aufbereitungsphase (46) und dadurch gekennzeichnet, dass die separierten und/oder ausgefilterten Tiere und/oder Pflanzen und/oder Pflanzenteile und/oder Feststoffe und/oder Substanzen und/oder Sedimente dieser ersten drei Aufbereitungsphasen (45), (46), (47) und Schrägfilter mit Schrägfilterflächen (45), (46), (47) jeweils auf eine Seite der Schrägfilterfläche(n) geleitet und/oder bewegt werden und von dort über Unterbrechungsstellen (64), (72) und/oder Öffnungsstellen (64), (72) und/oder Ausleitungsstellen (64), (72) in der Trennwand (52) zwischen Mehrphasenaufbereitungsbereich (54) und Nicht-Aufbereitungsbereich (55) ausgeleitet und/oder umgeleitet werden in den Nicht-Aufbereitungsbereich (55) und dadurch gekennzeichnet, dass die aus der 3. (47) in die 4. (48) Aufbereitungsphase eingeströmten Tiere und/oder Pflanzen und/oder Pflanzenteile und/oder Feststoffe und/oder Substanzen und/oder Sedimente in der 4. Aufbereitungsphase (48) mit vertikalem und/oder in vertikaler Schräganströmung zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung (51) angeordneten Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n) (48), die versehen ist / sind mit Filtermedien zur Ausfilterung noch kleinerer und/oder feinporigerer und/oder noch feinkörnigerer Tiere und/oder Pflanzen und/oder Pflanzenteile und/oder Feststoffe und/oder Substanzen und/oder Sedimente als in den ersten drei Aufbereitungsphasen (45) (46), (47), diese dann in und/oder an der/den Schrägfilterfläche(n) (48) von oben nach unten geleitet und/oder bewegt werden von der kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung (51) hinüber in den Auffangbehälter (50) und/oder das Auffangnetz (50) und/oder den Auffangfilter (50) und dadurch gekennzeichnet, dass in der 5. Aufbereitungsphase (50) gelöste Substanzen und/oder Stoffe in einem Absorptionsprozess gebunden und/oder durch einen Adsorptionsfilter ausgefiltert werden und das gereinigte Wasser und/oder zu filternde Medium danach einfließt in den Nicht-Aufbereitungsbereich.
- Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung (15), (16), (17), (18), (24), (25), (26), (27), (34) (45), (46), (47), (48), (50), (54), (56) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zweck mindestens einer Aufbereitungsphase (1), (8), (16), (18), (25), (26), (27), (45), (46), (47), (48), (50), (58), (66) eine Adsorption und/oder eine Absorption und/oder eine biologische Filterung und/oder eine biologische Aufbereitung und/oder eine Stofffällung und/oder eine chemische Aufbereitung und/oder eine Reinigung mit Hilfe von Pflanzen und/oder eine Reinigung mit Hilfe von Bakterien und/oder eine Reinigung mit Hilfe von Algen und/oder eine Reinigung mit Hilfe von Absetzprozessen und/oder eine Reinigung durch Absetzbecken und/oder eine Reinigung und/oder Aufbereitung mit Hilfe mechanisch-physikalischer Verfahren ist.
- Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung (15), (16), (17), (18), (24), (25), (26), (27), (34) (45), (46), (47), (48), (50), (54), (56) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Filterfläche und/oder Schrägfilterfläche (1), (8), (16), (18), (26), (27), (38), (39), (45), (46), (47), (48), (58), (66) eine Geometrie und/oder Oberflächenform aufweist, die plan und/oder gerade und/oder eben und/oder gekrümmt und/oder rund und/oder schief und/oder konvex und/oder konkav und/oder bi-konvex und/oder plan-konvex und/oder konkav-konvex und/oder bi-konkav und/oder plan-konkav und/oder konvex-konkav und/oder kugelförmig und/oder eiförmig und/oder spiralförmig und/oder flügelartig und/oder keilartig und/oder pflugartig und/oder quadratisch und/oder quaderförmig und/oder kegelartig und/oder pyramidenartig und/oder torusartig und/oder zylindrisch und/oder halbkugelartig und/oder oktaederartig und/oder tetraederartig und/oder dodekaederartig und/oder ikosaederartig und/oder ikosidodekaederartig und/oder hexaederartig und/oder kuboktaederartig und/oder helixartig und/oder regelmäßig und/oder unregelmäßig und/oder statisch und/oder dynamisch ist und/oder mit Ausbuchtungen und/oder mit Erhebungen und/oder mit Hügeln und/oder mit Einbuchtungen und/oder mit Löchern und/oder mit Öffnungen und/oder mit unterschiedlichen Beschichtungen und/oder mit unterschiedlichen und/oder identischen Filterschichten versehen ist.
- Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung (15), (16), (17), (18), (24), (25), (26), (27), (34) (45), (46), (47), (48), (50), (54), (56) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrphasenaufbereitung (15), (16), (18), (25), (26), (27), (45), (46), (47), (48), (50) zum Aufbereiten und/oder Filtern und/oder Steuern und/oder Sortieren und/oder Trennen und/oder Reinigen und/oder Umleiten und/oder Binden und/oder Adsorbieren und/oder Absorbieren und/oder Fällen und/oder Anreichern und/oder Entziehen von Wasser und/oder Flüssigkeiten und/oder Flüssigkeits-Feststoff-Gemischen und/oder Dämpfen und/oder Dampf-Feststoff-Gemischen und/oder Gasen und/oder Gas-Feststoff-Gemischen und/oder zur Wasseraufbereitung und/oder zur Luftaufbereitung verwendet wird und dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche Aufbereitungsarten und/oder Filter und/oder Filterarten verwendet werden und miteinander kombiniert werden für Aufbereitungen mit Aktivkohle und/oder Ionenaustausch und/oder UV-Strahlung und/oder Silberionen und/oder Chlorionen und/oder Hohlfaser und/oder Glasfaser und/oder Keramik und/oder Kunststoffmaterialien und/oder Naturmaterialien und/oder Filtermaterialien und/oder Filtermedien hin von sehr groben Poren und/oder Körnungen bis zu sehr feinen Poren und/oder Körnungen.
- Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung (15), (16), (17), (18), (24), (25), (26), (27), (34) (45), (46), (47), (48), (50), (54), (56) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Filter und/oder eine Filterfläche und/oder eine Schrägfilterfläche (1), (8), (16), (18), (26), (27), (38), (39), (45), (46), (47), (48), (58), (66) aus mehreren Filterschichtungen und/oder mehreren Filterschichten und/oder mehreren Filterlagen und/oder mehreren Filtermaterialien und/oder mehreren Filterflächenmaterialien und/oder mehreren Filtermedien bestehen und/oder einwandig und/oder doppelwandig und/oder dreiwandig und/oder mehrwandig sind.
- Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung (15), (16), (17), (18), (24), (25), (26), (27), (34) (45), (46), (47), (48), (50), (54), (56) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Filterflächen und/oder Schrägfilterflächen (1), (8), (16), (18), (26), (27), (38), (39), (45), (46), (47), (48), (58), (66) und/oder Trennwände (3), (10), (20), (28), (29), (52), (53), (57), (59), (63), (65), (67), (68) und/oder Ablauf- und/oder Ausleitvorrichtungen (64), (72) und/oder Auffangbehälter (30), (49) und/oder -netze (30), (49) und/oder -filter (30), (49) und/oder Pumpen und/oder Installationen und/oder Ausrüstungen an Sockeln (40) und/oder an Fundamenten an Gestängen (39) und/oder Stangen (39) und/oder Stäben (39) und/oder Säulen (39) befestigt werden und dadurch gekennzeichnet, dass die Gestänge (39) und/oder Stangen (39) und/oder Stäbe (39) und/oder Säulen (39) ihrerseits in Sockeln (41) und/oder Fundamenten mit geraden und/oder schrägen Vertiefungen (42) und/oder Löchern (42) verankert werden und/oder dadurch gekennzeichnet, dass Filterflächen und/oder Schrägfilterflächen (1), (8), (16), (18), (26), (27), (38), (39), (45), (46), (47), (48), (58), (66) und/oder Trennwände (3), (10), (20), (28), (29), (52), (53), (57), (59), (63), (65), (67), (68) und/oder Ablauf- und/oder Ausleitvorrichtungen (64), (72) und/oder Auffangbehälter (30), (49) und/oder -netze (30), (49) und/oder -filter (30), (49) und/oder Pumpen und/oder Installationen und/oder Ausrüstungen freistehend auf Sockeln (40) und/oder Fundamenten und/oder in Becken und/oder Wannen und/oder Rohren und/oder Behältnissen installiert werden.
- Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung (15), (16), (17), (18), (24), (25), (26), (27), (34) (45), (46), (47), (48), (50), (54), (56) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Trennwände (3), (10), (20), (28), (29), (52), (53), (57), (59), (63), (65), (67), (68), welche den Mehrphasenaufbereitungsbereich (16), (25), (34), (54, (62), (69) vom Nicht-Aufbereitungsbereich (6), (13), (35), (36), (61), (71) und/oder vom nichtbearbeiteten und/oder nicht aufbereiteten und/oder nicht gefilterten Bereich trennen, dort Unterbrechungen (64), (72) und/oder Öffnungen (64), (72) und/oder Ausleitungsstellen (64), (72) aufweisen, wohin über Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n) (1), (8), (16), (18), (26), (27), (38), (39), (45), (46), (47), (48), (58), (66) selbstständig und/oder von der Strömung transportierte Tiere und/oder Pflanzen und/oder Pflanzenteile und/oder Feststoffe und/oder Substanzen und/oder Sedimente zur Umleitung und/oder zur Ausleitung bewegt werden und dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (57), (59), (65), (67) an der Unterbrechungsstelle (64), (72) und/oder Öffnungsstelle (64), (72) und/oder Ausleitungsstelle (64), (72) eine Kurvenform (57), (65) und/oder Biegeform (57), (65) annimmt und eine Strecke und/oder einen Überhang hinausragt über den angrenzenden Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n) (58), (66), der seinerseits ebenfalls eine Strecke und/oder einen Überhang hinausragt über die daran direkt angrenzende Trennwand-Weiterführung (59), 67).
Bezugszeichenliste
1 Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n), schräg horizontal bzw. in horizontaler
Schräganströmung zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Haupt-
strömungsrichtung angeordnet
2 Kinetische Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung, z.B. des
Wassers eines Flusses
3 Trennwand zwischen Mehrphasenaufbereitungsbereich, z.B. innerhalb eines
Flusses, und Nicht-Aufbereitungsbereich im gleichen Fluss
4 Trennwand zur anderen Seite, z.B. in einem Fluss der Uferbereich
5 Mehrphasenaufbereitungsbereich, Bereich vor dem in horizontaler
Schräganströmung zur kinetischen Hauptströmungsenergie und
Hauptströmungsrichtung angeordneten Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n)
6 Nicht-Aufbereitungsbereich auf der anderen Seite der Trennwand, z.B. in
einem Fluss, außerhalb der Mehrphasenaufbereitung
7 Mehrphasenaufbereitungsbereich, Bereich nach dem in horizontaler
Schräganströmung zur kinetischen Hauptströmungsenergie und
Hauptströmungsrichtung angeordneten Schrägfilter mit Schräfilterfläche(n)
8 Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n), schräg vertikal bzw. in vertikaler
Schräganströmung zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Haupt-
strömungsrichtung angeordnet
9 Kinetische Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung, z.B. des
Wassers eines Flusses
10 Trennwand zwischen Mehrphasenaufbereitungsbereich, z.B. innerhalb eines
Flusses, und Nicht-Aufbereitungsbereich im gleichen Fluss
11 Trennwand zur anderen Seite, z.B. in einem Fluss der Uferbereich
12 Mehrphasenaufbereitungsbereich, Bereich vor dem in vertikaler
Schräganströmung zur kinetischen Hauptströmungsenergie und
Hauptströmungsrichtung angeordneten Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n)
13 Nicht-Aufbereitungsbereich auf der anderen Seite der Trennwand, z.B. in
einem Fluss, außerhalb der Mehrphasenaufbereitung
14 Mehrphasenaufbereitungsbereich, Bereich nach dem in vertikaler
Schräganströmung zur kinetischen Hauptströmungsenergie und
Hauptströmungsrichtung angeordneten Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n)
15 Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung mit zwei Aufbereitungsphasen, einer
1. Aufbereitungsphase mit vertikalem bzw. in vertikaler Schräganströmung zur
kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung
angeordneten Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n) für größere und/oder
grobporigere und/oder grobkörnigere Tiere und/oder Pflanzen und/oder
Pflanzenteile und/oder Feststoffe und/oder Substanzen und/oder Sedimente
und in einem Abstand dazu einem 2. vertikal bzw. in vertikaler Schräg-
anströmung zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungs-
richtung angeordnetem Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n) für
feinporigere und/oder feinkörnigere Feststoffe und/oder Substanzen und/oder
Sedimente
16 1. Phase der Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung mit vertikal bzw. in
vertikaler Schräganströmung zur kinetischen Hauptströmungsenergie und
Hauptströmungsrichtung angeordnetem Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n)
für größere und/oder grobporigere und/oder grobkörnigere Tiere und/oder
Pflanzen und/oder Pflanzenteile und/oder Feststoffe und/oder Substanzen
und/oder Sedimente, Ansicht von oben
17 Freier Bereich / Leerraum / Abstand zwischen 1. und 2. vertikal bzw. in
vertikaler Schräganströmung zur kinetischen Hauptströmungsenergie und
Hauptströmungsrichtung angeordneten Schrägfiltern mit Schrägfilterfläche(n),
Ansicht von der Seite
18 2. Phase der Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung mit vertikal bzw. in
vertikaler Schräganströmung zur kinetischen Hauptströmungsenergie und
Hauptströmungsrichtung angeordnetem Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n)
für kleinere und/oder feinporigere und/oder feinkörnigere Feststoffe und/oder
Substanzen und/oder Sedimente, Ansicht von der Seite
19 Kinetische Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung, z.B. des
Wassers eines Flusses
20 Trennwand zwischen Mehrphasenaufbereitungsbereich, z.B. innerhalb eines
Flusses, und Nicht-Aufbereitungsbereich im gleichen Fluss
21 Trennwand zur anderen Seite, z.B. in einem Fluss der Uferbereich
22 Mehrphasenaufbereitungsbereich, Bereich vor dem doppelwandigen, in
horizontaler Schräganströmung zur kinetischen Hauptströmungsenergie und
Hauptströmungsrichtung angeordneten Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n)
23 Mehrphasenaufbereitungsbereich, Bereich nach dem doppelwandigen, in
horizontaler Schräganströmung zur kinetischen Hauptströmungsenergie und
Hauptströmungsrichtung angeordneten Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n)
24 Freier Bereich / Leerraum / Abstand zwischen 1. und 2. Filterwand, Ansicht
von oben
25 2. Phase der Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung mit vertikalem bzw. in
vertikaler Schräganströmung zur kinetischen Hauptströmungsenergie und
Hauptströmungsrichtung angeordnetem Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n)
für kleinere und/oder feinporigere und/oder feinkörnigere Tiere und/oder
Pflanzen und/oder Pflanzenteile und/oder Feststoffe und/oder Substanzen
und/oder Sedimente, Ansicht von oben
26 1. Phase einer Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung, bestehend aus zwei
keilförmig und horizontal zur kinetischen Hauptströmungsenergie und
Hauptströmungsrichtung angeordneten Schrägfiltern mit Schrägfilterflächen
27 2. Phase einer Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung, bestehend aus einem
vertikal zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung
angeordnetem Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n)
28 Trennwände auf beiden Seiten vom Mehrphasenaufbereitungsbereich zum
Nicht-Aufbereitungsbereich außerhalb der Mehrphasenaufbereitung
29 Trennwände auf beiden Seiten vom Mehrphasenaufbereitungsbereich zum
Nicht-Aufbereitungsbereich außerhalb der Mehrphasenaufbereitung
30 Auffangbehälter und/oder Auffangnetz und/oder Auffangfilter
31 Kinetische Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung, z.B. des
Wassers eines Flusses
32 Abstand zwischen 1. und 2. Phase der Mehrphasenaufbereitung
33 Durchlass großer und/oder grobkörniger Tiere und/oder Pflanzen und/oder
Pflanzenteile und/oder Feststoffe und/oder Substanzen und/oder Sedimente
aus dem Mehrphasenaufbereitungsbereich in den Nicht-Aufbereitungsbereich
34 Mehrphasenaufbereitungsbereich
35 Nicht-Aufbereitungsbereich
36 Nicht-Aufbereitungsbereich
37 Spalt und/oder Öffnung in der 1. Phase der Mehrphasenaufbereitungs-
vorrichtung der zwei keilförmig und horizontal zur kinetischen
Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung angeordneten
Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n)
38 Filtermaterial eines vertikal zur kinetischen Hauptströmungsenergie und
Hauptströmungsrichtung angeordneten Schrägfilters mit Schrägfilterfläche(n)
39 Gestänge und/oder Stangen und/oder Stäbe und/oder Säulen eines vertikal
zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung
angeordneten Schrägfilters mit Schrägfilterfläche(n)
40 Sockel und/oder Fundament eines vertikal zur kinetischen Hauptströmungs-
energie und Hauptströmungsrichtung angeordneten Schrägfilters mit
Schrägfilterfläche(n)
41 eingelassene Gestänge und/oder Stangen und/oder Stäbe und/oder Säulen in
Vertiefungen und/oder Öffnungen in Sockeln und/oder Fundamenten eines
vertikal zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung
angeordneten Schrägfilters mit Schrägfilterfläche(n)
42 Vertiefungen und/oder Öffnungen in Sockeln und/oder Fundamenten eines
vertikal zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung
angeordneten Schrägfilters mit Schrägfilterfläche(n)
43 Zu filterndes Medium, z.B. das Wasser eines Flusses
44 Kinetische Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung, z.B. des
Wassers eines Flusses
45 1. Phase einer Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung, bestehend aus einem
horizontal zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungs-
richtung angeordneten Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n) zur Ausfilterung
und/oder Ausleitung größerer und/oder grobkörniger Tiere und/oder Pflanzen
und/oder Pflanzenteile und/oder Feststoffe und/oder Substanzen und/oder
Sedimente
46 2. Phase einer Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung, bestehend aus einem
horizontal zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungs-
richtung angeordnetem Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n) zur Ausfilterung
und/oder Umleitung und/oder Ausleitung etwas kleinerer und/oder etwas
feinkörnigerer Tiere und/oder Pflanzen und/oder Pflanzenteile und/oder
Feststoffe und/oder Substanzen und/oder Sedimente als in der 1. Phase
47 3. Phase einer Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung, bestehend aus einem
horizontal zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungs-
richtung angeordnetem Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n) zur Ausfilterung
und/oder Umleitung und/oder Ausleitung etwas kleinerer und/oder etwas
feinkörnigerer Tiere und/oder Pflanzen und/oder Pflanzenteile und/oder
Feststoffe und/oder Substanzen und/oder Sedimente als in der 2. Phase
48 4. Phase einer Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung, bestehend aus einem
vertikal zur kinetischen Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung
angeordnetem Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n) zur Separierung und/oder
Ausfilterung kleiner und/oder feinkörniger Tiere und/oder Pflanzen und/oder
Pflanzenteile und/oder Feststoffe und/oder Substanzen und/oder Sedimente
als in der 3. Phase mit Weiterleitung durch kinetische Hauptströmungsenergie
und Hauptströmungsrichtung im unteren Teil des Schrägfilters mit
Schrägfilterfläche(n) in einen Auffangbehälter und/oder Auffangnetz und/oder
Auffangfilter
49 Auffangbehälter und/oder Auffangnetz und/oder Auffangfilter
50 5. Phase einer Mehrphasenaufbereitungsvorrichtung, bestehend aus einem
Adsorptionsfilter und/oder einer Adsorptionsvorrichtung, z.B. zur Adsorption
gelösten Phosphats
51 Kinetische Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung, z.B. des
Wassers in einem Fluss
52 Trennwand zwischen Mehrphasenaufbereitungsbereich, z.B. innerhalb eines
Flusses, und Nicht-Aufbereitungsbereich im gleichen Fluss
53 Trennwand zur anderen Seite, z.B. in einem Fluss der Uferbereich
54 Mehrphasenaufbereitungsbereich
55 Nicht-Aufbereitungsbereich
56 Abstände zwischen den verschiedenen Phasen der Mehrphasennaufbereitungs-
vorrichtung
57 Trennwand an der Unterbrechungsstelle und/oder Öffnungsstelle und/oder
Ausleitungsstelle zwischen Mehrphasenaufbereitungsbereich und Nicht-
Aufbereitungsbereich mit Kurvenform und/oder Biegeform
58 Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n), schräg vertikal bzw. in vertikaler
Schräganströmung zur kinetischen Hauptströmungsenergie und
Hauptströmungsrichtung angeordnet
59 Trennwand, direkt anschließend an Schrägfilter
60 Kinetische Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung, z.B. des
Wassers eines Flusses
61 Nicht-Aufbereitungsbereich
62 Mehrphasenaufbereitungsbereich
63 Trennwand zur anderen Seite, z.B. in einem Fluss der Uferbereich
64 Unterbrechungsstelle und/oder Öffnungsstelle und/oder Ausleitungsstelle
zwischen Mehrphasenaufbereitungsbereich und Nicht-Aufbereitungsbereich
65 Trennwand an der Unterbrechungsstelle und/oder Öffnungsstelle und/oder
Ausleitungsstelle zwischen Mehrphasenaufbereitungsbereich und Nicht-
Aufbereitungsbereich mit Kurvenform und/oder Biegeform
66 Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n), schräg vertikal bzw. in vertikaler
Schräganströmung zur kinetischen Hauptströmungsenergie und
Hauptströmungsrichtung angeordnet
67 Trennwand, direkt anschließend an Schrägfilter mit Schrägfilterfläche(n)
68 Trennwand zur anderen Seite, hier technisch errichtet, keine natürliche
Trennung z.B. durch Uferbereich
69 Mehrphasenaufbereitungsbereich
70 Kinetische Hauptströmungsenergie und Hauptströmungsrichtung, z.B. des
Wassers eines Flusses
71 Nicht-Aufbereitungsbereich
72 Unterbrechungsstelle und/oder Öffnungsstelle und/oder Ausleitungsstelle
zwischen Mehrphasenaufbereitungsbereich und Nicht-Aufbereitungsbereich
Zeichnungen
Druckversion