AT503431B1 - Wasserbelüftungssystem zur aktivierung der selbstreinigungskräfte von teichen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Wasserbelüftungssystem zur Verbesserung der Wasserqualität in Teichen, indem die Selbstreinigungskräfte von Mikroorganismen und Wasserpflanzen durch ein Belüftungsbecken aktiviert werden.

In bekannter Weise wird in künstlich angelegten Teich das Wasser durch ein Pumpensystem umgewälzt. Dabei wird das Wasser vom Teichgrund bzw. durch einen Oberflächenskimmer abgezogen und über eine Umwälzleitung durch eine Wasserpumpe zu einem Quellstein befördert. Über den Quellstein fließt das Wasser wieder zurück in den Teich. Oftmals wird das Wasser im Umwälzkreis zusätzlich durch ein (Sand-)Filter gepumpt um Schwebstoffe herauszufiltern.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein wartungsarmes System zur Aktivierung der Selbstreinigungskräfte von natürlichen und künstlich angelegten Teichen zu schaffen. Grundsätzlich basiert die Klärung von Wasser auf dem Prinzip des Selbstreinigungsvermögens von Fließgewässern. Dabei folgt wie in einer biologischen Kläranlage auf eine Belüftungszone eine biologische Abbauzone. In einem natürlichen wie auch in einem künstlichen Teich gibt es zwar durch die Mirkoorganismen und Wasserpflanzen im Teich eine biologische Abbauzone, die Belüftungszone fehlt jedoch. Die Belüftungszone wird durch ein erfindungsgemäßes Belüftungsbecken geschaffen. Dafür muss das Wasser an einer Stelle des Teiches entnommen werden und über eine Umwälzleitung am anderen Ende über eine Umwälzleitung dem Teich wieder zugeführt werden. Bevor das Wasser wieder in den Teich eingeleitet wird, durchströmt das Wasser das erfindungsgemäße Belüftungsbecken. Im Belüftungsbecken wird die Wasseroberfläche vergrößert und die Strömungsgeschwindigkeit an der Wasseroberfläche maximiert. Damit werden unzählig viele kleine Luftblässchen in das Wasser eingerührt und erfahren dadurch die bestmögliche Anbindung an das durchströmende Wasser. Eine gute Anbindung des Luftsauerstoffs an das Wasser ist deswegen wichtig, weil der Sauerstoff möglichst lange für Mikroorganismen und Wasserpflanzen verfügbar sein soll. Beispielsweise kann in einem Belüftungsbecken mit einem Fassungsvermögen von 0,1 m3 und einer Durchflussmenge von 0,0003 m3/s eine hohe Belüftungsdauer von 333 Sekunden oder über 5 Minuten erreicht werden. Die Stromkosten für die Umwälzpumpe beinhalten somit auch die Betriebskosten für eine intensive Wasserbelüftung.

Mit Hilfe der Wasserbelüftung wird der Abbau von Schadstoffen und Nährstoffen im Teichwasser durch Mikroorganismen und Wasserpflanzen aktiviert. Außerdem unterstützen auch Kleinlebewesen wie Schnecken und Käfer den Abbau von biologischen Abfallstoffen. Um diesen Lebewesen ein Überleben im Teich zu sichern muss auf eine geringe Strömungsgeschwindigkeit im Bereich der Entnahmestelle des Wassers für den Umwälzkreis geachtet werden. D.h. es darf entweder nur eine geringe Wassermenge umgewälzt werden und oder der Querschnitt der Ansaugeinheit muss sehr groß gewählt werden. Damit die Umwälzleitung nicht verstopft wird, muss vor die Ansaugeinheit ein Filter platziert werden. Erfindungsgemäß kommt hier ein feines Filter, das aus unterschiedlichen dicht gesetzten Wasserpflanzen zusammengesetzt und vor dem Grobfilter einer Tauchpumpe platziert ist, zur Anwendung. Im Gegensatz zu herkömmlichen rein mechanischen Filtern entfallen regelmäßige Reinigungstätigkeiten. Auch ein Oberflächenskimmer, in dem nützliche Kleinlebewesen wie Wasserschnecken und Käfer hängen bleiben und zu Grunde gehen, wird durch die erfindungsgemäße biologische Filterstruktur aus dicht gesetzten Wasserpflanzen überflüssig.

Fig. 1 zeigt das Prinzip des Selbstreinigungsvermögens natürlicher Fließgewässer. Ein Strömungshindernis zum Beispiel ein Stein (1) der aus der Wasseroberfläche herausragt erzeugt stromabwärts (4) eine Wirbelstraße (2) aus vielen einzelne in die Tiefe reichende Wasserwirbel, welche die Belüftungszone bilden. Darauf folgt eine biologische Abbauzone (3) mit geringer Strömungsgeschwindigkeit, in der sich Wasserpflanzen ansiedeln, die gemeinsam mit Mikroorganismen im Wasser enthaltene Nährstoffe und Abfallstoffe abbauen und für eine hohe Wasserqualität sorgen.

Claims (4)

1. 3 AT 503 431 B1 Fig. 2 zeigt den Grundriss eines Teiches (5) samt einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems zur Aktivierung der Selbstreinigungskräfte von Teichen. Das Teichwasser wird durch das Dickicht von Wasserpflanzen (7) von einer mit einem Grobfilter ausgestatteten Tauchpumpe (6) angesaugt. Dabei werden die Schwebstoffe vom Dickicht der Wasserpflanzen (7) als biologisches Feinfilter zurückgehalten und dienen gleichzeitig als Nährstoffe für die Wasserpflanzen (7). Das gefilterte Teichwasser wird von der Tauchpumpe (6) über die Umwälzleitung (8) in Richtung Belüftungsbecken (9) befördert und wird dort tangential in das Belüftungsbecken (9) eingeleitet. Die Wasserpflanzen (10) und die Unterwasserpflanzen (11) unterstützen mit dem Dickicht der Wasserpflanzen (7) und den Mikroorganismen im Teich (5) den Abbau von Schadstoffen und bilden gemeinsam die biologische Abbauzone. Als Belüftungszone dient das Belüftungsbecken (9), das so dimensioniert wird, dass die Wasserpflanzen, Mikroorganismen und übrigen Lebewesen im Teich ausreichend mit Sauerstoff versorgt werden. Zusätzlich sollte die Hauptwindrichtung (12) vom Belüftungsbecken (9) in Richtung Tauchpumpe (6) weisen, um Schwemmgut in das Dickicht von Wasserpflanzen (7) zu treiben, das dort ebenfalls durch die Wasserpflanzen (7) abgebaut wird. Fig. 3 und Fig. 4 zeigt einen Grundriss und einen Schnitt einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Belüftungsbeckens (9). Über die Umwälzleitung (8) wird das Teichwasser tangential (13) in das rotationssymmetrisches Belüftungsbecken (9) eingeleitet. Das Wasser bildet im Belüftungsbecken (9) einen symmetrischen Wasserwirbel über der Abflussöffnung (14). Auf einer spiralförmigen Bahn (15) strömt das Wasser in Richtung Abflussöffnung (14). Die Wasseroberfläche (16) im Belüftungsbecken (9) wird vergrößert und bildet einen hyperbolischen Kegel (16) und die Strömungsgeschwindigkeit an der Wasseroberfläche wird maximiert. Unzählige kleine Luftblässchen werden in das Wasser eingerührt und an das Teichwasser gebunden. Das Belüftungsbecken (9) wird gleichsam über den Teich (5) schwebend auf Klötzen (18) auf den Teichgrund (17) gestellt. Das Wasser fällt durch die Abflussöffnung (14) in den Teich (5). Patentansprüche: 1. Verfahren zur Wasserbelüftung für einen Teich, dadurch gekennzeichnet, dass das Teichwasser durch den dichten Bewuchs von Wasserpflanzen (7) rund um eine Tauchpumpe (6) gefiltert wird und durch diese Tauchpumpe (6) und eine Umwälzleitung (8) tangential in ein Belüftungsbecken (9) eingeleitet wird, indem sich ein Abflusswirbel ausbildet, wodurch die Wasseroberfläche im Belüftungsbecken (9) vergrößert wird, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers im Belüftungsbecken (9) an der Kontaktfläche Wasser zu Luft maximiert wird und wodurch der Wasserdurchfluss durch das Belüftungsbecken (9) für eine lange Belüftungsdauer verzögert wird, damit die Lebewesen, Mikroorganismen und Wasserpflanzen im Teich ausreichend mit Luftsauerstoff versorgt werden, um im Teichwasser befindliche Nährstoffe und Abfallstoffe abbauen zu können.
2. 2. Verfahren zur Wasserbelüftung für einen Teich nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auch mehrere Belüftungsbecken (9) parallel oder hintereinander eingesetzt werden.
3. 3. Verfahren zur Wasserbelüftung für einen Teich, dadurch gekennzeichnet, dass bei Teichen mit natürlichen oder künstlichen Wasserzufluss, der Wasserzufluss durch ein Belüftungsbecken (9), in das das zufließende Wasser tangential eingeleitet wird und sich in den Belüftungsbecken (9) ein Abflusswirbel ausbildet, wodurch die Wasseroberfläche im Belüftungsbecken (9) vergrößert wird, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers im Belüftungsbecken (9) an der Kontaktfläche Wasser zu Luft maximiert wird und wodurch der Wasserdurchfluss durch das Belüftungsbecken (9) für eine lange Belüftungsdauer verzögert wird, damit die Lebewesen, Mikroorganismen und Wasserpflanzen im Teich ausreichend mit Luftsauerstoff versorgt werden, um im Teichwasser befindliche Nährstoffe und Abfallstoffe abbauen zu können, geführt wird. 4 AT 503 431 B1
4. 4. Verfahren zur Wasserbelüftung für einen Teich nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auch mehrere Belüftungsbecken (9) parallel oder hintereinander eingesetzt werden. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen