DE2148996A1

DE2148996A1 - Verfahren zur elimination von pathogenen keimen aus wasser

Info

Publication number: DE2148996A1
Application number: DE19712148996
Authority: DE
Inventors: Kaethe Dr Seidel
Original assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Current assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Priority date: 1971-09-30
Filing date: 1971-09-30
Publication date: 1973-04-05
Also published as: DE2148996C3; DE2148996B2

Description

Verfahren zur Blimination von pathogenen Keimen aus Wasser Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Elimination von pathogenen Keimen aus Wassör, insbesondere aus stark verseuchtem Abwasser unter Anwendung bestimmter Pflanzenarten.
Es ist bekannt, mit pathogenen Keimen verseuchtes Abwasser z.3. durch sogenannte "Oxydationsgräben" oder andere Kläralagen zu entkeimen. Hierbei wird das einlauf ende, unbehandelte Abwasser in einen O-förmigen Graben geleitet und durch Burstenw walzen in Bewegung gebracht und mit Sauerstoff angereichert.
Anschließend Zäßt man dieses Grabenwasser eine gewisse Zeit sedimentieren und Kann durch eine Kipprinne ablaufen.
Während der Sedimentierungs- und Anlaufzeit läuft unbehandeltes Wasser in einen Zwillingsgraben ein.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß die hierdurch erzielte Verringerung der pathogerlen Keime im Wasser unbefriedigend ist.
Hinzu kcrnmt, daß durch das System der Belu'ftungswalze sehr viel Schlamm entsteht, dessen Beseitigung besondere zusätzliche Anlagen erforderlich macht.
ES ist auch bekannt, pathogene Keime aus Wasser mittels bakteriendichter Filter zu entfernen. Für eine technische Anlage scheidet dies jedoch infolge des großen erfomderlichen Aufwandes aus.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines einfachen, in beliebigem Maßstabe anwendbaren Verfahrens zur Entkei mung von Wasser, insbesondere von stark mit pathogenen Keimen belastetem Abwasser.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Elimination von pathogenen Keimen aus Wasser, welches darin besteht, daß das keimhaltige Wasser durch den Wurzelbereich von Pflanzungen, welche Pflanzen mit Knöllchenbakterien, vorzugsweise Alnus-Arten, enthalten, geleitet wird.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß Pflanzen mit Knöllchenbakterien pathogene Keime, wie Eschericlilia coli und Enterokokken, Salmonellen und dgl., in Wasser abzwröten vermögen, wenn das zu reinigende Wasser mit dem Wurzelbereich dieser Pflanzen in berührung gebracht wird. Es wird angenommen, daß diese Wirkung mit den Wurzelknöllchen dieter Pflanzen zusammenhängt, die als Stickstoffsammler bekannt sind. Vermutlich werden in den Erlenknöllchen eine oder mehrere Substanzen mit antibiotischer Wirksamkeit gebildet und an die Pflanze abgegeben. Die Pflanze selbst kann dann den Wirkstoff an das Wasser abgeben, wo die pathogene Keime abgetötet werden. Es wird angenommen, daß diese Wirksubstanz dem Streptomycin nahestebt.
Als Pflanzen mit I(nöllchenbakterin werden Alnus-Arten, insbesondere Alnusglutinosa bsvorzugt. Ein anderes Beispiel für geeignete Pflanzen ist die Akazie.
Besonders zweckmämig ist es, Alnus glutinosa in efinem flschen Graben oder in mehreren derartigen Gräben anzupflanzen, deren Breite so bemessen ist, daß die heckenartigen Pflaug@ngen gut zu kontrollieren und in Stand zu halten sind und das fallende Iaub im Herbst gut abgeherkt werden kann. Die Verweilzeit des Wassers in diesem Graben richtet sich nach dem Grad des Befalls mit pathogenen Keimen und läft sich durch einfache Mittel regulieren. Beispielsweise können flache Staustufen in den Gräben angeordnet wc'den, in denen das Wasser im ge-iinschten Ausmaä zurückgehalten wird. Um bei gröPeren anfallenden Wassermengen eine möglichst gute Ausnutzung der Pflanzen zu erbalten, werden mehrere flache Gräben parallel angeordnet, die am Ablaufende auch einen Quergraben verbunden werden, aus dem das biologisch gereinigte Abwasser dann weitergeleitet werden kann.
Besonders gute Ergebnisse wurden erzielt, wenn Alnus glutinosa in Kombination mit anderen Pflanzen verwendet wird, wobei insbesondere Mentlla aquatica (Wasserminze) und iris pseudacarus (gelbe Schwertlilie) hervorragende Ergebnisse in Kombination mit Alnus glutinosa ergaben. Vorzugsweise werden daher diese Pflan zenarten mit Alnus glutinosa kombiniert agewendet. Gute Ergebni sse wurden aber auch bei Anwendung von Alisma plantego (Froschlöffel), Juncus cflusus (Saure Wiesenbinse), Scirpus lacustris (Flechtbinse) und Phragmites eommunis (Schilf) erzielt.
Bei Kombination von Alnus glutinosa mit einer oder mehreren der anderen erwähnen Pflanzenarten geht man zweckmäßig so vor, daß das belasterte wasser zuerst mit Alnus glutinosa in Berührung g bracht und danach mit der weiteren oder den weiteren Pflanzen arten zusammengebracht wird. Dies kann zweckmäßig so erfolgen, daß bei Anwendung mehrerer parallel angeordneter Gräben mit Alnus glutinosa der Quergraben mit Mentha aquatica allein oder zunammen mit Iris pseudacaraus bepflanzt wird. Hierbei kommt Mchtha aquatiea eine besonders gute Wirksamkeit zur Entfernung restlicher Keime zu, während Iris pseudacarus sich besonders dureb eine ga@@@ährige Wirkaamkeit auszeichnet, die auch in der ungünstigen, d.h. kalten @ahreszeit noch eine zuverlässige Entf@@nung der Keime sicherstellt. Dioge Anordnung hat auch den Vorteil, aa> die kleinen Blätter von Metha aquatica aus dem Wasser schlecht zu entfernen sind und bei Anordnung in einem an Schluß der Anlage geschalteten Quergraben leicht ausgetragen werden. In dieser Hinsicht eignet sich die Kombination mit Scirpus lacustris besonders in solchen Fällen, wo eine sekundäre Verschmutzung durch Blätter oder Halme unbedingt vermieden werden soll.
Bei besonders hohen Salmonellengehalt wird die Kombination von Alnus glutinosa mit Alisma plantago bevorzugt, da letzterer Pflanze hierin eine besonders gute Wirksamkeit zukommt, welche sogar der von Mentha aquatica kaum nachsteht.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur alleinigen Anwendung bei der Entfernung von pathogenen Keimen aus Wasser. Da das zu reinigende Wasser jedoch vielfach ein Abwasser mit sehr hoher Verseuchung darstellt, wird zweckmäßig eine übliche Kläranlage vorgeschaltet. Bevorzugt wird hierbei die Kombination mit einer Oxydationsgrabenkläranlage, da diese zwar hohe Verschratzungsgrade relativ rasch absenkt, den Restgehalt an pathogenen Keimen aber nicht mehr entfernen kann.
Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung weiter.

Beispiel A. Oxydationsgrabenmethode (Stand der Technik) Die Abwässer eines IOankenhauses mit Isolierstation wurden einer wie folgt aufgebauten Oxydationsgrabenkläranlage zugefünrt:-Bas einlaufende unbehandelte Abwasser wird in einen O-förmigen Graben geleitet und durch Bürstenwalzen in Bewegung gebracht und mit Sauerstoff angereichert. Während dieses Grabenwasser anschließend 1 Stunde sedimentiert und danach 1 Stunde durch eine Kipprinne abläuft, läuft in einem Zwillingsgraben unbehandeltes Wasser wähnend dieser Sedimentations- und Ablaufzeit ein. Die beiden O-förmien Gräben sind durch einen Quergraben miteinander verbunden, so daß kein Hochwasser entstehen kann. Unterhalb der Anlage sind Schlammbeete angeordnet. Das gereinigte Auslaufwasser weist nach der Behandlung im Oxydationsgraben eine immer noch sehr hohe Belå-stWmg durch pathogene Keime auf, wie die in der nachstehenden Tabelle angegebenen Grientierungszahlen (Durchschnittszahlen in 1 ml) für bestimmte charakteristische Verunreinigungen zeigen:

E.coli Enterokokken Salmonellen

Auslauf aus dem Winter ca 2000 50 - 1000 350 - 500

O-Graben Sommer ca 35000 560 -15000

Im Schlamm

(ai-0kt.> 30 000 - 50 000 4000 - 50 000 8 000 - 50 0(X)

Im Schalmm-

(Mai-Okt.)-wasser 20 000 - 25 000 800 - 10 000 6 000 - 10 000

B. Erfindungsgemäßes Verfahren Es wurde eine Anlage verwendet, wie in Figur 1 der beigefügter Zeichnung dargestellt.

Vier flache parallele Gräben 1 mit leicht V-förmigem Querschnitt, die eine Breite von etwa 1 m und eine Länge von etwa 30 m aufwiesen, wurden an ihrem Zulaufende durch einen Zulaufgrabeu 1 und an ihrem Ablaufende durch einen Sammelgraben 4 verbunden.
In den Gräben 2 wurden Alnus glutinosa-Pflanzen 3 heckenartig angeordnet. Der Sammelgräben 4 wurde an beiden Seiten mit Menthon aquatica 5 und Iris pseudacarus 6 bepflanzt. Die parallelen Graben 2 wiesen Je vier flache Staustufen 7 auf, die in gleichmä-Bigem Abstand voneinander angeordnet waren.
In den Zulauf und Verteilergraben wurde das in Beispiel A mit seiner durchschnittlichen Verunreinigung näher beschriebene Abwasser eingeleitet, welches aus der Oxydationsgrabenanlage stammte. Im Ablauf des Sammelgrabens 4 wurden im Verlauf von etwa einem Jahr folgende Restkeimzahlen bestimmt: Meßtag Temp.Luft Wasser E.coli Enterokokken Salmonellen 19. 1. + 4 - 3 30 25 30 E 7 6 10 A 29. 6. 12,5 16,2 720 50 0 R 7 20 0 15. 7. 15,0 8,0 100 35 6 E 80 6 0 S 23. 7. 17,0 14,5 350 56 5 E 30 0 0 30. 9. 22,0 13,0 700 ? 500 E 15 ? 3 A 9. 9. 26,0 15,Q 3000 300 150 z 15 ? O A 1.12. 8,0 9,0 22 50 50 E 1 6 1 A E = Einlauf A = Auslauf Die Länge der Anlage betrug nur 4 m. Bei Verlängerung der Anlage kann man bis Null kommen.
Die oben dargestellten Werte zeigen, daß die Keimzahl durch das erfindungsgemäße Verfahren auf sehr geringe Werte vermindert wird Die erfindungsgemäße Anlage bedarf nur eines äußerst geringen Wartungsaufwandes, der sich im wesentlichen auf das Entfernen der abgefallenen Blätter im Herbst beschränkt. Besonders überraschend ist, daß auch in der kalten Jahreszeit die Wirksamkeit sehr gut ist.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Verfahren zur Elimination von pathogenen Keimen aus Wasser, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das keimhaltige Wasser durch den Wurzelbereich von Pflanzungen, welche Pflanzen mit Knöllchenbakterien, vor zug weise Alnus-Arten enthalten, geleitet wird.

2. Verfahren nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Alnus-Arten in Kombination mit Mentha aquatica, Iris pseudacarus, Alisma plantago, Juncus effusus, Scirpus lacustris oder/ und Phragmites communis verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder -2, dadurch gekennzeichnet, daß Alnus-Arten in wenigstens einem flachen Graben angeordnet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser im Graben durch Staustufen zurückgehalten wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere flache Gräben parallel angeordnet und am Ablaufende durch einen Quergraben verbunden werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Quergraben Mentha aquatica oder/und Iris psendacarus wachsen gelassen werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zu entkeiniende Wasser zuerst durch eine übliche Kloranlage laufen gelassen wird.

8. erfahren ncch Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Oxydationsgrabenkläranlage vorgeschaltet wird.

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