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  Startseite > Megalab > Praktische Experimente > Ökologisches Wasserfilterungsgerät  

Ökologisches Wasserfilterungsgerät

„Ökologisches Wasserfilterungsgerät“ ist der Name eines Projektes, das von Rodica Stoian und Monica Ivancea, zwei 16-jährigen Schülerinnen der Vasile Alecsandri Sekundarschule in Galati, Rumänien, in Zusammenarbeit mit ihrem Biologielehrer entwickelt wurde. Das Projekt wurde auf der diesjährigen 8. Ausgabe des nationalen Wettbewerbs für ökologische Entwicklungen vorgestellt und mit einer Silbermedaille ausgezeichnet.

Worum handelt es sich bei diesem Projekt?
Wasserverschmutzung ist ein ernstes Problem für die ganze Welt. Sie bedroht die Gesundheit und das Wohlbefinden der Menschen, Pflanzen und Tiere. Wie ist dieses Problem anzupacken? Diese Frage haben sich die zwei Schülerinnen gestellt, und so beschlossen sie, nachdem sie einige Nachforschungen betrieben hatten, ein ökologisches Wasserfilterungsgerät zu entwickeln. Ziel des Projektes war es, ein billiges, nützliches, praktisches, ökologisches und selbst in Entwicklungsländern leicht anzufertigendes Gerät zu entwickeln.

Verwendetes Material
Eine Quelle mit nicht trinkbarem Wasser, ein Dekanter, eine Wasserpumpe, ein mechanischer Filter, chemische Filter, ein biologischer Filter sowie ein Behälter zum Auffangen des trinkbaren Wassers.

Wie wird das Gerät hergestellt?

  • Der Dekanter
    Der Dekanter muss über eine hohe Kapazität verfügen, damit eine große Menge Wasser zur gleichen Zeit dekantiert werden kann. Er kann aus (behandeltem) Metall oder Glas bestehen.
    - Setzen Sie einen Plastikbehälter unter die Wasserquelle, um das Wasser leichter aufzufangen.
    - Legen Sie oberhalb des Sicherheitsniveaus und der Schlammschicht einen Schlauch in den Behälter, durch den das Wasser mit Hilfe einer Pumpe zum mechanischen Filter fließt.
    Im Behälter findet die Dekantierung ohne zusätzliche Reinigungsprodukte statt.

Tipp: Jedes fließende Gewässer oder Stauwasser kann als Wasserquelle benutzt werden, solange es durch eine schräge Abflussrinne mit dem Dekanter verbunden ist. Die Neigung muss steil genug sein, damit das Wasser ohne Elektrizität in den Dekanter laufen kann.

 

  • Die Wasserpumpe
    Die Wasserpumpe besteht aus einem Propeller, einem Exzenter, 2 Schläuchen, einer Achse und einem Gehäuse aus festen Material.
    - 2 Gehäuse werden wie folgt angewandt: Eines dient dem Propeller (Bild auf der linken Seite) und das andere der Pumpe (Bild auf der rechten Seite).

    - Benutzen Sie einen Propeller von 20 cm Durchmesser, der an einer stabilen Achse befestigt ist. Um die Achse zu befestigen, verwenden Sie zwei Kugellager, die Sie am Gehäuse anbringen.
    - Bringen Sie auf der anderen Seite der Achse einen Exzenter an, der die Schraube der Pumpe anzieht, wenn sich der Propeller dreht.
    - Benutzen Sie als Pumpe einen Plastikbehälter, der an 2 Schläuchen angeschlossen ist (oberes Bild auf der rechten Seite). Der erste Schlauch führt das Wasser vom Dekanter zur Pumpe, der zweite von der Pumpe zum mechanischen Filter.

Tipp: Die Pumpe funktioniert nur bei genügender Windstärke. Bei Windstille kann der Propeller an einen Generator und eine Batterie angeschlossen werden, um die Energie, die produziert wird während die Luftschraube sich dreht, einzufangen und bei Bedarf freizugeben.

  • Der mechanische Filter
    Der mechanische Filter besteht aus Kies verschiedener Größen und aus Rüttelsieben. Er reinigt das Wasser aus mittelgroßen Dränagen. Er kann aus Metall, Glas oder Plexiglas bestehen. Der Kies wird in mehrere Filterschichten gefüllt und anhand von Rüttelsieben getrennt.
    - Der Filter besteht aus 2 zylinderförmigen Plexiglasbehältern, die die Filterschichten stützen. Die Dichte der Rüttelsiebe ist unterschiedlich. Verwenden Sie für das Rüttelsieb der ersten Kiesschicht Wandbehang, für die zweite Schicht Segeltuch.
    - Vom zweiten Filterbehälter fließt das Wasser direkt zum chemischen Filter.

Tipp: Der Filter kann auf einer schiefen Ebene mit einem ausreichend großen β-Winkel stehen, damit das Wasser zum folgenden Filter laufen kann. Der β-Winkel sollte jedoch nicht zu groß sein, da der Filter ansonsten zu viel Energie benötigt, um das Wasser durch den Schlauch zum Filter zu befördern.

  • Der Behälter des chemischen Filters
    Der Behälter des chemischen Filters befindet sich unter dem mechanischen Filter, auf dem Boden. In diesem Behälter findet die chemische Reinigung mit Aluminiumsulfat statt.

  • Der chemische Filter
    a) Aluminiumsulfat Al2(SO4)3
     - Benutzen Sie einen ausreichend großen rechteckigen Plastikbehälter, um den mechanischen Filter zu tragen. Der chemische Filter (mit Aluminiumsulfat) wird wie folgt erstellt: Für 1 Liter schmutziges Wasser fügen wir verschiedene Mengen (von 0,12 bis 0,15 ml) 10%iges Aluminiumsulfat hinzu. 
    - Um die Substanz zu mischen, benötigen Sie einen gläsernen Dosierstab. Die Beimischung wird 3 Minuten auf Höchstgeschwindigkeit oder 5 Minuten auf mittlerer Geschwindigkeit homogenisiert.
     - Das Dekantieren dauert 30 Minuten. Während des Dekantierens lagern sich einige Schlammschichten auf dem Boden des Behälters ab. Am Behälter wird auf einem Sicherheitsniveau (über der Schlammschicht) ein Ventil für trinkbares Wasser angebracht.

Tipp: Für eine wirksamere Reinigung kann ein weiterer Chlorfilter benutzt werden. Im Industriebereich können Sie Chlor in Flaschen kaufen, gewöhnliche Kunden können auch Chloramin 25% CL benutzen. Chloramin wird im Verhältnis von 0,1% zur Wassermenge hinzugefügt.

b) Absorbierendes Karbon
- Das absorbierende Karbon dient dazu, den schlechten Geruch, Geschmack und die Farbe des Wassers zu verbessern;
- Von hier fließt das Wasser zum Sammelbehälter.

  • Der Sammelbehälter
    Der Behälter muss kleiner sein als das Höhenventil. Falls nötig kann er sich unter der Bodenhöhe befinden. Der Behälter sollte steril, bedeckt und abgeschlossen sein, damit keine verunreinigenden Substanzen eindringen können.

Die Resultate

Handlung Dekantierung 100 ml Wasser pumpen Manuelles Mischen Dekantierung Vollständiger Filtervorgang
Benötigte Zeit 30 Minuten 15 Minuten 5 Minuten 30 Minuten 1 Stunde 15 Minuten

Der Vorteil dieses Geräts liegt in der Anwendung der mechanischen Kraft der Windenergie. Der Elektrizitätstransport stellt also kein Problem mehr dar. Durch die Windstille in einigen Regionen kann diese Ausstattung ineffizient sein, eine Batterie sollte daher vorgesehen sein.

Anhand dieses Gerätes können die SchülerInnen einen ersten Schritt in Richtung Wiederherstellung des physischen, chemischen und biologischen Gleichgewichts machen und gleichzeitig einige wichtige ökologische Produkte herstellen.

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