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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur mikrobiologischen
Aufbereitung von Wasser, insbesondere von Abwässern aus
der Halbleiterproduktion, und Mikroorganismen, die sich zur Verwendung
in einem solchen Verfahren eignen. Des weiteren betrifft die Erfindung
einen Bioreaktor sowie eine Wasseraufbereitungsanlage mit solchen
Mikroorganismen.
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Halbleiterproduktionsstätten
gehören weltweit zu den größten industriellen
Wasserverbrauchern. An die Qualität des in der Halbleiterindustrie benötigten
Wassers werden höchste Anforderungen gestellt. So muss
das Wasser im Wesentlichen vollständig frei von Partikeln
und gelösten anorganischen und organischen Inhaltsstoffen
sein. In den letzten Jahren wurde verstärkt versucht, Abwässer aus
der Halbleiterproduktion (im Folgenden auch als Reclaimwasser bezeichnet)
wieder aufzubereiten und eine Kreislaufführung zu etablieren,
um den Frischwasserverbrauch zu minimieren. Eine solche Vorgehensweise
bietet Vorteile in mehrfacher Hinsicht:
- – Abwässer
aus der Halbleiterproduktion haben in der Regel eine besser definierte
Zusammensetzung als Frischwasser, sie lassen sich daher gezielter
behandeln.
- – Abwässer aus der Halbleiterproduktion enthalten
keine nennenswerten Mengen an anorganischen Inhaltsstoffen und Härtebildnern
(Calcium oder Magnesium) bzw. Carbonaten.
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Problematisch
für die Wiederaufbereitung sind allerdings die recht hohen
Anteile an organischen Inhaltsstoffen, mit denen Abwässer
aus der Halbleiterindustrie in der Regel versetzt sind. Üblicherweise
weisen derartige Abwässer einen TOC-Wert (Total Organic
Carbon) im Bereich zwischen 500 ppb und 3000 ppb auf. Bei den organischen
Inhaltsstoffen handelt es sich überwiegend um Rückstände
von synthetischen organischen Lösungsmitteln. Diese besitzen
im Vergleich zu natürlichen organischen Wasserinhaltsstoffen
wie Huminsäuren oder Biopolymeren eine niedrigere Molmasse.
Darüber hinaus sind sie polar und praktisch nicht dissoziierbar.
Beispielhaft lässt sich hierfür 2-Propanol anführen,
das häufig den größten Anteil an den Verunreinigungen
ausmacht.
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Geht
man bei der Herstellung von Reinstwasser für die Halbleiterindustrie
somit von Reclaimwasser aus (bzw. von einer Mischung aus Frischwasser
und Reclaimwasser), so müssen spezielle Maßnahmen
getroffen werden, um die genannten organischen Inhaltsstoffe aus
dem aufzubereitenden Wasser zu entfernen.
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Aus
dem Stand der Technik sind einige Vorgehensweisen bekannt, die sich
dieser speziellen Problematik widmen. So wurde bereits vor längerem damit
begonnen, biologische Verfahrensstufen in den Prozess der Reinstwasseraufbereitung
zu integrieren (
Golsham M. und Schmitt S.: Water reuse and
reclaim operations at Hyundai semiconductor America, Ultrapure Water
05, 2001, 34–38;
JP
61111198 ;
JP 2002-2336886 ).
Gemäß den dort beschriebenen Vorgehensweisen werden
Mikroorganismen entweder unmittelbar im Prozesswasser suspendiert
oder auf feste Trägermaterialien aufgebracht, die anschließend
mit dem Prozesswasser in Kontakt gebracht werden. Die Mikroorganismen
nehmen aus dem Abwasser organische Verbindungen sowie Sauerstoff, Nährstoffe
und gelöste Mineralien auf und setzen diese Verunreinigungen
zu inerten oder leicht abtrennbaren Verbindungen um. Dabei wird
der organische Kohlenstoff vorzugsweise mineralisiert. Als Quelle
für die Mikroorganismen dient in der Regel Klärschlamm,
mit welchem geeignete Reaktoren im Reinstwasseraufbereitungsprozess
beimpft werden.
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Tatsächlich
kann eine Behandlung mit Mikroorganismen zu einer teilweise sehr
deutlichen Reduktion des Anteils an organischen Inhaltsstoffen führen.
Es wurde allerdings beobachtet, dass Effizienz und Zuverlässigkeit
derartiger Maßnahmen häufig großen Schwankungen
unterworfen sind. Die erhaltenen Ergebnisse waren nicht immer reproduzierbar.
Darüber hinaus bestand in vielen Fällen auch die Gefahr,
dass die Wasseraufbereitungsanlagen unkontrolliert verkeimen, insbesondere
auch mit pathogenen Mikroorganismen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine technische
Lösung für das vorgenannte Problem bereitzustellen.
Die Lösung soll effizient und reproduzierbar insbesondere
die Aufreinigung von Abwässern aus der Halbleiterindustrie
mit einem hohen Anteil an niedermolekularen organischen Verunreinigungen
wie 2-Propanol und Aceton ermöglichen. Dabei soll sie einfach
und kostengünstig ausgestaltet sein.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren mit den Merkmalen
des Anspruchs 1, den Bioreaktor mit den Merkmalen des Anspruchs
11 sowie die Mikroorganismen mit den Merkmalen der Ansprüche 16
bis 18. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2
bis 10 dargestellt. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Bioreaktors und der erfindungsgemäßen Mikroorganismen
finden sich in den abhängigen Ansprüchen 12 bis
14 sowie 19 und 20. Daneben ist auch eine Wasseraufbereitungsanlage
mit den Merkmalen des Anspruchs 15 sowie die Verwendung mit den
Merkmalen des Anspruchs 21 Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Der
Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme
zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht.
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Ein
erfindungsgemäßes Verfahren dient zur mikrobiologischen
Aufbereitung von Wasser, insbesondere von Abwässern aus
der Halbleiterproduktion. Es umfasst eine Behandlung des aufzubereitenden
Wassers in einem Bioreaktor mit Mikroorganismen. Besonders bevorzugt
wird erfindungsgemäß das aufzubereitende Wasser
mit Mikroorganismen behandelt, von denen mindestens 70% 2-Propanol und/oder
Aceton abbauen können. Die Mikroorganismen sind also auf
den Abbau der genannten Verbindungen spezialisiert und nicht etwa
völlig undefiniert.
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Bei
den Mikroorganismen kann es sich dabei grundsätzlich sowohl
um einen einzelnen Bakterienstamm als auch um Bakterienkulturen
handeln, die mehrere Bakterienstämme oder sogar Stämme
aus unterschiedlichen Bakteriengattungen umfassen. Entscheidend
ist, dass der Anteil an 2-Propanol und/oder Aceton abbauenden Mikroorganismen
nicht unter die genannte Grenze fällt. Bevorzugt liegt
der Anteil an 2-Propanol und/oder Aceton abbauenden Mikroorganismen
bei mehr als 80%, insbesondere bei mehr als 90%, besonders bevorzugt
bei nahezu 100%.
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Wie
eingangs erwähnt, ist es bekannt, zum Abbau niedermolekularer
organischer Verbindungen Mikroorganismen aus Klärschlämmen
zu verwenden. Dabei handelt es sich aber keinesfalls um eine gezielte
Auswahl von Mikroorganismen. Der Anteil an Mikroorganismen, die
spezifisch bestimmte Verunreinigungen abbauen, ist bei allen bislang
bekannten Vorgehensweisen vielmehr vom Zufall bestimmt.
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Gemäß dem
erfindungsgemäßen Verfahren werden dagegen vorzugsweise
gezielt Mikroorganismen eingesetzt, die eine auf spezifische Verunreinigungen,
nämlich auf 2-Propanol und/oder Aceton, abgestimmte Wachstums-
und Abbaukinetik aufweisen. Durch diese Maßnahme konnte
in Reclaimwasser enthaltener organischer Kohlenstoff reproduzierbar
und äußerst effizient entfernt werden. In der
Regel wurden – ausgehend von Reclaimwasser mit einem TOC-Wert
zwischen 500 ppb und 3000 ppb – stets Abbauraten von 80%
oder mehr beobachtet. Eine derartig zuverlässige Lösung
zur Entfernung von in Reclaimwasser enthaltenem organischem Kohlenstoff
ist aus dem Stand der Technik bislang noch nicht bekannt.
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Im
Vorfeld der vorliegenden Erfindung wurden diverse Bakterienstämme
unterschiedlicher Gattungen auf ihre Eignung in einem erfindungsgemäßen
Verfahren untersucht. Besonders geeignete Mikroorganismen wurden
innerhalb der Bakteriengattung Xanthobacter identifiziert. Entsprechend
wird im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens
das aufzubereitende Wasser besonders bevorzugt mit mindestens einem
Bakterienstamm der Bakteriengattung Xanthobacter und/oder einer
Mutante davon behandelt.
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Als
besonders geeignet hat sich der Stamm erwiesen, der bei der deutschen
Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH (DSMZ) unter der
DSM Nr. 19987 hinterlegt wurde.
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Auf
Standardmedien bildete dieser Stamm in der Regel transparente, weisslich
matte Kolonien mit glattem Rand, rundem Aufwuchs, homogener Struktur
und flachem Profil aus. Beobachtet wurden Diplokokken mit kokkoider
Zellform und abgerundeten Ecken, einer Breite von ca. 0,8 μm
und einer Länge von ca. 1,2 μm.
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Eine
präzise phylogenetische Zuordnung erfolgte durch Bestimmung
der Nukleinsäuresequenz mittels direkter Sequenzierung
der PCR-amplifi zierten 16S rRNA. Danach erfolgte der Vergleich der
Sequenzdaten mit den bekannten Sequenzen von Vertretern der Gattung
Xanthobacter. Die höchste Übereinstimmung der
Sequenz von 99,5% wurde zu Xanthobacter flavus (DSM 338) gefunden.
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Weiterhin
kann das aufzubereitende Wasser gemäß der vorliegenden
Erfindung auch mit mindestens einem Bakterienstamm der Bakteriengattung Rhodococcus
und/oder einer Mutante davon behandelt werden. Auch solche Bakterienstämme
haben sich als sehr geeignet zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen
Verfahren erwiesen.
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Als
besonders geeignet wurde insbesondere der Stamm identifiziert, der
bei der deutschen Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen
GmbH (DSMZ) unter der DSM Nr. 19985 hinterlegt wurde.
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Auch
für diesen Stamm wurde die Nukleinsäuresequenz
mittels direkter Sequenzierung der PCR-amplifizierten 16S rRNA bestimmt.
Durch Vergleich der Sequenzdaten mit den Sequenzen bekannter Vertreter
der Gattung Rhodococcus konnte der Stamm als Vertreter der Unterordnung
Rhodococcus ruber identifiziert werden.
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Ebenfalls
sehr geeignet zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen
Verfahren sind Bakterienstämme der Bakteriengattung Paracoccus und/oder
Mutanten davon. Insbesondere mit dem Bakterienstamm, der unter der
DMS-Nr. 19986 bei der deutschen Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen
GmbH (DSMZ) hinterlegt wurde, wurden sehr gute Ergebnisse erzielt.
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Die
obigen, als bevorzugt identifizierten Bakterienstämme können
sowohl einzeln als auch in Kombination in einem erfindungsgemäßen
Verfahren verwendet werden. Sie können auch in Mischkulturen
mit einem oder mehreren weiteren Bakterienstämmen vorliegen,
welche gegebenenfalls nicht in der Lage sind, 2-Propanol und/oder
Aceton abzubauen.
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Bevorzugt
liegt der Anteil an 2-Propanol und/oder Aceton abbauenden Mikroorganismen dann
aber stets oberhalb der genannten bevorzugten Grenzwerte. In bevorzugten
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden als Mikroorganismen ausschließlich einer
oder mehrere der als bevorzugt identifizierten Stämme eingesetzt.
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Unter
dem oben erwähnten Bioreaktor soll vorliegend im einfachsten
Fall ein Behälter verstanden werden, in dem das zu behandelnde
Wasser mit den Mikroorganismen in Kontakt gebracht wird, beispielsweise
indem die Mikroorganismen in dem aufzubereitenden Wasser suspendiert
werden.
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Besonders
bevorzugt wird als Bioreaktor jedoch eine belüftete oder
unbelüftete Filtrationseinheit verwendet, die in bevorzugten
Ausführungsformen ein partikelförmiges Filtermaterial
aufweist. Derart ausgestaltet kann der Bioreaktor gleichzeitig mehrere
Funktionen wahrnehmen. Zum einen können niedermolekulare
organische Inhaltsstoffe wie 2-Propanol und/oder Aceton in ihm abgebaut
werden, zum anderen kann er als Filter wirken, um Partikel aus dem
aufzubereitenden Wasser abzutrennen.
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Partikelförmige
Filtermaterialien bieten durch ihre große Oberfläche
gute Voraussetzungen für eine Besiedelung durch Mikroorganismen.
Besonders bevorzugt sind die in einem erfindungsgemäßen
Verfahren verwendeten Mikroorganismen in einem als Filtrationseinheit
ausgebildeten Bioreaktor auf dem Filtermaterial immobilisiert. Die
Mikroorganismen können einen durchgehenden Film auf den
Partikeln und/oder in Poren des Filtermaterials ausbilden.
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In
der Literatur wird in der Regel eine Strömungsführung
von unten nach oben als bevorzugte Betriebsweise von Biofiltern
angegeben (siehe z. B.
EP 585036 ,
JP 7284799 ,
JP 6063592 und
JP 62065792 ). Bei der Durchströmung
eines Biofilters von unten nach oben können jedoch leicht
Mikroorganismen mit dem Prozesswasser ausgespült werden.
In der Folge können nachgeschaltete Verfahrensstufen verkeimen.
Aus dem Stand der Technik bekannte Bioreaktoren sind aus diesem
Grund häufig mit zusätzlichen Filtrationsstufen
kombiniert, die dem Biofilter nachgeschaltet sind (siehe z. B.
JP 63185494 ,
JP 8197094 und
JP 9155371 ). Derartige Lösungen
sind jedoch apparativ aufwändig und teuer.
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Erfindungsgemäß ist
es bevorzugt, dass das aufzubereitende Wasser als Abstrom durch
einen solchen als Filtrationseinheit ausgebildeten Bioreaktor geleitet
wird. So konnte gewährleistet werden, dass aus der Filtrationseinheit
keine überhöhten Konzentrationen an Mikroorganismen
austreten. Reclaimwasser beispielsweise kann nach der biologischen
Behandlung direkt in den Filtratwassertank einer Wasseraufbereitungsanlage
eingeleitet werden.
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Ein
erfindungsgemäßer Bioreaktor dient speziell zur
Wasseraufbereitung, insbesondere zur Aufbereitung von Abwasser aus
der Halbleiterindustrie, und eignet sich insbesondere zur Verwendung
in einem erfindungsgemäßen Verfahren. Er weist
Mikroorganismen auf, die 2-Propanol und/oder Aceton abbauen können.
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In
bevorzugten Ausführungsformen weist er Mikroorganismen
auf, von denen mindestens 70%, vorzugsweise mehr als 80%, insbesondere
bei mehr als 90%, besonders bevorzugt nahezu 100%, 2-Propanol und/oder
Aceton abbauen können.
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Wie
bereits erwähnt, sind als Mikroorganismen Bakterienstämme
der Bakteriengattung Xanthobacter und/oder Rhodococcus und/oder
Paracoccus oder Mutanten davon besonders geeignet. Auf die obige
Beschreibung bevorzugt einsetzbarer Mikroorganismen wird hiermit
ausdrücklich verwiesen und Bezug genommen.
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Entsprechend
den obigen Ausführungen ist ein erfindungsgemäßer
Bioreaktor in bevorzugten Ausführungsformen als belüftete
oder unbelüftete Filtrationseinheit ausgebildet, wobei
die Filtrationseinheit ein partikelförmiges Filtermaterial
aufweist, auf dem die Mikroorganismen immobilisiert sind. Auf die vorteilhafte
Bifunktionalität eines solchen Bioreaktors wurde vorstehend
bereits eingegangen.
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Bei
dem partikelförmigen Filtermaterial handelt es sich besonders
bevorzugt um Aktivkohle. Allerdings können auch andere
Materialien, beispielsweise strukturierte oder regellose Packungen
aus Kunststoffen wie Polystyrol, Sand, Blähton oder Anthrazit,
sehr gut geeignet sein. In bevorzugten Ausführungsformen
kann das partikelförmige Filtermaterial porös
sein, insbesondere Poren mit einer Größe aufweisen,
die die Größe der Mikroorganismen mindestens um
den Faktor 10 übersteigt.
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Aktivkohle
hat eine nennenswerte Adsorptionskapazität für
organische Lösungsmittel, insbesondere für 2-Propanol
und Aceton. Durch Beladung des Filtermaterials mit diesen Lösungsmitteln
entsteht ein Vorrat an Substrat, an das die mikrobiologische Kultur
spezifisch adaptiert ist. Im Betrieb können Schwankungen
in Menge und Zusammensetzung des zu behandelnden Abwassers ausgeglichen werden.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst des Weiteren eine Wasseraufbereitungsanlage,
die sich dadurch auszeichnet, dass sie einen erfindungsgemäßen
Bioreaktor aufweist. Gattungsgemäße Wasseraufbereitungsanlagen
zur Herstellung von Reinstwasser, insbesondere für Zwecke
der Halbleiterindustrie, sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt
und brauchen daher im Rahmen dieser Anmeldung nicht ausführlich
beschrieben zu werden.
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Auch
die o. g. Mikroorganismen, die sich besonders zur Verwendung in
einem erfindungsgemäßen Verfahren oder in einem
erfindungsgemäßen Bioreaktor eignen, sind von
der vorliegenden Erfindung umfasst.
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In Übereinstimmung
mit den obigen Ausführungen zeichnet sich ein erfindungsgemäßer
Mikroorganismus insbesondere dadurch aus, dass er ein Bakterienstamm
der Bakteriengattung Xanthobacter mit der DSM-Nr. 19987 oder eine
Mutante davon ist. Ein weiterer erfindungsgemäßer
Mikroorganismus zeichnet sich dadurch aus, dass er ein Bakterienstamm
der Bakteriengattung Rhodococcus mit der DSM-Nr. 19985 oder eine
Mutante davon ist. Ein dritter erfindungsgemäßer
Mikroorganismus gehört der Gattung Paracoccus an und wurde
beim DSMZ unter der DSM-Nr. 19986 hinterlegt.
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In
bevorzugten Ausführungsformen können erfindungsgemäße
Mikroorganismen auf einem Trägermaterial wie Aktivkohle
immobilisiert vorliegen. Weitere geeignete Träger wurden
vorstehend als Filtermaterialien erwähnt.
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Des
Weiteren kann es bevorzugt sein, dass erfindungsgemäße
Mikroorganismen in einem wasserdichten, luftdurchlässigen
Behälter verpackt vorliegen. Überraschenderweise
hat sich nämlich herausgestellt, dass insbesondere an Aktivkohle
immobilisierte erfindungsgemäße Mikroorganismen
auch über längere Zeiträume konserviert
werden können, sofern sie in Behältnisse eingepackt
sind, die eine ausreichende Sauerstoffversorgung der Mikroorganismen
gewährleisten. Solche Behältnisse sind beispielsweise
Flachbeutel aus Kunststofffolie, vorzugsweise aus Polyethylen, insbesondere
mit einer Folienstärke von ca. 0,05 mm. Diese besitzen
eine hinreichende Luftdurchlässigkeit, um die Sauerstoffversorgung
von eingeschlossenen Mikroorganismen über längere
Zeiträume von bis zu mehreren Wochen zu gewährleisten.
Der Nährstoffbedarf der Mikroorganismen in diesem Zeitraum
kann beispielsweise durch auf dem Trägermaterial adsorptiv
gespeichertes 2-Propanol gedeckt werden.
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Die
Beutel können steril und wasserdicht verschlossen werden.
Auf diese Weise können die immobilisierten Mikroorganismen über
längere Zeiträume gelagert und über große
Distanzen zum Einsatzort transportiert werden. Am Einsatzort kann
z. B. das Festbett einer Filtrationseinheit, beispielsweise ein Festbett
aus Aktivkohle, sehr einfach mit den immobilisierten Mikroorganismen
beimpft werden (Umwandlung einer einfachen Filtrationseinheit in
einen erfindungsgemäßen Bioreaktor). Eine Zugabe
von einem Volumenanteil Aktivkohle mit darauf immobilisierten Mikroorganismen
auf in der Regel zwischen 50 bis 10000 Volumenanteile Festbett ist
in der Regel ausreichend.
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Eine
wichtige Voraussetzung für die rasche Vermehrung der Mikroorganismen
im Bioreaktor ist die Zugabe von Nährsalzen zum Reaktorzulauf.
Die Nährsalze werden vorzugsweise so lange zudosiert, bis
der Bioreaktor seine volle Leistung erreicht hat. Die Nährsalze
enthalten vorzugsweise die erforderlichen Makroelemente (insbesondere
N, P, S, Na, Ca und Mg) sowie Spurenelemente (insbesondere Fe, Cu,
Cr, Co und Zn). Die Nährsalzdosierung wird insbesondere
so eingestellt, dass im Reaktorzulauf die Mol-bezogenen Konzentrationen
der Elemente C, N, und P im Verhältnis C:N:P = 100:10:1
zueinander stehen.
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Aus
der Verfügbarkeit der erfindungsgemäßen
Mikroorganismen resultieren mehrere Vorteile:
- – Die
kurzfristige Verfügbarkeit von Mikroorganismen z. B. zur
Beimpfung von Aktivkohle-Festbetten ist jederzeit sichergestellt.
- – Die Mikroorganismen können in gleichbleibender
und kontrollierter Qualität bereitgestellt werden.
- – Die oben beschriebenen Mikroorganismen sind nicht
pathogen, ihre Verwendung ist daher risikofrei.
- – Die Anforderungen der Biostoffverordnung werden voll
erfüllt.
- – Die Aktivierung von Bioreaktoren kann von nicht speziell
geschultem Personal vorgenommen werden.
- – Die Installation und der Betrieb von separaten Fermentationsanlagen
am Standort des Bioreaktors entfallen.
- – Der Bioreaktor kann sehr schnell in Betrieb genommen
werden, seine Anfahrzeit wird stark verkürzt.
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Auch
die Verwendung eines oder mehrerer der genannten erfindungsgemäßen
Mikroorganismen zur Aufbereitung von Wasser, insbesondere in einem
erfindungsgemäßen Verfahren oder in einem erfindungsgemäßen
Bioreaktor, ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Bevorzugte
Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Verwendungen ergeben sich aus den obigen Ausführungen und
müssen nicht noch einmal separat dargelegt werden.
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Einzelheiten
zu den beschriebenen Merkmalen sowie weitere Merkmale der Erfindung
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
in Verbindung mit der Zeichnung und den Unteransprüchen.
Hierbei können die einzelnen Merkmale der Erfindung jeweils
für sich oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.
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1 zeigt
ein Fließbild einer Ausführungsform eines Teilabschnitts
einer erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungsanlage
zur Behandlung von Reclaimwasser.
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Dargestellt
ist der Wassertank 2 mit dem Zulauf 11 für
Reclaimwasser. Der Wassertank 2 weist ein Mittel zur Regelung
des pH-Wertes des enthaltenen Reclaimwassers auf. Vorzugsweise wird
der pH-Wert im Wassertank auf Werte zwischen 4 und 9, insbesondere
zwischen 7 und 8, eingestellt. Vom Wassertank 2 führt
eine Leitung 12 zum Bioreaktor 1, in dem sich
ein Festbett aus Aktivkohle befindet, auf deren Oberfläche
Mikroorganismen des Stammes mit der DSM-Nr. 19985 angesiedelt sind.
Vor Einleitung des Reclaimwassers in den Bioreaktor 1 kann das
Reclaimwasser über die Leitung 16 bei Bedarf mit
Elektrolyt aus dem Vorlagetank 3 versetzt werden. Dies
ist gegebenenfalls erforderlich, da das Reclaimwasser nicht völlig
salzfrei sein darf, um auf Dauer das Überle ben der Mikroorganismen
im Bioreaktor zu gewährleisten. In den Vorlagetanks 4 und 5 befinden
sich 2-Propanol und Nährsalze. Aus diesen können
dem Reclaimwasser über die Leitungen 17 und 18 Substrat
(z. B. 2-Propanol) und Nährstoffe zudosiert werden, was
gegebenenfalls in der Aktivierungsphase oder zum Ausgleich von Konzentrationsschwankungen
im Betrieb erforderlich sein kann. Sofern erforderlich, kann das
zu behandelnde Wasser im Kreis geführt und auch belüftet
werden. Letzteres kann während der Inbetriebnahme zur biologischen Aktivierung
notwendig sein. Die Ventile 6a und 6b dienen zur
Umschaltung zwischen Produktionsbetrieb, Kreisführung und
Rückspülung. Letzteres kann z. B. erforderlich
sein, wenn das Festbett des Bioreaktors mit Schmutzpartikeln aus
dem aufzubereitenden Wasser zugesetzt ist. Darüber hinaus
weist die Wasseraufbereitungsanlage eine Umwälzpumpe 7 für
den Kreislaufbetrieb sowie ein Absperrventil 8 für den
Kreislaufstrom auf. Mit den Bezugszeichen 13 und 14 sind
der Ablauf für im Bioreaktor behandeltes Wasser im Produktionsmodus
sowie der Zulauf des Rückspülstroms gekennzeichnet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 61111198 [0005]
- - JP 2002-2336886 [0005]
- - EP 585036 [0026]
- - JP 7284799 [0026]
- - JP 6063592 [0026]
- - JP 62065792 [0026]
- - JP 63185494 [0026]
- - JP 8197094 [0026]
- - JP 9155371 [0026]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - Golsham M.
und Schmitt S.: Water reuse and reclaim operations at Hyundai semiconductor
America, Ultrapure Water 05, 2001, 34–38 [0005]