DE102009036971A1

DE102009036971A1 - Sandwich-Trägermedium zur Immobilisierung von Mikroorganismen

Info

Publication number: DE102009036971A1
Application number: DE102009036971A
Authority: DE
Inventors: Markus Dr. Geiger
Original assignee: MULTI UMWELTTECHNOLOGIE AG
Current assignee: MULTI UMWELTTECHNOLOGIE AG
Priority date: 2009-08-12
Filing date: 2009-08-12
Publication date: 2011-02-17

Abstract

Es ist die Aufgabe der Erfindung ein Sandwich-Trägermaterial zur Immobilisierung von Mikroorganismen zu schaffen mit Trägerelementen, auf denen sich Biofilme dauerhaft etablieren können, die durch einen koextrudierten Schutzring lange Standzeiten auch in turbulenten aeroben und/oder anaeroben Flüssigkeitsströmen aufweisen und das eine an die Aufgabenstellung optimierte Dichte hat als bisher bekannt und entsprechend an die jeweilige Aufgabenstellung angepasst eine wesentlich geringere Energie zur Einmischung der Trägerelemente in das Fluid notwendig ist. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Fig. 1 in der Aufsicht als geschäumter, poröser Kern mit dem koextrudierten Außenmantel als Scheibe dargestellt. Die Figur 2 zeigt einen Schnitt durch ein Sandwich-Trägerelement. In der äußeren Oberfläche befinden sich offene Poren. Die in der Kunststoffmatrix eingelagerten Gasblasen und der koextrudierte Außenring sind sichtbar. Anwendungsgebiet Das Anwendungsgebiet betrifft die Wasser- und Abwasseraufbereitung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sandwich-Trägermedium zur Immobilisierung von Biofilmen in einer Flüssigkeit, beispielsweise einem Wasser oder Abwasser, mit einer Vielzahl von Trägerelementen mit einer porösen Oberfläche wobei das Trägermaterial zur Einstellung der Dichte und zum mechanischen Schutz gegen Abrieb aus mindestens zwei Schichten mit unterschiedlicher Dichte besteht.
Aus der EP 0 793 622 B1 ist ein Trägermedium bekannt, das zum Aufnehmen eines Biofilms in einem Fluid benutzt werden kann, beispielsweise einem Abwasser, bestehend aus einer Vielzahl von scheiben- oder ringförmigen Kunststoffflocken mit dicht aneinander liegenden Poren.
In dem Patent EP 0 793 622 B1 wird auch ein Verfahren zur Herstellung dieses Trägermediums beschrieben das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Teil der Poren zuvor geschlossene Zellen sind, die durch den Überdruck eines Gases in den Zellen aufgebrochen sind und dass die Scheiben oder Ringe ein Verhältnis zwischen Oberfläche und Volumen zwischen 120.000 und 150.000 m²/m³ haben.
Aufgrund dieses oder ähnlicher Herstellungsverfahren dieses Trägermaterialtyps wird zwangsläufig ein Gasvolumen in der Matrix eingeschlossen. Die resultierende Dichte des Tägermaterials ist deshalb deutlich geringer als 1. Wird PE oder PP als Hauptbestandteil verwendet resultiert, je nach Gasanteil, eine Dichte von ca. 0,2 bis 0,5 g/cm³. Ein solches Trägermaterial ist nicht oder nur mit erheblichem Energieaufwand in ein (Ab)Wasser einmischbar.
Für viele Anwendungen in der Wasser- und Abwassertechnik (z. B. Denitrifikation, Nitrifikation, schwachbelüftete CSB-Stufen, Anaerobstufen) ist ein derartiges Trägermaterial deshalb ungeeignet.
In der Praxis wird versucht die Dichte des Trägermaterials mit Hilfe von Zusätzen bei der Produktion des Kunststoffschaums zu kompensiert bzw. so einzustellen, dass die gewünschte Dichte erreicht wird. Die verwendeten Zusätze beeinflussen jedoch die Ausbildung der Porenstruktur und sind nur bis zu einer kritischen Größe anwendbar. Es ist die Aufgabe der Erfindung ein Sandwich-Trägermaterial der eingangs genannten Art zu schaffen mit Trägerelementen, auf denen sich Biofilme dauerhaft etablieren können, die lange Standzeiten auch in turbulenten aeroben und/oder anaeroben Flüssigkeitsströmen aufweisen und die eine an die Aufgabenstellung optimierte Dichte aufweisen als bisher bekannt und deshalb der notwendige Energieeintrag für die Durchmischung minimiert werden kann.
Diese Eigenschaften des Trägermaterials werden dadurch erreicht, dass um einen geschäumten Kern mindestens eine Aussenhülle aus einer Mischung von Kunststoff und Füllmaterial koextrudiert wird. Durch die verwendete Rezeptur aus Kunststoff und Füllmaterial, beispielsweise PE und/oder PP mit BaSO4 und/oder Kreide und/oder anderen geeigneten Nanopartikeln und der Dicke des koextrudierten Aussenmantels kann die Dichte des Sandwich-Trägers eingestellt werden. Gleichzeitig dient der koextrudierte Aussenmantel um den Schaumkern als Schutzring um die Schaumscheibe und verhindert bzw. vermindert weitgehend die mechanische Abrasion die beim Einmischen und beim Durchmischen der Scheiben im Reaktionsbehälter auftritt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung 1 und 2 dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Die 1 zeigt eine Ausführungsform des Trägermaterials in der Aufsicht. Der geschäumte Kern und der koextrudierte Aussenmantel sind erkennbar. Die 2 zeigt einen Schnitt durch ein Trägerelement. In der äußeren Oberfläche befinden sich offene Poren. Die in der Kunststoffmatrix eingelagerten Gasblasen und der koextrudierte Aussenmantel sind sichtbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 0793622 B1 [0002, 0003]

Claims

Ein Sandwich-Trägermaterial als Aufwuchsfläche für einen Biofilm in einer Flüssigkeit, bestehend aus einer Vielzahl von Kunststoffkörpern in Form von flachen und/oder gebogenen Scheiben und/oder hyperbolischen Paraboloiden mit einer porösen Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der Trägerelemente entsprechend der Anwendung mit Hilfe mindestens eines koextrudierten nicht porösen Aussenmantels zwischen 0,5 und 1,5 g/cm³ eingestellt werden kann und dass dieser koextrudierte Aussenmantel als Schutzring gegen Materialabrasion wirkt.
Ein Sandwich-Trägermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der koextrudierte Aussenmantel eine Schichtdicke zwischen 0,1 und 10 mm, insbesondere zwischen 0,5 und 5 mm hat.
Ein Sandwich-Trägermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der koextrudierte Aussenmantel aus 2 bis 5 Lagen besteht.
Ein Sandwich-Trägermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerteile eine Dicke zwischen 0,2 und 5 mm, insbesondere zwischen 0,5 und 3 mm haben.
Ein Sandwich-Trägermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerteile rund sind und einen Durchmesser zwischen 5 und 50 mm haben.
Ein Sandwich-Trägermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerteile eine Länge von 5 bis 50 mm und eine Breite zwischen 5 und 50 mm haben.