DE102017120658A1

DE102017120658A1 - Rieselkörper

Info

Publication number: DE102017120658A1
Application number: DE102017120658.2A
Authority: DE
Inventors: Marco Puschmann; Michael Müller
Original assignee: Enexio Water Technologies GmbH
Current assignee: Brentwood Europe GmbH
Priority date: 2017-09-07
Filing date: 2017-09-07
Publication date: 2019-03-07

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rieselkörper (1) zur Verwendung in einer Abluftreinigungsanlage (7), wobei der Rieselkörper (1) eine Stützstruktur (2) aufweist, die Kanäle (3) bildet.Zur Verbesserung der Reinigungsleistung sind die Kanäle (3) mit einem porösen Füllkörper (4) gefüllt.Weiterhin wird eine Abluftreinigungsanlage (7) mit einem solchen Rieselkörper (1) angegeben.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rieselkörper zur Verwendung in einer Abluftreinigungsanlage, mit einer Stützstruktur, die Kanäle bildet. Weiter betrifft die Erfindung eine Abluftreinigungsanlage.
Rieselkörper werden auf verschiedenen Gebieten der Technik eingesetzt. Sie umfassen eine Stützstruktur, beispielsweise aus ebenen und/oder gewellten Kunststoffplatten, die derart ausgebildet und angeordnet sind, dass Kanäle zum Hindurchströmen von flüssigen und/oder gasförmigen Medien gebildet sind. Dabei rieselt beispielsweise Wasser von oben nach unten durch einen oder mehrere Rieselkörper, während Luft oder ein Gas im Gegen- oder Querstrom dazu durch die Rieselkörper geleitet wird. Die Stützstruktur kann aus Platten, Gittern oder Matten bestehen, die eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen.
Ein solcher Rieselkörper kann auch zur biologischen Luft- oder Gaswäsche, beispielsweise für die Reinigung und Geruchsverminderung von Stallabluft, oder für einen Stoffaustausch zwischen einem flüssigen und einem gasförmigen Medium eingesetzt werden. In diesem Fall wird ein solcher Rieselkörper auf Englisch als „Bio trickling filter“ bezeichnet. Der Rieselkörper dient als Träger für einen Bewuchs mit Mikroorganismen, wie einem Bakterienrasen, die aus dem gasförmigen und/oder flüssigen Medium, das den Rieselkörper durchströmt, Schadstoffe aufnehmen und abbauen.
Aus der DE 29 45 498 A1 ist ein solcher Rieselkörper bekannt, der aus ebenen und gewellten Platten besteht, die derart angeordnet sind, dass Kanäle gebildet werden, in denen von oben her Wasser herunterrieselt und von unten her Luft nach oben durch die Kanäle strömt. Dabei findet zwischen den beiden Medien ein Austausch statt, wobei die Kanäle innenseitig mit Bakterien bewachsen sind, um das von oben nach unten rieselnde Abwasser zu reinigen.
Weiterhin ist aus der WO 2015/144716 A1 ein solcher Rieselkörper bekannt, dessen Einbauelemente, die die Kanäle bilden, als dreilagiges Kunststoffteil ausgeführt sind. Die mittlere Lage dient der mechanischen Stabilität und die beiden äußeren Lagen sind derart ausgebildet, dass ein Bakterienwachstum zur Verbesserung der Reinigungswirkung begünstigt wird.
Schließlich ist es aus der DE 30 47 967 C2 bekannt, in einem Tropfkörper zur biologischen Abwasserreinigung ein Füllmaterial anzuordnen, um die wirksame Oberfläche, die mit Bakterien bewachsen ist, zu vergrößern. Das Füllmaterial besteht aus flexiblen Kunststoffstreifen.
Für die vorliegende Erfindung stellt sich deshalb ausgehend von diesem Stand der Technik die Aufgabe, einen Rieselkörper anzugeben, der einen erhöhten Wirkungsgrad aufweist, um eine verbesserte Reinigungsleistung bei einer biologischen Abluftreinigung zu erzielen. Weiterhin soll eine entsprechende Abluftreinigungsanlage angegeben werden.
Die Lösung dieser Aufgaben gelingt erfindungsgemäß mit einem Rieselkörper gemäß dem Anspruch 1. Weiterhin wird eine entsprechende Abluftreinigungsanlage angegeben.
Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, dass der Rieselkörper in an sich bekannter Weise eine Stützstruktur, beispielsweise in Form von gewellten Platten, aufweist, die miteinander zu Paketen verbunden sind, wobei zwischen den Platten vertikal und/oder schräg verlaufende Kanäle zum Hindurchströmen von flüssigen und gasförmigen Medien ausgebildet sind. Innerhalb dieser Kanäle sind nun zusätzlich poröse Füllungen oder Füllkörper angeordnet. Diese porösen Füllkörper vergrößern die zur Verfügung stehende Oberfläche, auf der sich Mikroorganismen, wie Bakterien, ansiedeln können, erheblich. Somit ist die Kontaktfläche zwischen der beispielsweise von unten nach oben durch den Rieselkörper hindurchströmenden Abluft, wie geruchsbeladene Abluft, und des durch den Rieselkörper von oben nach unten herabrieselnden Wassers erheblich vergrößert und die mit Schad- und/oder Geruchsstoffen belastete Abluft kann wesentlich effektiver gereinigt werden. Beim Durchströmen der Abluft durch die mit Wasser berieselten Füllkörper werden die Schad- und Geruchsstoffe aus der Abluft vom Wasser aufgenommen, zu den immobilisierten Mikroorganismen transportiert und abgebaut. Oben am Rieselkörper tritt die gereinigte Abluft aus. Auf diese Weise können insbesondere Geruchsbelästigungen an Abwasserbehandlungsanlagen und Anlagen zur Herstellung von Nahrungs- und Genussmitteln minimiert werden.
Es versteht sich, dass die porösen Füllungen oder Füllkörper entsprechend ausgelegt sind, um einerseits das Wachstum der Mikroorganismen zu begünstigen und andererseits das Hindurchströmen von beispielsweise Abluft und Wasser in ausreichendem Maß zu gewährleisten. Außerdem verfügen sie über eine ausreichende Beständigkeit gegen die mit ihnen im Betrieb in Kontakt kommenden Medien.
Im Rahmen der Erfindung ist es mit umfasst, dass der Rieselkörper aus Paketen von mehreren miteinander verbundenen Stützstrukturen zusammengesetzt ist, wobei die einzelnen Pakete ihrerseits wiederum miteinander verbunden sein können. Ebenfalls ist es mit umfasst, dass die Stützstrukturen beziehungsweise die daraus gebildeten Pakete ihrerseits von einer Wandung oder einem Gehäuse umgeben sind, um die hindurchströmenden Medien jeweils in die gewünschte Richtung zu leiten und beispielsweise ein seitliches Austreten zu unterbinden. Auch sind entsprechende Zu- und Ableitungen für die verschiedenen Medien vorgesehen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Gegenstand von Unteransprüchen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung besteht die Stützstruktur aus gewellten Platten oder Gittern, insbesondere eckig gewellten Platten oder Gittern zur Ausbildung von im Wesentlichen hexagonalen Kanälen. Die Kanäle können auch andere Querschnitte aufweisen, wie rund oder oval. Prinzipiell kann die Stützstruktur auch aus gewellten und ebenen Platten beziehungsweise Gittern in an sich bekannter Weise aufgebaut sein. Bei geschlossenen Platten ist ein Hindurchtreten eines Mediums in horizontaler Richtung von einem Kanal zu einem benachbarten Kanal unterbunden, was bei einer Ausgestaltung als durchbrochene Platten oder Gitter oder gitterartige Struktur dagegen möglich ist. Somit ist insbesondere eine Führung des gasförmigen Mediums im Querstrom zu dem herabrieselnden Wasser im Rieselkörper ermöglicht. Dabei weist die Stützstruktur eine ausreichende Festigkeit auf, um beispielsweise mehrere zu Paketen zusammengesetzte Platten oder Gitter übereinander stapeln zu können. Die Verbindung von Platten oder Gittern kann in an sich beliebiger Weise erfolgen, bevorzugt jedoch wie im Folgenden beschrieben.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung besteht die Stützstruktur aus Kunststoff, wie beispielsweise einem Polypropylen-Kunststoff. Eine entsprechend konturierte Platte oder ein Gitter kann in Kunststoff tiefgezogen oder spritzgegossen werden. Dabei weist der Kunststoff eine ausreichende mechanische Stabilität auf, um mehrere Pakete aus Stützstrukturen zu stapeln. Würden Schäume ohne eine solche Stützstruktur mechanisch belastet, würden diese aufgrund ihrer geringen mechanischen Stabilität kompaktieren und ihre Funktionsfähigkeit verlieren. Ebenso ist der Kunststoff ausreichend witterungsbeständig ausgelegt, um nicht durch das hindurchrieselnde Wasser beschädigt zu werden. Die einzelnen Teile der Stützstruktur können dann zur gegenseitigen Verbindung miteinander verklebt oder verschweißt sein. Ebenso ist eine mechanische Verbindung entweder durch formschlüssige Rastverbindungen und/oder durch zusätzliche Verbindungselemente möglich. In gleicher Weise können die derartig gebildeten Pakete gestapelt und dann miteinander verbunden werden. Prinzipiell ist auch eine Verwendung metallischer Werkstoffe für die Stützstruktur möglich.
Für die porösen Füllkörper beziehungsweise die porösen Füllungen ist die Verwendung von Kunststoffschaum, insbesondere ein offenzelliger Kunststoffschaum, wie Polyurethanschaum, oder ein Kunststoffdrahtgewirk vorgesehen. Ein solches Kunststoffmaterial kann in einfacher Weise in eine beispielsweise hexagonale oder runde Form gebracht werden, ist form- und witterungsbeständig und kann bevorzugt wie im Folgenden beschrieben in den Kanälen befestigt werden. Prinzipiell kann das poröse Füllelement auch in Form eines Gewebes, eines Vlieses oder eines Gewirrs, vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial, ausgeführt sein, um eine größtmögliche Oberfläche in den Kanälen zu bilden.
Die durch die Stützstruktur gebildeten Kanäle verlaufen vorzugsweise im Wesentlichen in vertikaler Richtung durch den Rieselkörper. Prinzipiell können sie aber auch geneigt, das heißt in einem Winkel zur Vertikalen, angeordnet sein. Ebenso ist es möglich, dass in einem Paket die Kanäle vertikal und geneigt nebeneinander angeordnet sind oder dass in einem Stapel aus mehreren Paketen in einem Paket die Kanäle vertikal und in einem anderen Paket die Kanäle geneigt angeordnet sind.
Dies kann je nach dem zu reinigenden Medium, der Gas- und/oder Wassermenge, der Verschmutzung und dergleichen passend gewählt werden.
Bevorzugt ist die poröse Füllung beziehungsweise der poröse Füllkörper mit der Stützstruktur verbunden. Dies kann mechanisch beispielsweise durch Formschluss zwischen Kanal und Formkörper erfolgen und/oder durch Verklebung mit einem geeigneten Klebstoff und/oder durch Verschweißung der insbesondere aus Kunststoff bestehenden Komponenten.
In einer Ausgestaltung sind alle Kanäle vollständig oder teilweise mit der Füllung oder dem Füllkörper gefüllt, um eine möglichst große Oberfläche innerhalb der Kanäle zu erhalten.
Alternativ dazu kann auch nur ein Teil der Kanäle vollständig oder teilweise mit den Füllkörpern gefüllt sein.
Wenn die Kanäle nur teilweise gefüllt sind, dann insbesondere derart, dass am oberen und unteren Ende eines jeden Kanals ein Längsabschnitt leer bleibt. Somit ist gewährleistet, dass beim Stapeln der Stützstrukturen beziehungsweise der daraus gebildeten Pakete die Füllung oder der Füllkörper nicht mit der benachbarten Stützstruktur in Berührung kommen kann. Dadurch wird eine Beschädigung des üblicherweise wesentlich weicheren Materials des Füllkörpers durch eine demgegenüber relativ starre Stützstruktur vermieden.
Vorzugsweise sind die Stützstrukturen derart ausgebildet, dass sie beziehungsweise die daraus gebildeten Pakete stapelbar sind. Hierzu können aufeinander gestapelte Stützstrukturen beispielsweise formschlüssig zusammengefügt und gegebenenfalls verrastet oder wie vorstehend beschrieben miteinander verbunden werden.
Eine Abluftreinigungsanlage, insbesondere für die Reinigung von Abluft einer Abwasseranlage, umfasst wenigstens einen vorstehend beschriebenen Rieselkörper. Dieser besteht unter anderem aus einer Stützstruktur, insbesondere aus gewellten Kunststoffplatten oder -gittern, die zu Paketen miteinander verbunden sind, wobei zweckmäßig mehrere Pakete neben- und/oder übereinander gestapelt sind. Selbstverständlich ist ein Gehäuse vorgesehen, um ein seitliches Austreten von Luft und Wasser zu vermeiden. Dem Rieselkörper wird die Abluft mittels eines Ventilators zugeführt oder von einem Ventilator durch die Abluftreinigungsanlage saugend gezogen. Die Abluft durchströmt den Rieselkörper. Gleichzeitig rieselt von oben nach unten Wasser durch den Rieselkörper. In den Kanälen des Rieselkörpers ist jeweils ein poröser Füllkörper zur Vergrößerung der Oberfläche angeordnet, um eine größere Fläche für einen Bakterienbewuchs zu haben, wobei die Bakterien die Abluft reinigen. Die gereinigte und geruchlose Abluft tritt oben an dem Rieselkörper aus und entweicht ins Freie oder in eine nachfolgende Behandlungsstufe. Das herabrieselnde Wasser, das Schad- und Schmutzstoffe enthält, wird unten an dem Rieselkörper aufgefangen und seinerseits einer Reinigung zugeführt.
Hierbei können insbesondere unterschiedliche Pakete von Rieselkörpern auf einander gestapelt werden, beispielsweise mit Füllkörper gefüllte und ungefüllte, mit geneigten und/oder vertikalen Kanälen und dergleichen.
Im Vorhergehenden wurde der Rieselkörper im Wesentlichen im Zusammenhang mit der Reinigung von Abluft beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass ein solcher Rieselkörper auch auf allen anderen Gebieten der Technik eingesetzt werden kann, beispielsweise zur Abwasserreinigung.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:

1 eine erste Ausgestaltung des Rieselkörpers,
2 eine zweite Ausgestaltung des Rieselkörpers,
3 verschiedene Anordnungen von Rieselkörperpaketen und
4 eine Abluftreinigungsanlage.

In den 1 bis 4 bezeichnen die gleichen Bezugszeichen jeweils die gleichen Komponenten.
In den perspektivischen Darstellungen der 1 und 2 ist jeweils ein Rieselkörper 1 in Seitenansicht links oben, in perspektivischer Absicht rechts oben und in Draufsicht unten dargestellt. Der Rieselkörper 1 ist durch eine Stützstruktur 2 gebildet. Die Stützstruktur 2 besteht aus gewellten, wie hier eckig gewellten, Kunststoffplatten oder Kunststoffgittern, die eine ausreichende mechanische Stabilität aufweisen, um die Rieselkörper 1 stapeln zu können.
Die Stützstruktur 2 bildet Kanäle 3, durch die flüssige und/oder gasförmige Medien strömen können. Die Kanäle 3 können einen runden oder wie hier einen hexagonalen oder einen sonstigen Querschnitt aufweisen. Beispielsweise kann ein gasförmiges Medium, wie die Abluft einer Abwasseranlage, von unten nach oben durch den Rieselkörper 1 strömen und gleichzeitig ein flüssiges Medium, wie Wasser, von oben nach unten durch die Kanäle 3 hindurchrieseln.
Die einzelnen Komponenten der Stützstruktur 2 sind beispielsweise miteinander verschweißt, verklebt oder mechanisch verbunden, wie durch Formschluss.
Es versteht sich, dass der Rieselkörper 1 von einem Gehäuse 6 oder einer Wandung umgeben ist, um ein seitliches Austreten der Medien zu unterbinden. Weiterhin sind Zu- und Ableitungen für die verschiedenen Medien vorgesehen.
Innerhalb der Kanäle 2 ist ein poröser Füllkörper 4 angeordnet, vorzugsweise in Form eines Bauteils aus offenzelligem Polyurethanschaum. Dieser Füllkörper 4 kann ebenfalls mit der Stützstruktur 2 verschweißt, verklebt oder mechanisch, wie durch Formschluss, verbunden sein. Der Füllkörper 4 kann auch als Gewebe, Gewirke, Vlies oder Gewirr, insbesondere aus Kunststoff, ausgebildet sein.
Durch diesen Füllkörper 4 ist die innerhalb eines Kanals 3 zur Verfügung stehende Oberfläche wesentlich erhöht. Auf der Oberfläche des Füllkörpers 4 beziehungsweise des Kanals 3 können sich Mikroorganismen, wie beispielsweise Bakterien, ansiedeln. Beim Durchströmen der Abluft durch die mit Wasser berieselten Füllkörper werden die Schad- und Geruchsstoffe aus der Abluft vom Wasser aufgenommen, zu den immobilisierten Mikroorganismen transportiert und abgebaut. Somit kann eine effektivere Abluftreinigung erfolgen. Dabei ist es ersichtlich, dass die Materialien der Stützstruktur 2 und des Füllkörpers 4 derart gewählt sind, dass sich diese Mikroorganismen dort ansiedeln und vermehren können.
Die Kanäle 3 in der Stützstruktur 2 verlaufen in den 1 und 2 in vertikaler Richtung, sie können aber auch gegen die Vertikale geneigt ausgebildet sein. Weiterhin kann die in den 1 und 2 dargestellte einzelne Lage der Stützstruktur 2 mit weiteren gleichartigen Lagen zu einem Paket 5 verbunden werden, beispielsweise durch Verschweißen, Verkleben oder eine mechanische Verbindung, wie Formschluss, um einen größeren Rieselkörper 1 zu bilden.
In 1 sind die Kanäle 3 des Rieselkörpers 1 vollständig mit dem porösen Füllkörper gefüllt. Gemäß der alternativen Ausgestaltung in 2 sind die Kanäle 3 des Rieselkörpers 1 nur soweit mit dem porösen Füllkörper 4 gefüllt, dass oben und unten an den Kanälen 3 jeweils ein Abschnitt leer bleibt, wie durch die senkrechten kurzen Linien angedeutet. Dies bietet den Vorteil, dass sich beim Übergang von Lage zu Lage die Gas- und Flüssigkeitsströme ungestört neu verteilen können.
In 3 sind mehrere Pakete 5 von Stützstrukturen 2 übereinander gestapelt, um einen größeren Rieselkörper 1 zu bilden. Dabei sind die Stützstrukturen 2 vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie formschlüssig stapelbar sind.
Beim oberen Ausführungsbeispiel sind vier Pakete 5 übereinander gestapelt, wobei im Paket 5a die Kanäle 3 vertikal verlaufen und mit einem Füllkörper 4 befüllt sind, im Paket 5b die leeren Kanäle 3 nach links geneigt sind, im Paket 5c die leeren Kanäle 3 nach rechts geneigt sind und im Paket 5d die leeren Kanäle 3 wieder nach links geneigt sind, wie durch die Schraffierungen angedeutet.
Beim mittleren Ausführungsbeispiel sind vier Pakete 5 über einander gestapelt, wobei in den Paketen 5a, 5b die Kanäle 3 vertikal verlaufen und mit einem Füllkörper 4 befüllt sind, im Paket 5c die leeren Kanäle 3 nach rechts geneigt sind und im Paket 5d die leeren Kanäle 3 wieder nach links geneigt sind, wie durch die Schraffierungen angedeutet.
Beim unteren Ausführungsbeispiel sind in allen Paketen 5 des Rieselkörpers 1 die vertikal verlaufenden Kanäle 3 mit einem Füllkörper 4 gefüllt.
In 4 ist rein schematisch eine Abluftreinigungsanlage 7 dargestellt. Mittels eines Ventilators 8 wird der Abluftreinigungsanlage 7 Abluft, beispielsweise einer Abwasseranlage, zugeführt. Die Abluft strömt, wie durch die gekrümmten Pfeile angedeutet, von unten nach oben durch einen vorstehend beschriebenen Rieselkörper 1 beziehungsweise dessen Kanäle 3, die mit dem porösen Füllkörper 4 gefüllt sind.
Gleichzeitig wird über eine Zuleitung 9 Wasser zugeführt, das von oben nach unten durch den Rieselkörper 1 rieselt, wie durch die mehreren Bündel an Linien angedeutet ist. Dabei erfolgt durch die Mikroorganismen im Rieselkörper 1 eine Reinigung der Abluft. Das hindurchgerieselte Wasser wird über eine Ableitung 10 abgeführt und vorzugsweise seinerseits gereinigt. Die gereinigte Abluft tritt an einem Abzug 11 ins Freie aus, wie durch den dortigen Pfeil angedeutet.
Ein derartiger Rieselkörper 1 kann auch auf allen anderen Gebieten der Technik eingesetzt werden, bevorzugt jedoch in einer vorstehend beschriebenen Abluftreinigungsanlage 7.
Bezugszeichenliste

Zeichen	Bezeichnung

1	Rieselkörper
2	Stützstruktur
3	Kanal
4	Füllkörper
5	Paket
6	Gehäuse
7	Abluftreinigungsanlage
8	Ventilator
9	Zuleitung
10	Ableitung
11	Abzug

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2945498 A1 [0004]
WO 2015/144716 A1 [0005]
DE 3047967 C2 [0006]

Claims

Rieselkörper (1) zur Verwendung in einer Abluftreinigungsanlage (7), mit einer Stützstruktur (2), die Kanäle (3) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (3) mit einem porösen Füllkörper (4) gefüllt sind.
Rieselkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur (2) aus gewellten Platten oder Gittern besteht.
Rieselkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur (2) aus Kunststoff besteht.
Rieselkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllkörper (4) ein Kunststoffschaum, insbesondere ein offenzelliger Polyurethanschaum, oder ein Kunststoffdrahtgewirk ist.
Rieselkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (3) im Wesentlichen vertikal verlaufen oder zur Vertikalen geneigt sind.
Rieselkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllkörper (4) mit der Stützstruktur (1) verbunden ist.
Rieselkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass alle Kanäle (3) vollständig oder teilweise mit den Füllkörpern (4) gefüllt sind.
Rieselkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein Teil der Kanäle (3) vollständig oder teilweise mit den Füllkörpern (4) gefüllt ist.
Rieselkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstrukturen (2) stapelbar sind.
Abluftreinigungsanlage (7), dadurch gekennzeichnet dass sie wenigstens einen Rieselkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.
Abluftreinigungsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Rieselkörper (1) aus Paketen (5) zusammengesetzt ist, wobei in allen Paketen (5) oder nur in einem Teil der Pakete (5) die Kanäle (3) mit den Füllkörpern (4) gefüllt sind.