DE102019100742A1

DE102019100742A1 - Vehicle with a device for air purification and stationary biofilter for disposal of the washing water of the device

Info

Publication number: DE102019100742A1
Application number: DE102019100742.9A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-02-14
Filing date: 2019-01-14
Publication date: 2019-08-14
Also published as: DE202018105985U1

Abstract

Es wird ein Fahrzeug (1) mit einer Vorrichtung zur Luftreinigung (2) vorgestellt, dass dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vorrichtung zur Luftreinigung (2) umfasst:
-einen Luftkanal (3) mit einem Lufteinlass (4), über den die schadstoffreiche Luft (5) in den Luftkanal (3) einströmt oder angesaugt wird,
-einen Kompressor oder Ventilator (6) an dem dem Einlass gegenüberliegenden Ende des Luftkanals (3) zur Erzeugung eines mit Druck beaufschlagten Luftstromes (7),
-mehrere, mit Waschwasser (8) befüllte Wäscher (9), die zur Luftreinigung von der schadstoffreichen Luft (5) nacheinander durchströmt werden,
-einen Tank (10) zur Aufnahme des Waschwassers (8), wobei die Wäscher (9) und der Tank (10) einen Kreislauf bilden, sodass Waschwasser (8) von dem Tank (10) in mindestens einen der Wäscher (9) zurückgepumpt wird, wobei die auf diese Weise gereinigte Luft (11) an die Umgebung abführbar ist.
Die Erfindung betrifft ferner einen stationären Biofilter (Symbiofilter) zur Entsorgung des Waschwassers (8) des Fahrzeugs (1) mit einer Vorrichtung zur Luftreinigung (2).

A vehicle (1) with an apparatus for air purification (2) is presented, which is characterized in that the apparatus for air purification (2) comprises:
an air duct (3) having an air inlet (4) through which the pollutant-rich air (5) flows or is sucked into the air duct (3),
a compressor or fan (6) at the inlet end of the air duct (3) opposite to the inlet for producing a pressurized air stream (7),
- several, with washing water (8) filled scrubber (9), which are flowed through for the purification of air from the high-polluted air (5),
a tank (10) for receiving the wash water (8), the scrubbers (9) and the tank (10) forming a circuit so that wash water (8) is pumped back from the tank (10) into at least one of the scrubbers (9) is, with the purified air in this way (11) can be discharged to the environment.
The invention further relates to a stationary biofilter (symbiofilter) for disposing of the washing water (8) of the vehicle (1) with a device for air purification (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur Luftreinigung sowie einen stationären Biofilter zur Entsorgung des Waschwassers der Vorrichtung.The invention relates to a vehicle with a device for air purification and a stationary biofilter for disposal of the washing water of the device.

Zurzeit erfolgt der Prozess der Luftreinigung normalerweise über mechanische Filtersysteme für Staub oder über sogenannte „grüne Systeme“ für gelöste Stoffe, wie Kohlendioxid oder NO x beziehungsweise Feinstaub. Weltweit tritt in vielen Städten besonders bei Inversionswetterlagen und ungünstigen Geländebedingungen, wie Muldenlagen oder geringem Windaufkommen das Problem einer lokal erhöhten Konzentration von Stickoxiden und Kohlendioxid sowie Feinstaub auf.Currently, the process of air purification is usually done by mechanical dust filtration systems or by so-called "green systems" for solutes such as carbon dioxide or NO x or particulate matter. In many cities, especially in the case of inversion weather conditions and unfavorable terrain conditions, such as depressions or low windfall, the problem of a locally increased concentration of nitrogen oxides and carbon dioxide as well as particulate matter occurs in many cities.

Nach Daten des Umweltbundesamtes hat es seit 1990 in Deutschland nicht in allen Bereichen der Luftverschmutzung ausreichende Fortschritte gegeben. Besonders unbefriedigend stellt sich die Entwicklung bei Ammoniak (NH3) dar. Hier hat es seit 1990 praktisch keine Verbesserung gegeben. Danach folgen NO2, Feinstaub, CO2, und VOC's (volatile organic compounds). Letztere vier Komponenten entstehen vor allem durch ein erhöhtes Verkehrsaufkommen.According to data from the Federal Environment Agency, there has not been sufficient progress in Germany since 1990 in all areas of air pollution. The development of ammonia (NH3) is particularly unsatisfactory. There has been virtually no improvement since 1990. This is followed by NO2, particulate matter, CO2, and VOCs (volatile organic compounds). The latter four components are mainly due to an increased traffic volume.

Feinstaubmessungen haben ergeben, dass die mittlere Verweilzeit der Schadstoffe an einem Ort mehr als einen Tag, also mehr als 24 Stunden, betragen kann. Schadstoffe auf der Straße akkumulieren also bei bestimmten Wetterlagen. Es muss daher davon ausgegangen werden, dass weit höhere Konzentrationen vorliegen, als sie von den Messtellen tatsächlich erfasst werden, also zum Beispiel für NO2 statt 200µg/m³ Werte im mg/m³-Bereich.Particulate matter measurements have shown that the mean residence time of the pollutants in one place can be more than one day, ie more than 24 hours. Pollutants on the road accumulate so in certain weather conditions. It must be assumed, therefore, that much higher concentrations are present when they are actually recorded by the measuring points, so for example NO2 instead of 200 ug / ^m3 values in mg / m ³ range.

Folglich wäre es falsch, die Stadtluft zu reinigen, nachdem sich die Schadstoffe bereits durch Verdünnung ausgebreitet haben.Consequently, it would be wrong to clean the city air after the pollutants have already spread by dilution.

Bekannt sind bisher lediglich Reinigungsfahrzeuge für die Straßenreinigung, die Schmutz und Luft ansaugen und den Schmutz in mindestens einem Tank im Fahrzeuginneren abscheiden. Ein derartiges, mit zwei Tanks ausgestattetes Reinigungsfahrzeug geht beispielsweise aus der DE 20 2007 013 627 U1 oder aus der EP 0 452 979 B1 hervor.So far only cleaning vehicles for street cleaning are known which suck in dirt and air and deposit the dirt in at least one tank in the vehicle interior. Such, equipped with two tanks cleaning vehicle, for example, from the DE 20 2007 013 627 U1 or from the EP 0 452 979 B1 out.

Die US 4 885 817 A befasst sich ebenfalls mit einem solchen Spezialfahrzeug zur Straßenreinigung, bei dem eine Nassabscheidung von Staubpartikeln vorgesehen ist.The US 4,885,817 A also deals with such a special road cleaning vehicle, in which a wet separation of dust particles is provided.

Ferner beschreibt die DE 2 836 964 A1 ein Nassfilter, das zur Reinigung von Staub- und schadgashaltiger Luft eine Waschstrecke, einen Wasserkasten und eine Wasserpumpe aufweist.Furthermore, the describes DE 2 836 964 A1 a wet filter, which has a washing section, a water tank and a water pump for cleaning dust and harmful gas-containing air.

Eine Vorrichtung zur Nassabscheidung von Partikeln aus einem Gasstrom mit einer Düseneinheit geht darüber hinaus aus der DE 20 2017 104 076 U1 hervor.A device for the wet separation of particles from a gas stream with a nozzle unit also goes out of the DE 20 2017 104 076 U1 out.

Aus der DE 20 2008 009 666 U1 ist es auch bekannt, zur Luftreinigung eine flüssige Mischung aus Enzymen und Bakterien zu verwenden, die auf ein Trägermaterial aufgebracht ist.From the DE 20 2008 009 666 U1 It is also known to use for air purification, a liquid mixture of enzymes and bacteria, which is applied to a carrier material.

Die DE 295 403 425 U1 beschreibt darüber hinaus ein Luftfilter für Fahrzeuge, der mit Pflanzen bestückt ist.The DE 295 403 425 U1 also describes an air filter for vehicles, which is equipped with plants.

Die Verwendung eines Biofilters mit Algen beziehungsweise Lemna wird in dem Schutzrecht DE 20 2015 005 392 U1 beschrieben.The use of a biofilter with algae or Lemna is in the protective right DE 20 2015 005 392 U1 described.

Ganz allgemein ist es darüber hinaus zum Beispiel aus der WO 2014/13152 A1 bekannt, bei Wasserlinsen-Kulturflächen zumindest einen Anteil ihres Kulturflächenbesatzes abzuernten und die geerntete Biomasse zu trocknen, um sie in einem Durchleitfilter als Filtersubstrat für Gülle einzusetzen. Dabei wird das Wasser von einer Wanne zur nächsten Wanne weitergeleitet und während dieses Prozesses gereinigt.In general, it is beyond, for example, from the WO 2014/13152 A1 it is known to harvest at least a portion of their cultivated area stock in duckweed cultivated areas and to dry the harvested biomass in order to use them in a pass-through filter as a filter substrate for liquid manure. The water is passed from one tub to the next tub and cleaned during this process.

Der Erfindung liegt die technische Problemstellung zugrunde, eine Möglichkeit der effizienten Luftreinigung zu schaffen, die unmittelbar dort erfolgt, wo die Verunreinigung entsteht. Darüber hinaus sollte die Entsorgung der Schadstoffe möglichst auf biologischem Wege und nachhaltig gewährleistet sein.The invention is based on the technical problem to provide a way of efficient air purification, which takes place directly where the contamination arises. In addition, the disposal of pollutants should be ensured as possible biological and sustainable.

Die Erfindung löst diese Problemstellung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche 1 und 11.The invention solves this problem with the features of the independent claims 1 and 11.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der sich jeweils anschließenden Unteransprüche.Further embodiments of the invention are the subject of each subsequent sub-claims.

Aus der verhältnismäßig langen Verweilzeit verunreinigter Luft an einem Ort, die, wie bereits ausgeführt wurde, mehr als 24 Stunden betragen kann, ergibt sich der allgemeine, erfindungsgemäße Lösungsansatz, ein mobiles System einzusetzen, das beispielsweise Bestandteil eines am Straßenverkehr teilnehmenden Fahrzeugs ist. Das System nutzt dabei die Fotosynthese, bei der die Elemente C und N in Biomasse umgesetzt werden. Dies geschieht mit erhöhter, nachprüfbarer Effizienz, in dem die schadstoffreiche Luft in das System aufgenommen wird, wobei der Volumenstrom messbar und einstellbar ist.From the relatively long residence time of contaminated air in a location, which, as already stated, can be more than 24 hours, results in the general, inventive approach to use a mobile system that is, for example, part of a participating in road vehicle. The system uses photosynthesis, in which elements C and N are converted into biomass. This is done with increased, verifiable efficiency, in which the pollutant-rich air is absorbed into the system, whereby the volume flow is measurable and adjustable.

In zwei weiteren Stufen wird zunächst die Luft in dem System gewaschen, indem die gelösten Schadstoffe in das Waschwasser überführt werden. Das Waschwasser wird in einem Tank gesammelt, angereichert und abschließend in einem stationären Biofilter in Biomasse überführt. Die dadurch erzeugte Biomasse ist hochwertig und kann beispielsweise als Futtermittel verwertet werden. In two further stages, first the air in the system is washed by transferring the dissolved pollutants into the wash water. The wash water is collected in a tank, enriched and finally converted into biomass in a stationary biofilter. The resulting biomass is of high quality and can be used, for example, as feed.

Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug zur Luftreinigung weist dementsprechend einen Lufteinlass für die verunreinigte Luft auf. Der Eintritt der Luft erfolgt insbesondere, jedoch nicht zwangsläufig ausschließlich, durch den Fahrtwind in einen Luftkanal. Dieser Luftkanal ist bevorzugt trichterförmig ausgeführt, wobei der Öffnungsquerschnitt über die größten Abmessungen verfügt und sich der Luftkanal, in Strömungsrichtung betrachtet, verjüngt. An seinem dem Einlass gegenüberliegenden Ende weist der Luftkanal zudem einen Kompressor oder Ventilator auf. Dieser wirkt unterstützend für den Staudruck der zugeführten Luft. Im Anschluss an die Lufteinleitung in den Luftkanal erfolgt die Führung der Luft durch mehrere Wäscher, die in Reihe, einander folgend oder parallel zueinander angeordnet sein können. Die Wäscher enthalten mit Mikroalgen versetztes Wasser, das so bezeichnete „Waschwasser“. In den Wäschern wird dieses Waschwasser beispielsweise über feine Kegeldüsen innerhalb eines Kreislaufes umgepumpt.An inventive vehicle for air purification has accordingly an air inlet for the contaminated air. The entry of the air takes place in particular, but not necessarily exclusively, by the airstream in an air duct. This air duct is preferably designed funnel-shaped, wherein the opening cross-section has the largest dimensions and the air duct, viewed in the flow direction, tapers. At its opposite end of the inlet, the air duct also has a compressor or fan. This supports the back pressure of the supplied air. Following the introduction of air into the air duct, the air is guided through several scrubbers, which can be arranged in series, following each other or parallel to one another. The scrubbers contain mixed with microalgae water, the so-called "wash water". In the scrubbers, this wash water is circulated, for example via fine conical nozzles within a cycle.

Letztlich wird das Waschwasser in einen Tank oder Vorratstank überführt, aus dem das Waschwasser an die Wäscher zurückgeführt wird, sodass es in einem Kreislauf geführt ist. Am Ende des Reinigungsprozesses erfolgt die Abgabe der gereinigten Luft („Reinluft“) an die Umgebung.Finally, the wash water is transferred to a tank or storage tank from which the wash water is returned to the scrubber so that it is circulated. At the end of the cleaning process, the purified air ("clean air") is released to the environment.

Sämtliche Komponenten sind dabei aus transparentem Material gefertigt, um die im Waschwasser enthaltenen Mikroalgen bei der Fotosynthese zu unterstützen. Alternativ hierzu kann auch eine Beleuchtung in den Wäschern vorgesehen werden, die diese Fotosynthese fördert, die also insbesondere ausreichend UV-Anteile aufweist.All components are made of transparent material to support the microalgae contained in the washing water in the photosynthesis. Alternatively, a lighting can be provided in the scrubbers, which promotes this photosynthesis, which therefore in particular has sufficient UV components.

Die Wäscher sind zudem bevorzugt als Leichtbaukonstruktion ausgeführt, um Gewicht zu sparen.The scrubbers are also preferably designed as a lightweight construction to save weight.

Für das Fahrzeug ist sinnvollerweise ein Elektroantrieb vorgesehen.For the vehicle, an electric drive is usefully provided.

Bei einem pH-Wert <6,0 gilt das Waschwasser im Tank als gesättigt und wird in ein offenes Becken entleert, das mit Wasserpflanzen bestückt ist und erntefähige Biomasse aus den Schadstoffen Kohlenstoff und Stickstoff erzeugt. Das Becken oder Depot kann dabei ein Fassungsvermögen von beispielsweise >100 m³ Volumen aufweisen. Zum Beispiel können in dem Becken Wasserlinsen (Lemna) zum Einsatz kommen, die eine weitere Nährstoffverwertung gewährleisten. Die Wasserlinsen können zusammen mit Mikroalgen, die an den Wurzeln der Wasserlinsen andocken, mechanisch geerntet und einer hochwertigen Verwendung zugeführt werden. Mit der Erfindung ist auf diese Weise insgesamt eine Nachhaltigkeit gewährleistet.At a pH <6.0, the wash water in the tank is considered to be saturated and is discharged into an open basin, which is stocked with aquatic plants and produces harvestable biomass from the pollutants carbon and nitrogen. The basin or depot can have a capacity of, for example,> 100 m ³ volume. For example, duckweed (Lemna) can be used in the pelvis to ensure further nutrient utilization. The duckweed can be mechanically harvested together with microalgae, which dock at the roots of the duckweed, and be used for high-quality use. With the invention, overall sustainability is ensured in this way.

Die Erfindung betrifft allgemein ein mobiles Reinigungssystem, das in ein straßentaugliches Fahrzeug integrierbar ist. Ein mobiles System hat den Vorteil, dass es energetisch günstiger ist, als rein stationäre Anlagen, weil die verunreinigte Luft dort „abgeholt“ wird, wo sie entsteht oder „steht“. Das System erfasst dabei sowohl Teilchen (Feinstaub, Staub), als auch gelöste Stoffe und chemische Verbindungen der eingangs genannten Art. Zudem erzeugt die Verwendung des Waschwassers eine als angenehm empfundene Feuchtigkeit in der gereinigten Luft. Das Grundprinzip der Erfindung besteht folglich darin, aus Schadstoffen, wie NO2 oder CO2, Nährstoffe zu erzeugen.The invention relates generally to a mobile cleaning system that can be integrated into a roadworthy vehicle. A mobile system has the advantage that it is energetically more favorable than purely stationary systems, because the polluted air is "picked up" where it arises or "stands". The system detects both particles (particulate matter, dust), as well as dissolved substances and chemical compounds of the type mentioned. In addition, the use of wash water creates a perceived as pleasant moisture in the purified air. The basic principle of the invention is therefore to produce nutrients from pollutants such as NO2 or CO2.

Als Beispiel für den Einlass der Luft am Fahrzeug kann beispielsweise eine Fläche von A = 1 m² vorgesehen werden. Die Luftgeschwindigkeit kann v = 10 m/s betragen, sodass dV/dt = 10 m³/s beträgt.For example, an area of A = 1 m ² can be provided as an example of the intake of the air at the vehicle. The air velocity can be v = 10 m / s, so that dV / dt = 10 m ³ / s.

Bei einer Sammelfläche an der Fahrzeugfront von 2m² und einer Geschwindigkeit von 36 km/h =10m/s werden unter Mitwirkung des Staudrucks 20m³/s oder 72000m³/h Schmutzluft eingesogen.With a collecting surface at the front of the vehicle of 2m ² and a speed of 36 km / h = 10m / s, 20m ³ / s or 72000m ³ / h of dirty air are sucked in with the cooperation of the dynamic pressure.

Messungen an einem Wäscherprototypen haben folgende Wirkungsgrade für die einzelnen Komponenten ergeben: Für CO2: -60% Für NOx: -50% Für Feinstaub: -60% Für VOC: -80% Für NH3: -50%. Measurements on a scrubber prototype have yielded the following efficiencies for the individual components: For CO2: -60% For NOx: -50% For fine dust: -60% For VOC: -80% For NH3: -50%.

Diese Werte wurden mit reinem Wasser als Waschwasser erzielt. Gezielte Zusätze von Mikroalgen führen zu verbesserten Werten. Obige Zahlen beziehen sich auf einstufige Wäscher im Gegenstromverfahren. Sollten höhere Reinigungswerte erwünscht sein, können zwei- oder mehrstufige Wäscher zum Einsatz kommen, mit denen zum Beispiel bei CO2 Werte von -84% erreichbar sind.These values were obtained with pure water as washing water. Targeted additions of microalgae lead to improved values. The above figures refer to single-stage scrubbers in countercurrent process. If higher cleaning values are required, two- or multi-stage scrubbers can be used, with which, for example, CO2 levels of -84% can be achieved.

Das aufkonzentrierte Waschwasser stellt im Prinzip ein stark belastetes Regenwasser dar, wie es nach langen Trockenperioden auftritt. Es enthält wichtige Nährstoffe für Pflanzen, wie NO3, NH4, HCO3, die Elemente N und C. Diese Elemente beziehungsweise chemischen Verbindungen sind auch essentielle Bestandteile von Pflanzendüngern und stellen für ein Klärwerk kein Problem dar. Das Waschwasser wird dem Symbiofilter zugeführt. Dieser stellt eine Art technisch kompaktes Pflanzenklärwerk dar. Die stationären Biofilter könnten beispielsweise in Klärwerken oder auf Bauernhöfen, Tierställen (Quellen für NH3) betrieben werden und die ursprünglichen Schadstoffe aus der Stadtluft zum Beispiel in Futtermittel einbringen.The concentrated wash water is in principle a heavily contaminated rainwater, as it occurs after long periods of drought. It contains important nutrients for plants, such as NO3, NH4, HCO3, the elements N and C. These elements or chemical compounds are also essential components of plant fertilizers and are no problem for a sewage treatment plant. The washing water is supplied to the symbiofilter. The stationary biofilter could, for example, be operated in sewage treatment plants or on farms, animal stables (sources for NH3) and introduce the original pollutants from urban air, for example, into animal feed.

NO2 ist ein giftiges, bräunlich gefärbtes Gas, das bei Verbrennungsprozessen bei hohen Temperaturen entsteht. Bei niedriger Temperatur neigt es zur Dimerisation unter Bildung von N2O4. Letzteres geht bei -11° C in einen festen Aggregatzustand über.NO2 is a toxic, brownish-colored gas that is produced during combustion processes at high temperatures. At low temperature, it tends to dimerize to form N2O4. The latter changes to a solid state of aggregation at -11 ° C.

Um die Effizienz des Wäschers zu steigern, kann daher in Strömungsrichtung betrachtet, vor dem Wäscher eine Kühlfalle installiert werden, bei der sich festes N2O4 aus dem Gasstrom an der Kühlfläche (<-11° C) abscheidet. Dieser Feststoff wird nach einer Fahrt mechanisch abgesammelt und einer chemischen Verarbeitung mit Hilfe von AdBlue (Harnstoff) oder Ammoniak zugeführt. Dies geschieht bei höheren Temperaturen, aber nun bei kleinen Gasmengen. Das ist ein energetischer Vorteil gegenüber der direkten Anwendung auf die verunreinigte Stadtluft mit Konzentrationen im Bereich ppb oder µg/m³. in diesem Fall würde man eine riesige Gasmenge in der Größenordnung von 100 m³ auf die hohe Temperatur bringen müssen und überwiegend Abwärme produzieren.In order to increase the efficiency of the scrubber, it is therefore possible to install a cold trap in front of the scrubber, where solid N2O4 separates from the gas flow at the cooling surface (<-11 ° C). This solid is mechanically collected after a journey and fed to a chemical processing using AdBlue (urea) or ammonia. This happens at higher temperatures, but now at small gas volumes. This is an energetic advantage over the direct application to the contaminated city air with concentrations in the range ppb or μg / m ³ . In this case, one would have to bring a huge amount of gas in the order of 100 m ³ to the high temperature and produce predominantly waste heat.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die gezeigten Ausführungsbeispiele stellen dabei keine Einschränkung auf die dargestellten Varianten dar, sondern dienen lediglich der Erläuterung eines Prinzips der Erfindung.The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments shown are not limiting to the variants shown, but merely serve to explain a principle of the invention.

Gleiche oder gleichartige Bauteile werden stets mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. Um die erfindungsgemäße Funktionsweise veranschaulichen zu können, sind in den Figuren nur stark vereinfachte Prinzipdarstellungen gezeigt, bei denen auf die für die Erfindung nicht wesentlichen Bauteile verzichtet wurde. Dies bedeutet jedoch nicht, dass derartige Bauteile bei einer erfindungsgemäßen Lösung nicht vorhanden sind.Identical or similar components are always denoted by the same reference numerals. In order to be able to illustrate the mode of operation according to the invention, only greatly simplified schematic representations are shown in the figures, in which the components which are not essential to the invention have been dispensed with. However, this does not mean that such components are not present in a solution according to the invention.

Es zeigt:

1: ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur Luftreinigung,
2: ein Prinzipschaltbild der Funktionsweise einer ersten Ausführungsvariante einer Vorrichtung zur Luftreinigung und
3: ein Prinzipschaltbild der Funktionsweise einer weiteren Ausführungsvariante einer Vorrichtung zur Luftreinigung.

It shows:

1 : a vehicle with a device for air purification,
2 : A block diagram of the operation of a first embodiment of a device for air purification and
3 : A schematic diagram of the operation of another embodiment of a device for air purification.

In der Darstellung der 1 wird ein Fahrzeug 1 mit einer Vorrichtung zur Luftreinigung 2 gezeigt, die frontseitig des Fahrzeugs 1 einen Lufteinlass 4 aufweist, sodass die schadstoffreiche Luft 5 während der Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs 1 über den Lufteinlass 4 in einen sich hieran anschließenden Luftkanal 3 eindringt und von diesem durch mehrere Wäscher 9 geführt wird. Der Luftkanal 3 ist dabei trichterförmig ausgeführt, was bedeutet, dass der Öffnungsquerschnitt des Lufteinlasses 4 die größten Abmessungen aufweist und sich der Luftkanal 3, in Strömungsrichtung der einströmenden Luft 5 betrachtet, verjüngt. Bei der Ausführungsvariante in 1 sind die Wäscher 9 in einer Reihe, also einander folgend angeordnet. Das Waschwasser 8 in den Wäschern 9 enthält hier Mikroalgen, die in der Lage sind, die schadstoffhaltige Luft 5 zu reinigen. Nach dem Durchlaufen sämtlicher Wäscher 9 wird das Waschwasser 8 in einen Tank 10 überführt, wobei die Wäscher 9 und der Tank 10 einen Kreislauf bilden, sodass das Waschwasser 8 von dem Tank 10 in mindestens einen, bevorzugt in den ersten der vorhandenen Wäscher 9, zurückgepumpt wird. Das Reinigungsverfahren ist abgeschlossen, wenn keine Schadstoffe mehr in der ursprünglich schadstoffreichen Luft 5 vorhanden sind, sodass gereinigte Luft 11 an die Umgebung abgegeben werden kann. Die gesamte Vorrichtung zur Luftreinigung ist bei dem in 1 gezeigten Beispiel auf einem Lkw installiert und befindet sich überwiegend unmittelbar hinter dem Fahrerhaus. Damit steht das für die Beladung des Lkw erforderliche Chassis 14 weiterhin nahezu uneingeschränkt zur Verfügung.In the presentation of the 1 becomes a vehicle 1 with a device for air purification 2 shown the front of the vehicle 1 an air inlet 4 so that the pollutant-rich air 5 during the forward movement of the vehicle 1 over the air intake 4 in a subsequent air duct 3 penetrates and from this by several scrubbers 9 to be led. The air duct 3 is designed funnel-shaped, which means that the opening cross-section of the air inlet 4 has the largest dimensions and the air duct 3 , in flow direction of the incoming air 5 considered, rejuvenated. In the embodiment in 1 are the scrubbers 9 in a row, so arranged following each other. The washing water 8th in the scrubbers 9 contains here microalgae, which are able to pollute the air 5 to clean. After passing through all scrubbers 9 becomes the washing water 8th in a tank 10 convicted, with the scrubbers 9 and the tank 10 make a circuit so that the wash water 8th from the tank 10 in at least one, preferably in the first of the existing scrubbers 9 , is pumped back. The cleaning process is completed when no more pollutants in the originally pollutant-rich air 5 are present, so purified air 11 can be delivered to the environment. The entire device for air purification is in the in 1 example installed on a truck and is located mainly directly behind the cab. Thus stands the chassis required for loading the truck 14 continue to be available almost unrestrictedly.

Aus der Darstellung in 2 geht ein Prinzipschaltbild der Funktionsweise einer ersten Ausführungsvariante einer Vorrichtung zur Luftreinigung 2 hervor, wie sie beispielsweise auf einem Fahrzeug 1 angeordnet sein kann, dessen Aufbau im Zusammenhang mit der Beschreibung der 1 bereits erläutert wurde. Von links beginnend ist zunächst einmal ein Luftstrom 7 vorhanden, der beispielsweise durch die Fortbewegung des Fahrzeugs 1 entsteht und schadstoffreiche Luft 5 enthält. In der 2 ist dieser Luftstrom 7 durch einen Pfeil symbolisiert. Der Luftstrom 7 der schadstoffreichen Luft 5 dringt über den Lufteinlass 4 in den sich, in Strömungsrichtung des Luftstromes 7 betrachtet, verjüngenden Luftkanal 3 ein, wobei sich bei dem dargestellten Beispiel am Ende des Luftkanals 3 ein Kompressor oder Ventilator 6 befindet, um den Luftstrom 7 insgesamt zu beschleunigen und mit einem Druck zu beaufschlagen. Im Anschluss hieran wird die schadstoffreiche Luft 5 in einen ersten und anschließend durch weitere Wäscher 9 geleitet, wobei in jedem der vorhandenen Wäscher 9 mit Mikroalgen angereichertes Waschwasser 8 vorhanden ist. Durch dieses spezielle Waschwasser 8 erfolgt die stufenweise Reinigung der schadstoffreichen Luft 5. In einem Tank 10 befindet sich ebenfalls das Waschwasser 8, das durch den Reinigungsprozess in zunehmendem Maße mit Schadstoffen angereichert wird. Bei dem dargestellten Beispiel handelt es sich um einen Kreislauf, bei dem das Waschwasser 8 über die Rückführungsleitung 15 aus dem Tank 10 in den ersten der vorhandenen Wäscher 9 zurückgeführt wird. Dieser Prozess läuft so lange ab, bis die in dem Tank 10 vorhandene Messeinrichtung 13 zur Bestimmung des pH-Wertes des Waschwassers 8 einen höchstzulässigen Schwellwert anzeigt. Bei Erreichen des Schwellwertes wird eine Entsorgung des damit verbrauchten und eine Erneuerung des Waschwassers 8 erforderlich. Die Abgabe der gereinigten Luft 11 an die Umgebung ist in dem Prinzipschaltbild der 2 ebenfalls durch einen Pfeil symbolisiert.From the illustration in 2 is a block diagram of the operation of a first embodiment of a device for air purification 2 as they do on a vehicle, for example 1 may be arranged, the structure of which is related to the description of the 1 has already been explained. Starting from the left is initially an air flow 7 present, for example, by the locomotion of the vehicle 1 arises and polluted air 5 contains. In the 2 is this airflow 7 symbolized by an arrow. The airflow 7 the pollutant-rich air 5 penetrates the air intake 4 in the, in the flow direction of the air flow 7 considered, rejuvenating air duct 3 a, wherein in the illustrated example at the end of the air duct 3 a compressor or fan 6 located to the airflow 7 accelerate overall and apply pressure. This is followed by the pollutant-rich air 5 in a first and then by further scrubber 9 headed, in each of the existing scrubber 9 Microalgae-enriched wash water 8th is available. Through this special wash water 8th the step-by-step cleaning of the pollutant-rich air takes place 5 , In a tank 10 is also the washing water 8th , which is increasingly enriched by the cleaning process with pollutants. In the example shown is a cycle in which the wash water 8th via the return line 15 from the tank 10 in the first of the existing scrubbers 9 is returned. This process continues until the tank is in the tank 10 existing measuring device 13 for determining the pH of the wash water 8th indicates a maximum threshold. Upon reaching the threshold, a disposal of the thus consumed and a renewal of the wash water 8th required. The delivery of purified air 11 to the environment is in the schematic diagram of the 2 also symbolized by an arrow.

Die 3 zeigt schließlich ein Prinzipschaltbild der Funktionsweise einer weiteren Ausführungsvariante einer Vorrichtung zur Luftreinigung 2, bei der im Unterschied zu der Ausführung gemäß 2 die Abgase eines Fahrzeugs 1 unmittelbar in einen Wäscher 9 geleitet werden. Zur Beschleunigung der Luftströmung ist ein Kompressor 6 vorhanden. Der Wäscher 9 weist in seinem Innenraum eine Vielzahl Kegeldüsen 12 auf, über die das Waschwasser 8 ausgebracht wird und dabei die Schadstoffe aus der schadstoffreichen Luft 5 in das Waschwasser 8 überführt. Im unteren Teil des Wäschers 9 ist ein Überlauf 16 vorhanden, der dazu dient, dass angereicherte Waschwasser in den Tank 10 zu überführen. Auch hierbei weist der Tank 10 eine Messeinrichtung 13 zur Bestimmung des pH-Wertes des Waschwassers 8 auf. Mittels einer Pumpe 17 wird über die Rückführungsleitung 15 das Waschwasser im Sinne eines Kreislaufes in den Wäscher 9 zurückgepumpt. Den Abschluss des Verfahrens bildet hierbei die gereinigte Luft 11, die über die Abführungsleitung 18 an die Umgebung abgegeben wird und in der Darstellung der 3 ebenfalls durch einen Pfeil 11 symbolisiert ist. Die in der 3 gezeigte Variante einer Vorrichtung zur Luftreinigung 2 ist ebenfalls als Bestandteil eines Fahrzeugs 1 ausgeführt. The 3 finally shows a schematic diagram of the operation of another embodiment of a device for air purification 2 , in contrast to the execution according to 2 the exhaust gases of a vehicle 1 immediately into a scrubber 9 be directed. To accelerate the air flow is a compressor 6 available. The scrubber 9 has in its interior a variety of cone nozzles 12 on, over which the wash water 8th and pollutants from the pollutant-rich air 5 in the wash water 8th transferred. In the lower part of the scrubber 9 is an overflow 16 present, which serves to enriched wash water in the tank 10 to convict. Again, the tank points 10 a measuring device 13 for determining the pH of the wash water 8th on. By means of a pump 17 is via the return line 15 the washing water in the sense of a cycle in the scrubber 9 pumped back. The process is completed by the purified air 11 passing through the discharge line 18 is delivered to the environment and in the representation of 3 also by an arrow 11 is symbolized. The in the 3 shown variant of a device for air purification 2 is also part of a vehicle 1 executed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Fahrzeugvehicle
22: Vorrichtung zur LuftreinigungDevice for air purification
33: Luftkanalair duct
44: Lufteinlassair intake
55: schadstoffreiche Luftpollutant-rich air
66: Kompressor oder VentilatorCompressor or fan
77: Luftstromairflow
88th: Waschwasserwash water
99: Wäscherwasher
1010: Tanktank
1111: gereinigte Luftpurified air
1212: Kegeldüsencone nozzles
1313: Messeinrichtung (für pH-Wert)Measuring device (for pH value)
1414: Chassischassis
1515: RückführungsleitungReturn line
1616: Überlaufoverflow
1717: Pumpepump
1818: Abführungsleitungdischarge line

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202007013627 U1 [0006]
EP 0452979 B1 [0006]
US 4885817 A [0007]
DE 2836964 A1 [0008]
DE 202017104076 U1 [0009]
DE 202008009666 U1 [0010]
DE 295403425 U1 [0011]
DE 202015005392 U1 [0012]
WO 2014/13152 Al [0013]

Claims

Vehicle (1) having a device for air purification (2), characterized in that the device for air purification (2) comprises: an air duct (3) with an air inlet (4), via which the pollutant-rich air (5) into the air duct (3) inflowing or sucking in, a compressor or fan (6) at the inlet end of the air channel (3) for producing a pressurized air stream (7), several scrubbers (9) filled with washing water (8) ), which are flowed through for the purification of air from the high-polluted air (5) in succession, a tank (10) for receiving the washing water (8), wherein the scrubber (9) and the tank (10) form a circuit, so that washing water (8 ) is pumped back from the tank (10) in at least one of the scrubber (9), wherein the purified in this way air (11) can be discharged to the environment.

Vehicle after Claim 1 , characterized in that the return of the washing water (8) from the tank (10) in the first, the air duct (3) downstream in the flow direction scrubber (9).

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the air duct (3) is funnel-shaped, wherein the opening cross section of the air inlet (4) has the largest dimensions, so that the air duct (3), in the flow direction of the incoming air (5) considered, rejuvenated.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the scrubbers (9) in series, ie viewed in the flow direction of the air (5), are arranged following one another or parallel to one another.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the washing water (8) in the scrubbers (9) contains microalgae.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the scrubbers (9) have conical nozzles (12) through which the washing water (8) is circulated during the cleaning process within the scrubber (9).

Vehicle after Claim 5 or 6 , characterized in that the scrubbers (9) and / or the tank (10) for promoting the photosynthesis of the microalgae consist of transparent material or have illumination.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the vehicle (1) has an electric drive.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the tank (10) has a measuring device (13) for checking the pH.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that considered in the flow direction of the high-polluted air (5), in front of at least one of the scrubbers (9) in addition a cold trap for the deposition of N2O4, which passes at <-11 ° C in the solid state , is arranged.

Stationary biofilter (symbiofilter) for disposing of the washing water (8) of the vehicle (1) with a device for air purification (2) according to one of the preceding claims, characterized in that at a pH of the wash water (8) of pH <6 this is convertible into the designed as a container biofilter.

Stationary biofilter after Claim 11 , characterized in that contained in the container water plants for the production of harvestable biomass from the pollutants contained in the washing water (8).

Stationary biofilter after one of Claims 11 or 12 , characterized in that the basin has a capacity of at least 100 m ³ .

Stationary biofilter after one of Claims 11 to 13 , characterized in that the aquatic plants in the basin are duckweed (Lemna).

Stationary biofilter after one of Claims 11 to 14 , characterized in that the duckweed in the basin are combined with microalgae that dock at the roots of duckweed.