DE112008004043T5

DE112008004043T5 - Verfahren und Systeme der Gesamteinfang und Verwertung von gebrauchten organischen und anorganischen Materie von selbsterhaltenden menschlichen Siedlungen

Info

Publication number: DE112008004043T5
Application number: DE112008004043T
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-09-10
Filing date: 2008-10-24
Publication date: 2013-03-21
Also published as: WO2009034365A4; WO2009034365A1; GB2460982B; GB2460982A; GB0917964D0

Abstract

Systeme die eine globale Gesamt-Wiederverwertung benutzter organischer und anorganischer Materie ermöglichen und damit einen erheblichen Beitrag zur Beseitigung der heutigen Umweltverschmutzungsprobleme leisten und die weiterhin die Realisierung von selbsterhaltenden menschlichen Siedlungen in zuvor unbewohnbaren Arealen der Erde ermöglichen. Inhalt dieser Veröffentlichung ist die Kombination von miteinander verbundenen innovativen Technologien, die eine Realisierung von selbsterhaltenden (autonomen) menschlichen Gemeinschaften ermöglicht, die zum größten Teil unabhängig von Fremdenergie- und Trinkwasser-Zulieferungen sind und das mit einer NULL-Flüssigkeitsemission in die Umwelt. Die hier dargestellte Vision ist eine dauerhafte Lösung der globalen Klimaänderungsprobleme und der existierenden Umweltverschmutzungsprobleme. Basis dieser Lösung kurz gefasst: Zyklische fotosynthetische Kohlenstoff-Auffang-Systeme mit angeschlossenen Flüssigkeits-Recycling-Systemen zur Flüssigkeits- und Feststoff Rückgewinnung. Schematische Abbildungen verdeutlichen die Grund-Prinzipien der hier vorliegenden Erfindung: Kohlenstoffabgase aus konventionellen Kraftwerken und anderen Verbrennungsprozessen werden durch Fotosynthese-Technik in Kohlehydrate und Kohlenwasserstoff konvertiert, wobei eine Emissionen von Treibhausgasen in die Atmosphäre eliminiert wird.

Description

Innovative Flüssigkeits-Reinigungssysteme werden eingesetzt, die ein Langzeit-Recycling und die Wiederverwendung von Fotosyntheseflüssigkeiten bei der Kraftstromerzeugung und allen Flüssigkeiten innerhalb menschlicher Lebensräume sicherstellen.
Wir alle sind Zeitzeugen einer Entwicklung in der sich menschliche Siedlungen auf weiten Teilen der Erde auf dem Rückzug befinden und in einigen Gebieten sogar total auflösen. Diese Tendenz ist auf die Auswirkungen des globalen Klimawandels in den betroffenen Gebieten zurückzufahren, die aufgrund mangelnder Frischwasser-Ressourcen immer unwirtschaftlicher werden. Wiederholte Perioden mangelhafter Lebensgrundstoff-Versorgung nehmen in diesen Gebieten ständig zu.
Um diesen Trend umzukehren, sind neue Technologien dringend erforderlich, und um dieses Ziel zu erreichen, müssen Kombinationen von verschiedenen innovativen Technologien verwirklicht und eingesetzt werden:

1. Kraftstromerzeugung auf der Grundlage von Solarenergie mit Auffang und Rückführung von organischen und anorganischen Bestandteilen des Prozesses.
2. Flüssigkeits-Reinigungsanlagen für benutzte Flüssigkeiten in Prozessen der Starkstromerzeugung und deren Langzeitrückführung (re-cycling) und Wiederverwendung in menschlichen Lebensräumen.
3. Verfahren für die wirtschaftliche Entsalzung von Meer und Brackwasser, insbesondere zur Unterstützung menschlicher Lebensräume in ariden Regionen
4. Anlagen, die die Gründung menschlicher Lebensräume unterstützen.

Trotz des derzeitigen Trends „Zurück zur Natur” und die jüngsten Fortschritte von erneuerbaren Energie-Technologien aus nichtfossilen Stoffen, wie z. B. die Energiegewinnung aus Wind, Gezeiten, Wasserkraft, etc., wurde bisher eine Tatsache missachtet:
Die beste, einfachste und erfolgsorientierteste Lösung für die Erzeugung einer umweltfreundlichen Kraftstoffquelle ist die „Technik” der Natur selbst, und zwar die Fotosynthese, die größte „Erfindung” der Natur.
Der in dieser Schrift aufgezeichnete Weg: Einsatz von Fotosynthese mit modernsten technischen Mitteln und eine maßstabgerechte globale Anwendung.
Trotz jahrhundertlanger Forschung und Entwicklung, steckt der heutige Stand der Technik in den Bereichen angewandte Fotosynthese und Flüssigkeitsreinigung immer noch in den Kinderschuhen.
Mit dem heutigen Stand der Technik ist man nicht in der Lage der ständig zunehmenden globalen Umwelt-Verschmutzung und Degradierung der Erdoberfläche, der Wasser- und atmosphärischen Ressourcen eine Ende zu setzen.
Trotz dem seit Kyoto bestehenden großen Interesse an angewandter Fotosynthese aufgrund ihrer außerordentlich effizienten Nutzungsmöglichkeiten von Licht und Nährstoffen bei der Generierung von Biomasse, insbesondere bei der Nutzung von Mikroalgen und Zyanbakterien, sind derzeit wirtschaftlich vertretbare Technologien für Groß-Projekte zur Herstellung von Fotosynthese-Kohlehydrate zum Zweck der Energiegewinnung und großangelegte Flüssigkeits-Reinigungsanlagen im Nano/Mikro-Partikelgrößenbereich von natürlich auftretenden und synthetisierten Flüssigkeiten immer noch nicht vorhanden.
Die einzig gangbare globale Nutzung der Sonnenenergie für zukünftige Generationen ist die Fotosynthese, d. h.: Fixierung von Kohlendioxyd durch sichtbare elektromagnetische Strahlung der Sonne für die Herstellung von Biomasse und somit eine Quelle für die Herstellung von umweltschonenden Kohlenstoffprodukte.
Die Begriffe ”KOHLE-NEUTRAL” und ”BIOKRAFTSTOFFE” kamen kürzlich in Mode um das Konzept der Nutzung von Biomasse als Brennstoff zur Energieerzeugung zu beschreiben, wobei es – so die These – gelingt, das generierte CO₂ wieder in die Atmosphäre zu bringen zur Generierung weiterer Kohlehydrate durch Naturfotosynthese, wodurch ein Gleichgewicht der CO₂-Konzentration in der Atmosphäre beibehalten werden könnte.
Der grundlegende Nachteil dieser Konzeption ist der, dass mit einer immer wachsenden Energie-Nachfrage keine praktikable Kontrollmöglichkeit der absoluten Konzentrationswerte von Treibhausgasen und Wärmeemissionen in der Atmosphäre zu einem bestimmten Zeitpunkt machbar ist. Bei einer fundamentalen Lösung hingegen muss man jederzeit in der Lage sein die absoluten Werte von Treibhausgaskonzentration in der Atmosphäre auf jeden beliebigen Wert bestimmen zu können.
In Anbetracht der bisher nicht aufgeklärten Wertschwankungen in der Vergangenheit, eine Aufklärung welche die einzige Korrekturmöglichkeit dieses Mangels ist, ist die Aufgabe des Die seit langem bestehenden Warnungen vor dem heutigen akuten Mangel von sauberer Luft und sauberem Wasser auf oder in Nähe der Erdoberfläche sind eng mit den derzeitigen Warnungen über der Globalerwärmung verflochten.
Die Lösung besteht aus einer Kombination von miteinander verbundenen innovativen Technologien, die die Realisierung von langfristigen menschlichen Kommunen, die weitgehend unabhängig von extern produzierter Energie- und Trinkwasser-Versorgung sind und das mit einer NULL flüssig-, fest- oder gasförmigen Emissionen in die Umwelt.
DIE ERFINDUNG
Die zentralen Innovationen der Erfindung werden grafisch in den folgenden schematisierten Illustrationen dargestellt:
: Zyklische Fotokraftstromerzeugung mit Kohlenstoff-Auffang und Rückführung.
: Hocheffiziente Fotosynthese Kraftstromgenerierung mit Kohlenstoff-/Wasserstoff-/Sauerstoff-Einfang und Recycling.
: Etagen Fotobioreaktoreinheit.
: Innovatives System für die zyklische Rückführung von Abfällbiomasse aus Haushalt, Landwirtschaft, Gartenbau und animalischer Herkunft
: Festkohlenstoffbetriebener Fotokraftstrom
: MILLER UNIVERSAL FLÜSSIGKEITSREINIGUNG
: Kraftstofferzeugung mit Auffangkohlenstoff
: Kraftstoffstrom aus rückgeführten Kohlehydraten mit Entsalzung von Salzwasser.
: Innovatives System für die Fotoentsalzung von Meerwasser.
: Auffangkasten Landwirtschaft und -Gartenbau
: Evolutionshintergrund des Flüssigkeitsreinigungssystems der Innovation
: Pendelbetriebene (Shuttle) verpackte Betten eines Flüssigkeitsreinigungsapparats.
: Pendelbetriebene blattartige Filterflächen eines Flüssigkeitsreinigungsapparats
: Gegenstrom-Filtermittelregenerierung der Erfindung
: Selbsterhaltende menschliche Siedlungen
: Globale Siedlungen auf der Basis der Herstellung von Trinkwassers aus Seewasser
: Wesentliche ergänzenden Trennungsapparate der Erfindung
: Vergleich mit kommunalen Wasseraufbereitungssystemen
: Anwendungsmöglichkeiten von Flüssigreinigungssystemen der Erfindung
1. Kraftstromerzeugung auf der Grundlage von Solar-Energie mit zyklischem Auffang von organischen und anorganischen Bestandteilen des Prozesses.
Im vergangenen Jahrhundert wurde ein beträchtliches Wissensvolumen aus der Forschung der Fotochemie, insbesondere der Analyse der Reaktionsmechanismen der Fotosynthese, gewonnen.
Dieses Wissen stammt hauptsächlich von Laboratorien und Forschungseinrichtungen. Z. B.: Ein Großvolumen von geistigem Eigentum existiert in Zusammenhang mit der Konstruktion und Arbeitsweise von Laborbioreaktoren und Umgang und Handhabe von Zellkulturen der Fotochemie.
Dieser Wissensstand beeinflusste die jüngsten Forschungen auf dem Gebiet der möglichen Verwendung von Fotosynthese im industriellen Maßstab zur Lösung des globalen Erwärmungsproblems. Hierbei ist allerdings zu beachten, dass eine versuchte Maßstabvergrößerung der Prozesse, d. h. vom Labor direkt zur Industrie-Produktion, viele Schwierigkeiten mit sich brachte.
Fazit:
Nach jahrzehntelanger Forschung und Entwicklung existiert immer noch nicht eine erfolgreich funktionierende Energieerzeugungs-Großanlage auf der Basis von Fotosynthesebiomasse.
Beispiele
US 6667171 (Bayless) beschreibt ein biologiebasiertes CO₂ Absorptionsgerät und eine Methode der Reduzierung von Emissionen aus Fossilbrenneinheiten, bestehend aus schrägliegenden gerahmten Membranen über die Rauchgas und wässrige Nährlösung fließt, auf welchen Fotosyntheseorganismen wie Algen und Zyanbakterien wachsen und auf den Membranenoberflächen haften.
Der Vorschlag war, dass Schichten von Mikroorganismen im Chargenbetrieb durch die Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit aus der Nährlösung entfernt werden sollten. Dieses Konzept ist ein Labormaßstab-Experiment und ist für Anwendungen in Großbetrieben ungeeignet.
In WO2003/094598 (Berzin) wird ein System mit bekannten Fotosynthesegeräten vorgestellt für die Produktion von Biomasse aus Rauchgas von konventionellen Kraftwerken und anderen Verbrennungsprozessen, welche Partikelfestestoffe und Gase (z. B. SOx und NOx) enthalten, die den Wachstum von Biomasse beeinträchtigen Zuerst wird Heißabgas durch gelagerte Nassbiomasse zur Kühlung des Gases und Trocknung der Biomasse gepumpt, wobei, so die Aussage, die Partikelkonzentration des Gases reduziert wird. Das Gas wird dann in Fotobioreaktoren eingeführt, wobei, so wird behauptet, Schadstoffe wie z. B. NOx und CO₂, durch Algen oder andere photosynthetische Organismen entfernt werden.
In einer weiteren Version wird das behandelte Gas mit einer niedrigeren Konzentration von CO₂ und/oder NOx als Rauchgas in die Atmosphäre freigegeben.
Weitere Informationen aus Datenbanken neigen zu der Schlussfolgerung, dass sich diese Technologie immer noch im Frühstadium befindet und dass bei der Entwicklung von biologischen Prozessen und deren maßstabgerechten industriellen Einsatz ein entscheidender Punkt nicht auf der Prioritätsliste steht, und zwar die Aufrechterhaltung einer hohen Stufe von Hygiene und die häufig geforderte Sterilität während des gesamten Prozesses.
Anwendungsbereiche der Erfindung
– veranschaulichen schematisch die Prinzipien der derzeitigen Erfindung, wobei Kohlenstoffabgase aus konventionellen Kraftwerken und anderen Verbrennungsprozessen durch zyklische Fotosyntheseprozesse in Kohlehydrate und danach in Kohlenwasserstoff konvertiert werden und letztendlich als Brennstoff in ein geschlossenes Zyklus-System zurückgeführt wird.
Dadurch wird die Emissionen von Treibhausgasen in die Atmosphäre eliminiert und die Voraussetzung für die Errichtung von dauerhaften selbständigen selbstversorgenden menschlichen Siedlungen geschaffen.
In diesem Prozess wird eine konstante Quantität und das Verhältnis von Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Nährstoffen erfasst und eingehalten, wobei durch das geschlossene Zyklus-System Emissionen in die Umwelt vermieden werden.
Um dieses Ziel zu erreichen, werden hier fortschrittliche Prozesse der Flüssigkeitsreinigung und Wasserentsalzung offenbart, die in den Bereichen der Verbrennung, Landwirtschaft, Gartenbau, Abfallverwertung sowie in allen Produktionsstätten von Biochemikalien, Chemikalien, Nahrungsmittel, Getränke, usw., eingesetzt werden können und in dauerhafte selbsterhaltende menschliche Lebensräume integriert sind.
zeigt ein Zyklussystem der Kraftstromerzeugung auf der Basis von Brennstoffgewinnung durch Photosynthese von Kohlehydraten, und zwar durch die Foto-Fixierung von Kohlenstoff aus Kohlendioxyd im Rauchgas des Kraftstromerzeugers. Dieser zyklische Auffangprozess wird in der nachstehend veranschaulichten Kettenreaktion einer Zyklusabfolge dargestellt: GLUCOSE/METHAN AUFFANG-KRAFTSTROMZYKLUS
, veranschaulichen den kompakten Fotobioreaktor dieser Erfindung. Im Gegensatz zum heutigen Stand der Technik, der auf Chargenbetrieb basiert, ist der Reaktorbetrieb kontinuierlich. Somit wird mit der Methode der Erfindung eine erhebliche Verringerung des Raumbedarfs – verglichen mit den derzeitigen Quadratkilometern der konventionellen Landwirtschafts- oder Hektar-Wasseroberflächen, die für den Biomassewachstumsbedarf von Kraftstationen erforderlich sind – erreicht.
veranschaulicht das Prinzip der erfindungsgemäßen Fotobioreaktoren bestehend aus raumsparenden, aufeinandergestapelten Fotosynthesebatterien.
Beispiel:
Gemäß der Erfindung erzeugt eine Fotosynthesebatterie mit transparentem, temperaturkontrolliertem Raumbedarf von 200 × 100 × 10 m eine Biomasse-Ernte äquivalent zu einer herkömmlichen Teichoberfläche von 1 × 1 Quadratkilometer: ein Verhältnis von 1:50.
Betrieb:
: Heißgas-Emissionen aus einem Kraftwerk werden zuerst mit Koronaemissionen ( ) behandelt, wonach elektrostatisch aufgeladene Partikel durch entgegengeladene pendelgetriebene verpackte Betten ( ) entfernt werden Gereinigtes gekühltes CO₂-Gas wird unter Druck in Säbehälter gepumpt.
Die besäte und begaste Nährflüssigkeit wird kontinuierlich durch den Fotobioreaktor zu Lagertanks gepumpt, in welchen die Biomasseernte als Schicht abgesetzt wird.
Geklärte Nährflüssigkeit wird zu den Säbehältern zurückgeführt.
Die abgesetzte Biomasse wird nach Enzymverflüssigung (Hydrolyse) durch anaerobe Digestion in Methan und Kohlendioxyde umgesetzt.
Methan wird nach Reinigung zusammen mit dem von der Fotosynthese zurückgeführten Sauerstoff dem Kraftstromgenerator als Brennstoff zugeführt.
: Bei einem identischen Fotosyntheseprozess wird enzymverflüssigte Biomasse in anaeroben Gärbehältern in Alkohol umgesetzt, wobei Kohlendioxyd ausgestoßen wird.
Betrieb:
Die geklärte obenliegende Schicht im Gärbehälter mit einer Alkoholkonzentration von +10% wird Destillationsanlagen zugeführt. Nach der Destillation wird gereinigter, hochprozentiger Ethylalkohol zusammen mit dem Sauerstoff aus dem Fotobioreaktor als Brennstoff dem Kraftstromgenerator zugeführt. Hefe im Gärbehälter wird durch Sedimentation abgesetzt, wobei das freigesetzte Kohlendioxyd nach Reinigung dem Fotobioreaktor zugeführt wird.
Konstante Quantität und Verhältnis von Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff und Nährstoffe werden unter sterilen Bedingungen erfasst und verwertet, wobei ein geschlossener Kohlenstoff-Auffang und -rückführung mit NULL Emissionen in die Umwelt gemäß den folgenden chemischen Zyklusreaktionen erreicht wird.
Vorteile des AUFFANG-GLUCOSE-ALKOHOL KRAFTSTOFFZYKLUS:

• Minimale Gefahr der Kontamination durch schädliche fremde Mikroorganismen in der Nährlösung des Auffang-Zyklusprozesses und die Möglichkeit der Umwandlung von Kohlenhydraten zu Kohlenwasserstoff in Stunden anstelle von Tagen oder Wochen,
• Die erhöhten Verbrennungstemperaturen bei der Verbrennung von Ethanol mit Sauerstoff,
• Eine Verbrennungseffizienz von +60%, die, verglichen mit herkömmlichen Kraftwerken, welche mit Fossil-Brennstoff arbeiten, eine ungefähre Wertsteigerung von bis zu 100% erreichen kann.
• Die gasförmigen Produkte der Verbrennung erfordern keine oder nur minimale Reinigung.

zeigt die vorzugsweise Anordnung von gestapelten Foto-Batterien der Erfindung. Eine Batterie besteht aus gestapelten Schichten von transparenten serpentinartigen Rohrleitungen mit unterer Zufuhr- und oberer Ausfuhrsammelleitung, wobei sich das gesamte Leitungsbündel in einem transparenten oder innenspiegelnden Gehäuse befindet.
Die Konzeption der einzelnen Batterien ermöglicht eine einfache und zeitsparende Demontage für Wartungsarbeiten.
Die Einrichtung ist konzipiert für die Aufnahme von lichtemittierenden Elementen zwischen den einzelnen Rohren, die vorzugsweise Licht mit Wellenlängen von 400–700 nm (Nanometer) erzeugen.
Die entsprechende Mittel sind vorhanden (z. B. Pumpen) um positiven Druck in den flüssigen Phasen des Systems während des Betriebs zu erzeugen.
Die emittierten Gase in den einzelnen Fotobatterien sammeln sich in einem oberen Flüssigkeitsbehälter ausgerüstet mit Flüssigkeitsspiegelregler, womit das Gas, hauptsächlich Sauerstoff, durch den Spiegelregler (LC) zur Abgashauptleitung geführt und entlüftet wird, bzw. zur Verbrennungskammer des Kraftstromerzeugers gepumpt wird.
: Dargestellt wird die zyklische Rückführung von Kohlehydraten und Nährstoffen aus Bioabfall von menschlichen Kommunen sowie Landwirtschafts- und Gartenbautätigkeiten. Kohlenstoffhaltige Bioabfälle aus zeitgenössischen menschlichen Kommunen entwickeln sich zunehmend in ernstzunehmende Probleme in globalen Industriegesellschaften.
Aufgrund der assoziierten Pollution von Erdkruste und Atmosphäre sind insbesondere die existierenden Verbrennungspraktiken und „Müllberge” ökologisch inakzeptabel.
Aus der hier vorliegenden Erfindungsillustration kann man entnehmen, dass Bioabfälle unterschiedlichster Herkunft in Bioreaktoren in Methangas und Flüssignährstoffe umgesetzt werden zum Zweck der Weiterleitung an Kraftwerke zur Energieerzeugung, wobei die in den gereinigten wässrigen Phasen enthaltenen Nährstoffe zum Biomassewachstum zurückgeführt werden.
Dieses System ist außerdem die Basis für die Konvertierung herkömmlicher Kohlenstoff-Verbrennungsanlagen und kohlenstoffgasemittierender Kraftstromwerke zu Systemen des zyklischen Kohlenstoff-Auffangs, wobei der volle Funktionsumfang dieses Systems zum größten Teil von der Leistungsstärke des Universal-Flüssigkeitsreinigungssystems abhängt.
stellt einen weiteren zyklischen Auffangprozesses aus der folgenden chemischen Zyklusreaktionen dar: EINFANG/FESTEBRENNSTOFF/KRAFTSTROM
Algenbiomasse aus dem Fotobioreaktor wird durch Filter/Presse/Vakuumtrockner ( ) zu Festbrennstoff für das Kraftwerk produziert.
Die Verbrennungsgase, hauptsächlich bestehend aus Kohlendioxyd und mittransportierter Asche und Partikelemissionen sowie NOx/SOx-Gase aus dem Festbrennstoffprozess werden durch Reinigungstechniken, einschließlich Koronasprühentladung und Ätzkaliwaschvorgänge und Filtration, durch Shuttle-Packbetten und Shuttle-Ausstreckmembranelemente gereinigt. Gleichzeitig wird für eine weitere Photosynthese die Nährstoff-Flüssigkeit durch den FILTER-PRESS-TROCKNER gereinigt und zum Bioreaktor zurückgeführt.
2. Flüssigkeits-Reinigungsanlagen um die Langzeitrückgewinnung und Wiederverwendung aller erzeugten und benutzten Flüssigkeitsströme in menschlichen Lebensräumen zu gewährleisten.
Ökologisch- und ökonomisch tragbare Technologien für eine Großmaßstabreinigung im Nano-Mikro Partikelgrößenbereich der unterschiedlichsten Industrie-, Kommunen und Umwelt-Flüssigkeiten sind zum gegenwärtigen Zeitpunkt mit dem aktuellen Stand der Technik nicht gewährleistet.
Um dieses Problem zu bewältigen, muss zuerst klargestellt werden warum der gegenwärtige Stand der Technik für die Flüssigkeitsreinigung nicht in der Lage ist, die heutigen Aufgaben zu bewältigen:
Einer der Gründe für die Verschlechterung der globalen Umweltqualität ist mit Sicherheit die fehlende Initiative von Ingenieurverbänden bzw. Institutionen. Diese wiederum deuten auf die fehlenden Initiativen der Regierungen dieser Welt, die letztendlich die Verantwortung für die Aufrechterhaltung der globalen Ökologie von Land, Fluss, See, etc. übernommen haben.
Die rechte Spalte von zeigt eine Auswahl des heutigen Stands der Technik von Filtrationssystemen für Flüssigkeitsreinigung, z. B. Abwasser, Getränke, Nahrungsmittel, Trinkwasser, Chemikalien, etc.
All diese Systeme sind sogenannte Mehrflächen-Pakete in Druckbehältern von vielfältiger Bauart, die seit einem Jahrhundert in zahlreichen „Nischen” Verwendung gefunden haben.
Hier muss aber beachtet werden, dass solche Geräte eine hochgradige Leistungsstärke in bezug auf Reinheitsgrad und Sterilität erbringen können. Jedoch, das überwiegende Problem bei all diesen Systemen ist die Filtermedien-Regenerierung in Zusammenhang mit Nano-Mikro-Reinigungsvorgängen.
Regenerierungsversuche sind trotz der Verwendung großer Mengen von regenerierenden Flüssigkeiten, wie bei Abwasserbehandlungs- oder rohwasserreinigenden Anlagen, fehlgeschlagen.
Der von den meisten Regierungen als „Lösungsstandard” verlangte „bester verfügbarer Stand der Technik” ist oft identisch mit dem Filtersystem oder einem ähnlichen Filtrationsverfahren, das die Verunreinigung von vorneherein verursacht hat
Patentierte innovative Ausrüstungen und Systeme zur Lösung des Problems sind bereits durch die Antragstellerin entweder patentiert oder veröffentlicht worden.
Einzelheiten über den Hintergrund dieser Erfindung sind in den folgenden Veröffentlichungen zu finden:
DE4437175 „Gürtelfilter”
DE19534102 „Verfahren und Vorrichtung zur Tiefenfiltration von Flüssigkeiten”
GB2324975 ”A PROCESS LIQUID PURIFICATION SYSTEM”
DE19815247 „Ein Bandfilter für Flüssigkeit- und Gas-Aufbereitung”
DE19812684 „Ein kostengünstiges Verfahren der Bierbereitung”
WO98/05402 / PCT/AU9800213 ”A band filter for liquid and gas purification”#
HINTERGRUND
Viele der bisherigen Großproduktionsversuche von Biomasse aus Fotosynthese (Algen und – Bakterien) haben sich aufgrund der fehlenden Einhaltung des erforderlichen Sterilitätsgrades der Teiche, Seen, Pools, Bioreaktoren, etc., als weitgehend entweder unwirtschaftlich oder nicht auf Dauer einhaltbar erwiesen.
Das grundlegendes Problem der Flüssigkeits-Reinigung ist die Partikel-Trennung im Größenbereich 10^–10–10^–6 m (d. h. Nano-Mikro-Bereich).
Partikel in dieser Größenordnung sind mit dem bloßen Auge nicht oder kaum erkennbar. Das Problem ist nicht die Reinigung „per se” da Membran-Technologie theoretisch Lösungen für alle erdenklichen Reinigungsanforderungen anbieten kann. Der Kern des Problems ist die Medien-Regenerierung und -Wiederverwendung.
Nur in Ausnahmefällen können die auf der rechten Seite der dargestellten ”Filter für Flüssigkeits-Reinigung” für den Nano-Mikro-Bereich im Dauer-Produktionseinsatz verwendet werden.
Der Progenitor von allen Filtereinrichtungen,– der ”NUTSCHE”-Filter ( ) – mit einer einzigen horizontalen Filteroberfläche wurde durch die im 20. Jahrhundert entwickelte vertikalmehrflächige FILTER-PRESSE für universelle Anwendungen weitgehend ersetzt.
Dies führte zu der evolutionären Verzweigung bei den weiteren Entwicklungen:

• Filter für Flüssigkeitsreinigung und
• Filter für Feststoffrückgewinnung

Filter für Flüssigkeitsreinigung
Beider Weiterentwicklung der FILTERPRESSE während des 20. Jahrhunderts wurden, um die Gefahren von offenen Konstruktion auszuschalten, die mehrflächigen Elemente einfach gebündelt in Druckbehältern installiert. Diese Konstruktionsart führte zu einer enormen Verbreiterung unterschiedlichster Baukonfigurationen, die eine ständig zunehmende Umweltverschmutzung aufgrund der Erzeugung großer Volumen von produktkontaminierten Flüssigkeiten verursachten.
Filtermedienregenerierung
Das zentrale Problem der gegenwärtigen Flüssigkeitsreinigung im Nano-Mikro-Trennungsbereich ist die fehlende Kombination von Techniken für das Vermeiden von Medienblockierungen und den Filtermedien-Regenerierungsmöglichkeiten.
Die Verwendung großer Mengen verschiedener Filterhilfsmittel (Anschwemmpulver) zur Lösung des Problems von blockierten Medien führt heute zu noch weit größeren Probleme, da der Ablass der abgespülten Filterhilfsmittel mit Substanzen aus einer großen Palette von umweltschädlichen Chemikalien gesättigt ist.
Mehr als alle anderen kausalen Wirkungen führte die kontinuierliche Abhängigkeit von solchen Apparaturen zur gegenwärtigen Umweltverschmutzung und erklärt in erweiteter Hinsicht die derzeitig fehlende Lösung für das Problem der Klimaänderung.
DIE LÖSUNG
Eine einzige komplette Kombination für Reinigungsverfahren und Feststoffrückgewinnung von Flüssigkeiten und Gasen, wobei ein universell einsetzbares System die zentrale Rolle in künftigen industriellen und menschlichen Umgebungen spielt.
Aufgrund der Produktkontaminierungsgefahren ist die Auswahl der möglichen in situ Regenerationsverfahren mit heutigen Filterausrüstungen äußerst begrenzt.
Die Lösung besteht aus

• räumliche und physische Trennung des Filtrationsbetriebs und der Medienregenerierung.
• Kombination von Tiefbett- und Flächenreinigung von Flüssigkeiten
• Bereitstellung eines Prozesses für die Aufbereitung und Wiederverwendung von pulverförmigen und körnigen Filterhilfsmitteln.

Wirkungsvolle Medienregenerierungssysteme der gegenwärtigen Erfindung erfordert die Möglichkeit der Anwendung einer Vielzahl von effizient-optionalen Prozessen einschließlich Hochdruckdüsen der Waschflüssigkeiten, Rückspülen, chemische Reinigungsverfahren, Vibrationen und Ultraschall.
Erfindungsgemäßes Konzept
Durch das derzeitig offenbarte „Shuttle”-Konzept wird die Filterpackung nach dem Filtrationsbetrieb durch das gemeinsame Band in eine ”Regenerierungszone” gefahren, wobei gleichzeitig – um den Betrieb fortzusetzen – ein frischregeneriertes Paket in die so freigesetzte Filterzone transportiert wird.
zeigt die schematische Darstellung eines kompletten kombinierten Flüssigkeitsreinigungssystems zur Lösung der oben beschriebenen Problematik für Universal-Anwendungen nach der derzeitigen Erfindung.

• 1. Stufe: SHUTTLE/VERPACKTES BETT/DRUCKBANDFILTER
• 2. Stufe: SHUTTLE/GESTRECKTE OBERFLÄCHE/DRUCKBANDFILTER
• 3. Stufe: FESTSTOFFRÜCKGEWINNUNG/FLÜSSIGKEITSRECYCLINGSYSTEME
• 4. Stufe: GEGENSTROM-/FILTERBETTREGENERIERUNGSSYSTEM

Stufe 1 zeigt eine Schichtenbetteinheit ( , ), bestehend aus mehreren regenerierbaren mobilen Schichtenverpackbetten aus körnigen Mitteln für die Abtrennung von schwebenden Partikeln in Flüssigkeiten und Gasen mit einer Größenordnung von +0.01 Mikron.
Flüssigkeiten werden im allgemeinen vordosiert mit Flockungs- oder Koagulationsmittel, wobei die Oberflächen der Betten elektrostatisch aufgeladen werden.
Um schwebende Partikel in Gasen separat vor der Filtration elektrostatisch aufzuladen, werden die Gase mit Koronaentladung bestrahlt.
BETRIEB
Die zentrale Reinigungskammer 605 enthält ein regeneriertes verpacktes Bett vom vorherigen Zyklus, das aus der Regenerierungskammer (rechts) auf den Gürtel übertragen wurde.
Kammer 604 (links) enthält das aufgebrauchte verpackte Bett aus 605, das regeneriert werden soll.
Die zu reinigenden Flüssigkeiten werden mit Flockungsmittel oder Koagulationsmaterial aus 608 dosiert Um Aerosole und Schwebstaub aus Gasen zu entfernen, werden diese durch Koronasprühentladung elektrostatisch aufgeladen. Danach werden mittels Pumpen 607 Flüssigkeiten und Gase durch entgegengesetzte elektrostatisch geladene Filterbetten 606 gepumpt, wonach, wenn erforderlich, gereinigte oder teilweise gereinigte Flüssigkeit und gereinigtes Gas durch aufgeschwommene elektrostatisch aufgeladene Betten 610 in Stufe 2 für eine noch intensivere Endreinigung geschickt werden.
Bettregenerierung:
Gleichzeitig wird das aufgebrauchte Bett in 604 durch Rückwaschung mit zurückgeführter gereinigter Flüssigkeit aus Behälter 615 in Stufe 3 wieder regeneriert.
Weitere Kombinationen von regenerativen Maßnahmen (nicht abgebildet) wie Bettbehandlung mit Ultraschallvibration und Einrichtungen für das Waschen der Betten mit Säuren, Laugen, Lösungsmitteln und Bett-Trocknen mit erhitzten Gasen und Dämpfen, stehen ebenfalls zur Verfügung.
Die in 617 (Stufe 3) gesammelte benutzte Reinigungsflüssigkeit wird mit reinigenden Mitteln aus 608 dosiert, in 614 filtriert und als Filtrat in 615 gesammelt.
Nach der Produktreinigung und Bettregenerierung in Stufe 1 werden die Zonen geöffnet und das Band bewegt sich in die entgegengesetzte Richtung (Shuttle-Modus) wobei gleichzeitig, während das benutzte Bett 605 in die leere rechte Kammer 606 gefahren wird, das schon regenerierte Bett 604 wieder in die Produktionszone 605 transportiert wird.
Dann wiederholt sich der Zyklus
Stufe 2 zeigt eine Shuttleeinheit, bestehend aus mobilen Zwillings-Reinigungseinheiten mit gestreckten Oberflächen (13) ausgestattet mit Gewebe- oder Membranmedien für die Trennung von Partikeln in Nano-Micro Größenordnung, die oft als Unterstützung für pulverförmige Schichten der Filterhilfsmittel wie Kieselgur, Kieselgel, ”perlite”, Glasfasern, Zellstofffasern, Holzmehl, usw. mit einer mittleren Partikelgröße von ca. 30 Mikron dienen,
Dieser Filterhilfsmittel sind oft mit Zusätzen von feingemahlenem Reinigungsmaterial wie Aktivkohle, Ionenaustauschharze, usw. mit einer Partikelgröße von mindestens einem Faktor von 5 unterhalb des Filterhilfsmittels um dessen Entfernung in Stufe 4 (Filterhilfsmittel-Regenerierung) sicherzustellen.
Wahlweise können verpackte Betten in Stufe 1 auch als Unterstützung für Schichten von feinverteilten Voranschwemmungsmitteln bei der Trennung von Partikeln in der Größenordnung von 0.001–1 Mikron und für andere Anwendungen wie Adsorbierung, Ionenaustausch, usw. eingesetzt werden.
BETRIEB
Unfiltrierte oder teilgereinigte Flüssigkeiten aus 605, Stufe 1 oder direkt durch Pumpen 607 werden durch die Shuttlefilterkammer 610 Stufe 2 mit Filtereinheiten bestehend aus gestreckten Oberflächen, ausgestattet mit Membran- oder gewebten Medien mit oder ohne angeschwemmten Oberflächenschichten aus regenerierbaren pulverigen Materialien für Trennung in dem Bereich 10^–10–10^–6 Mikron-Partikelgrösse gereinigt werden.
Die gereinigte Flüssigkeit, nun im sterilen Zustand, wird dem Bestimmungsort durch Leitung 613 zugeführt ( ).
Gleichzeitig wird die bereits benutzte Shuttleeinheit, jetzt in 609 ( ), einer oder mehreren Regenerierungsoptionen (eine Vielzahl steht zur Verfügung) wie Rückwaschung, Jets von Hochdruckflüssigkeiten, Vibration, Ultraschall-Generation, chemische Behandlung) ausgesetzt.
Stufe 3: Flüssigkeits-Suspensionen aus Waschflüssigkeiten von Stufen 1 und 2 der Shuttlewaschvorgänge werden im Behälter 617 gesammelt, behandelt und zur Filteranlage 614 zur Aufbereitung geführt.
Die Filteranlage besteht aus einer beweglichen Filterbandanordnung, die das Band zwischen mehreren obenliegenden vertikalbeweglichen separat gelegenen Dichtungselementen mit mehreren stationären untenliegenden durchlässigen Stützungsgliedern bewegt. Die Filteranlage ist mit einer Gaspumpe 616, Filtratpumpeneinheit 615 und Filtermaterial in Rollenformat ausgestattet.
Produktfeststoffe oder Abfallrückstände werden zurückgewonnen und in Behälter 618 gesammelt.
Die gereinigten Flüssigkeiten werden in Einheit 615 gesammelt und zu Stufen 1 und 2 für Shuttleglieder-Regenerierung zurückgepumpt. Damit wird ein abgeschlossenes Zyklussystem erreicht.
Stufe 4 zeigt die bevorzugten Geräte und Methoden der gegenwärtigen Erfindung für die Regenerierung von angeschwemmten beschichteten Filterhilfsmitteln aus Pulver oder Granulat aus den oben beschriebenen Stufen 1 und 2
Dieser Prozess ist der Schlüssel zu einem hohen Reinheitsgrad (Sterilität) bei allen Arten von Flüssigkeiten und Gasen, insbesondere wenn im Betrieb bei den vorgeschlagenen Systeme der Algenfotosynthese. Ein kostengünstiges System mit Aufrechterhaltung eines hohen Sterilitäts-Niveaus bei großangelegten Biooperationen wird zur Verfügung gestellt.
BETRIEB
Dieser neuartige Einheitsbetrieb kann als Chargengegenstromwaschbetrieb bezeichnet werden.
a) Wiedersuspendierung des Betts
Aus ersehen Sie, dass die Filterbetten aus Kammer A (Stufe 2) entweder in Kammer B oder C durch hohe Druckjetflüssigkeiten entfernt und in Regenerierungsbehälter D (Stufe 4) als Suspension gesammelt werden.
b) Bettwiedersuspendierung, Absetzung und Dekantierung
(Chargenbetrieb)

1. Dekantflüssigkeit in Behälter (1) aus der vorhergehenden Partie wird in D übertragen und zu einem festgesetzten Zeitpunkt kräftig gerührt. Nach Abstellung des Rührwerks und nach pH-Einstellung und Dosierung mit Flockungs- und Reinigungsmittel und nach dem Absetzen der Suspension wird die obenliegende Klarschicht zum Behälter J dekantiert.
2. Dekantierflüssigkeit in Behälter (2) aus der vorhergehenden Partie wird in D übertragen und zu einem festgesetzten Zeitpunkt kräftig gerührt. Nach Abstellung des Rührwerks und nach dem Absetzen der Suspension wird die obenliegende Klarschicht zum Behälter 1 dekantiert.
3. Dekantierflüssigkeit in Behälter (3) aus der vorhergehenden Partie wird in D übertragen und zu einem festgelegten Zeitpunkt kräftig gerührt. Nach Abstellung des Rührwerks und nach dem Absetzen der Suspension wird obenliegende Klarschicht zum Behälter 2 dekantiert
4. Dekantierflüssigkeit in Behälter (4) aus der vorhergehenden Partie wird in D übertragen und zu einem festgelegten Zeitraum kräftig gerührt. Nach Abstellung des Rührwerks und nach dem Absetzen der Suspension wird obenliegende Klarschicht zum Behälter 3 dekantiert.

Der endgültige letzte (Nte,) Chargenvorgang benutzt die gespeicherte gereinigte Flüssigkeit aus Reinigungsbehälter J.
SCHLAMMAUFBEREITUNG

• pH-Einstellung (H2SO4/NaOH) des dekantierten Schlamms aus dem ersten Chargenvorgang in J
• Konditionierungs-, Flockungs- und/oder Koagulierungs-Agenten werden aus Lagerbottich L dem Behälter J zudosiert. Nach einen Absetzzeit wird die obenliegende Klarflüssigkeit an den letzten Chargenbehälter „n” transferiert
• Der gesammelte Klärschlamm wird in den Schlammcontainer 617 ( ) übertragen.

Die regenerierten pulverförmigen oder körnigen Medien werden nach pH Einstellung in 612 elektrostatisch aufgeladen und für eine Wiederauftragung auf die Oberflächen der Filterglieder in 610 und 605 benutzt.

• Gemäß den Anforderungen des Chargenweise Gegenstromregenerierungs-Betriebs kann eine beliebigen Anzahl von (n) Phasen durchgeführt werden.
• Bei dem endgültigen (Nte.) Wiedersuspendierungs-Betrieb wird die gespeicherte gereinigte Flüssigkeit aus J verwendet.
• pH-Einstellung der Dekantierflüssigkeit aus der 1.Suspendierung in J (H2SO4/NaOH).
• Flockungs- und/oder Koagulierungs-Agenten werden aus Lagerung L zudosiert.
• Nach einer Absetzzeit wird die obenliegende Flüssigkeit zur letzten Stufe übertragen.
• Der abgesetzte Schlamm wird zum Schlammbehälter 617 ( ) übertragen

Flüssigkeitsbehandlung
Das zuvor beschriebene System eignet sich nicht nur für Zwecke der Fotosyntheseverfahren, sondern auch für allgemeine Operationen, die erforderlich sind für die Versorgung menschlicher Lebensräume mit Getränken, Nahrungsmitteln, Grundchemikalien, sowie für eine Vielzahl von Flüssigkeitsbehandlungsverfahren, wie

• Adsorbierende Flüssigkeitsreinigungsvorgänge (Stufen 1, 2)
• Extraktionsvorgänge (Stufe 1)
• Katalysevorgänge (Stufe 1)
• Ionenaustauschprozesse- (Stufen 1, 2)
• Flüssig/Gas-Reaktionen (Stufe 1)

Flüssigkeitsreinigungsvorgänge werden durch adsorbierende verpackte Betten aus körniger Aktivkohle, Silicagel, Bleicherde, etc., gefolgt von Bettregenerierungsvorgängen in einer Vielzahl von Industrieprozessen durchgeführt.
Der herausragende Vorteil dieser Vorgehensweise: Die getrennten Reinigungs- und Regenerierungs-Einrichtungen sichern zum einen eine wesentlich gründlichere Regenerierung und zum anderen die Vermeidung von Produkt-Kontamination und Umweltverschmutzung.
3. Verfahren für die wirtschaftliche Entsalzung von Meer- und Brackwasser zur Unterstützung von Industrie und menschlichen Kommunen
Hintergrund
Wir erleben heute eine Entwicklung in der ein Rückzug aus und eine Auflösung von menschlichen Siedlungen auf weiten Teilen der Erde stattfindet.
Die Grafik 16 zeigt, dass weitgehend keine menschlichen Siedlungen auf über der Hälfte der globalen Landmasse vorhanden sind.
Weitverbreitete Gebiete, wie z. B. Nord- und Südafrika, der Nahen Osten, Westamerika, Mittelasien, Südeuropa, Australien und Teile von Nord- und Südamerika, haben entweder eine übermäßig hohe Sonneneinwirkung und/oder befinden sich in der Nähe von Meer oder Brackwasser.
Bei der alleinigen Erzeugung von Strom durch Fotosynthese oder anderen erneuerbaren Energie-Quellen fehlt die Basis für eine Besiedlungsmöglichkeit aufgrund des Mangels der erforderlichen Zugänge zu Frischwasserquellen in diesen Regionen.
Der gegenwärtige Stand der Entsalzungsprozesstechnik, wie Multieffektverdampfung und Umkehrosmose erfordern hohe Investitionen, Energieverbrauch, Betriebskosten, und verursachen eine gravierende Umweltverschmutzung.
Installation und Einsatz sind weitgehend auf Gebiete mit Fossilbrennstoffvorkommen beschränkt und sind entweder direkt oder indirekt durch beträchtliche Emissionen von Treibhausgasen und Abwasser benachteiligt.
LÖSUNG
zeigt die Basis einer Lösung, und zwar eine vereinfachte, schematische Version der Erzeugung von Kraftstrom durch Fotosynthese mit zyklischem Kohlenstoff-Auffang, bei der die Erzeugung von Kohlehydrate durch Kohlendioxyd durch die Einwirkung von Sonnenbestrahlung veranschaulicht wird.
Kohlehydrate werden weiter durch Anaerobdigestion in Kohlenwasserstoffe und Kohlendioxyd umgewandelt, wobei der Kohlenwasserstoff mit Sauerstoff als Brennstoff für Kraftstromerzeugung verwendet wird. Die dabei emittierten Kohlendioxyde werden der Fotosynthese zugeschickt.
Ergebnis: ein geschlossener Kohlenstoffkreislauf!
stellt die schematisierte Darstellung einer erfolgversprechenden Realisierung des allgemeinen zyklischen Kohlenstoffauffangs und sämtliche Rückführungssysteme dar, in der die Erzeugung von Kraftstrom sowie die Entsalzung von Wasser, z. B. Seewasser, durchgeführt wird.
BETRIEB
Der Fotobioreaktor liefert Fotosynthesebiomasse zu den konventionellen Bioreaktoren, wonach die Zugabe von Polyelektrolyten oder anderem geeigneten Flockungsmaterial das Absetzen und die Eindickung der in der Suspension befindlichen Kohlehydrate bewirkt.
Die obere geklärte Flüssigkeitsschicht wird zur Stufe 2 (Membranreinigung) geführt, wonach das Filtrat in den Behälter für gereinigtes Salinewasser zurückgeführt wird und für die Zuführung in den Säbehälter des Fotobioreaktors für die Nahrungsmittelproduktion zur Verfügung steht.
Die Biomasse in den Betriebsbioreaktoren wird einen Anaerobaufschlussvorgang unterzogen, wobei das erzeugte CH₄, vor der Rückführung zur Brennkammer des Kraftwerks durch

• SHUTTLE-VERPACKTE-BETTEN (Stufe 1) und/oder
• SHUTTLE/GESTRECKTE FILTERGLIEDER (Stufe 2)

Die gasförmigen Produkte der Verbrennung (CO₂ + H₂O) aus dem Kraftwerk werden in einem Wärmeaustauschgerät abgekühlt, wobei das entstehende Kondenswasser durch Reinigungsstufen 1 und 2 geschickt wird.
Das CO₂-gasförmige Produkt aus dem Anaerobaufschlussvorgang und dem Kraftwerk wird nach ähnlichen Reinigungsvorgängen mit dem Salinewasser dem Säbehälter und dem Fotobioreaktor unter Druck zugeführt.
Das Kondenswasser wird nach Reinigung als Trinkwasser gelagert.
Die Gliedeinheiten in Stufe 1 (verpackt) werden durch Rückspülen regeneriert, wobei die schon gebrauchte regenerierende Flüssigkeit in Stufe 3 gereinigt und rückgeführt wird.
Die Gliedeinheiten in Stufe 2 (gestreckt) werden gespült, wobei das verwendete Filterbett in Stufe 4 regeneriert und wiederverwendet wird.
Die oben beschriebene zyklische Kettenreaktionen der Fotosynthese zeigen, dass durch Nutzung des Salinemeerswassers mit einem optimalen Nährstoffgehalt als wässrige Medien in der Algenfotosynthese der Auffang-Glucose-Methan-Kraftstromzyklus die Erzeugung von zwei Molarmengen von salzfreiem Wasser für jeden Molarmenge von kohlenstoffhaltigen Erdgas (CH4) erzeugt wird und dass in der Glucose/Alkohol/Zyklus drei Molarmengen von salzfreiem Wasser für jeden Molarmenge Alkohol erzeugt werden.
In ist eine spezielle Version des Fotoentsalzungssystems abgebildet, das für die Herstellung von Trinkwasser aus Salinewasser durch Anordnungen von optischen Entladungssätzen ( ) mit Emissionen im Bereich von 400–700 nm eingebettet und versiegelt in Fotobioreaktoren weitgehend unabhängig von Solarstrahlung ist.
Diese Entwicklung eröffnet ein enormes Potential für die Gründung neuer menschlicher Kommunen. Bis hin zu den Polarregionen der nördlichen und südlichen Hemisphäre können selbstversorgende menschliche Siedlungen entstehen.
Allgemeine Beschreibung des Vorgangs:
Meer- oder Brackwasser mit Kohlendioxyd durchlaufen einen Fotobioreaktor, wobei Sauerstoff als Oxidationsmittel für die Verbrennung in Kraftwerken zurückgeführt wird.
Die in dem Fotobioreaktor produzierte Biomasse wird den Digestionsbioreaktoren zugeführt, wobei Methan- und Kohlendioxydgase emittiert werden. Das Methan wird dem Kraftwerk als Brennstoff zugeleitet während zur gleichen Zeit das gereinigte Kohlendioxyd von der Digestion und dem Kraftwerk dem Fotobioreaktor zugeführt wird.
Gleichzeitig wird die gesamterzeugte elektrische Energie des Kraftwerks dem Fotobioreaktor zugeleitet, wobei weitgehend unabhängig von Solarbestrahlung, die in der Fotosyntheseeinheit eingebetteten elektro-aktivierten Beleuchtungseinheiten den Fotosynthesevorgang in Gang halten. Die Wasserdampferzeugung des Kraftwerk-Verbrennungsprozesses wird durch Wärmetausch kondensiert und nach Reinigung als Trinkwasser gespeichert, wobei gleichzeitig eine Vorerhitzung der emittierten Brennstoffgase aus der anaeroben Digestion erreicht wird. Dadurch wird auch der Energiekreislauf aufrechterhalten.
Somit können völlig geschlossene Systeme für die Herstellung von Trinkwasser überall auf der Erdoberfläche in der Nähe von Meer oder Brackwasser realisiert werden
Das Gewässer der Ozeane unseres Planeten, ursprünglich Saline, waren und sind immer noch die wichtigsten Standorte des Fotosynthesevorgangs und der Kohlenstofflagerung.
Marinemikro- und -makro-Algen damals und heute sind die wichtigsten Organismen bei der Bindung von CO2 in der Atmosphäre.
Dieser bewährte nachhaltige Mechanismus der Natur ermöglicht uns heute die Kontrolle über unsere Umwelt zu erreichen.
Wirtschaftlichkeit der Fotosynthese-Entsalzung
Im Wettbewerb mit der im Vergleich nächstliegenden Methode der Umkehrosmose haben vorläufige Berechnungen ergeben, dass die Produktionskosten von Trinkwasser aus Salinewasser mit der Methode der Fotosynthese um ca. 55% gesenkt werden können.
Zusätzlich ist eine Emissionen von Treibhausgasen oder schädlichen Abflüssen aus Wasser-Aufbereitungsanlagen eliminiert.
WIRTSCHAFTLICHKEIT
Innovation der Erfindung vs Stand der Technik:
INNOVATION
Fotoentsalzung:

Kapital Abschreibungen/Betriebskosten: ca. $0.30/m3

STAND DER TECHNIK
Umkehrosmose:

Kapital Abschreibung/Energie/Betriebskosten. ca: $0.75/m3.

: Über die Hälfte der globalen Erdoberfläche ist für menschliche Kommunen ungeeignet.
Das nächst verfügbare Wasser ist Saline und für konventionelle landwirtschaftliche Zwecke oder menschliche Siedlungen unbrauchbar.
Viele dieser Gebiete, einschließlich Nord- und Südafrika, der Nahe Osten, West- und Südamerika, Südeuropa, Australien, sind bei Tageslicht fast ständig einer Sonnenbestrahlung ausgesetzt. Aber wir wissen, dass die Kombination von Sonne, Meerwasser und Kohlendioxyd ein erfolgreiches Präparat der Natur ist
Die dargestellten großen Küstenlinie und Binnenland zeigen, wie Meer (rot) und salzhaltiges artesisches Wasser (blaue Punkte) die jetzige Situation grundlegend verändern könnten.
Die umringten Gebiete auf der Weltkarte könnten sich in ein Mosaik von unabhängigen Oasen verwandeln.
Dürre-Gebiete im Nahen Osten, völlig von Salzwasser umgeben (einschließlich Mittel-, Schwarz- und Kaspisches Meer), könnten in echten Oasen umgewandelt werden.
4. Produktionsanlagen, Gartenbau und Landwirtschaft in menschlichen Siedlungen
Die jüngsten internationalen politischen Bewegungen weisen darauf hin, dass globale Gemeinschaften eine größere Unabhängigkeit von externen Zulieferungen von Grundnahrungsmitteln, Wasser und anderen essentiellen Gütern anfordern.
Die Erfüllung dieser Notwendigkeit wird jedoch für viele Völker ein Wunschgedanke bleiben wenn nicht neue innovative Infrastrukturen und Methoden der Nahrungsmittelherstellung und eine weitere Produktquelle für den täglichen Lebensbedarf realisiert werden könnten.
Die jüngste rasante Kostensteigerung von primären Lebensmittelressourcen auf dem Weltmarkt zeigt die dringende Notwendigkeit von innovativen landwirtschaftlicher Methoden überall auf unserem Planeten. Wobei preistreibende Spekulationen auf dem globalen Nahrungsmittelmarkt, die oft auf Naturkatastrophen von weitausgedehnten Landwirtschaftstrakten zurückzuführen sind, können durch wetter-unabhängige, selbsterhaltenden Systeme stark reduziert werden wenn nicht total entfallen.
Es hat sich erwiesen, dass die traditionelle Landwirtschaft in vielen Regionen der Erde aufgrund der schwierigen klimatischen Bedingungen nicht praktikabel ist.
Die Kombination negativer Klimaänderungen und rascher Zunahme der Weltbevölkerung zeigt eine gefährliche tendenzielle Gefahr von globalen Massenhungersnöten auf.
Anstatt der Investitionen in Pläne für menschliche Siedlungen im Weltall, sollte die erste Priorität unser Planet sein und die Entwicklung von landwirtschaftlichen Systemen die selbsterhaltend und unabhängig von der externen Umwelt sind vorangetrieben werden.
Dieses Ziel erfordert die Realisierung der wichtigen miteinander verbundenen Technologien der gegenwärtigen Offenlegung, und zwar:
zeigt die schematische Darstellung eines innovativen geschlossenen Landwirtschafts-Systems mit Reinigung und Wiederverwendung von Bewässerungs-Flüssigkeiten, einschließlich Düngemittel, Nährstoffen sowie Kohlendioxyd.
Die Pflanzen sind von der externen Umgebung völlig abgeschlossen, die Wurzeln in einem beständigen Aggregat aus einer geeigneten Palette von Korngrößen eingebettet, wobei die erforderliche Wurzelunterstützung und der Zugang zu Flüssignährstoffen gewährleistet wird. Die Kulturen werden unter abnehmbaren transparenten Abdeckungen vollständig von der Außenwelt abgedichtet.
Kohlendioxyd aus einem Kraftwerk nach Reinigung und mit konstanter Konzentration und Temperatur wird ständig über den Anbau von Nutzpflanzen verteilt und zyklisch wieder rückgeführt.
Die Anwendung von automatischer Erntetechniken ist Priorität. Dem Anbau und der Vielfalt von Kulturen aus unterschiedlichen Klimazonen werden keine Grenzen gesetzt.
Aus diesem Grund ist in den einzelnen Regionen eine Kooperation mit umliegenden Lebensräumen hinsichtlich der Vermarktung einer breiten Ernte-Auswahl unumgänglich, wodurch interregionale Beziehungen gefördert werden.
Der Erfolg dieser Systeme als Teil eines umfassenden Plans für selbstversorgende menschliche Siedlungen hängt weitgehend von integrierten Flüssigkeitsreinigungsprozessen ab.
Solche Systeme sind nur wirtschaftlich als Teil eines umfassenden Plans zu rechtfertigen, der auch zyklische Vorgänge wie Fotosynthesekraftstromerzeugung, Trinkwasser-Erzeugung und gereinigte Umgebungsgasatmosphären umfasst.
Die Stärke solcher Fotosynthese-Systeme in Kommunen ist eindeutig der hohe Erhaltungswert von Nährstoffen, Kohlenstoff und Wasser innerhalb der Grenzen der Gemeinschaft.
Produktionsanlagen in menschlichen Siedlungen
zeigt eine vereinfachte Version künftiger menschlicher Lebensräume vollständig auf der Grundlage von Solarenergie, einschließlich eines umfassenden Produktionsbetriebs der auf grundlegende Bausteine wie Methan, Alkohol, Wasserstoff und Sauerstoff basiert.
Diese Systeme sind die Basis für die Technologien von allen künftigen kohlenstoffbasierten Produktionsanlagen. Erster Schritt: die globale Umstellung von PETRO- auf FOTOKOHLENSTOFF
Fossilkohlenstoffvorräte in der Erdkruste schrumpfen rasant. Dieser Vorrat muss unbedingt für Sonderanwendung von künftigen Generationen erhalten bleiben und weder für eine heutige, zukünftige, kurzsichtige Energieerzeugung noch für eine kohlenstoffbasierende Produktherstellung vergeudet werden.
Die dargestellte Produktionsanlage, ausgestattet mit Standardreaktoren, Kraftwerken, Reaktionsbehälter und Destillationseinheiten, usw., sind aufgrund der innovativen Fotosyntheseflüssigkeitsreinigungs- und Feststoffaufbereitungsanlagen für eine große Herstellungspalette von chemischen und sonstigen Produkten geeignet.
Feststoffaufbereitung
Einer der Ziele der derzeitigen Erfindungen ist eine einmalige endgültige Lösung der Probleme der heutigen weitverbreiteten Filterpresse (Progenitor, ) und der Vielzahl von Randentwicklungen in den vergangenen Jahrhunderten zu Verfügung zu stellen.
Dabei handelt es sich um schwierige Fest/Flüssig-Trennungsanforderungen, die durch manuelle Bedienung und Interventionen eine oft ernsthafte Umweltverschmutzung verursachen.
Die komplette Palette (siehe eine verkürzten Auswahl auf der linken Seite von ) ist immens und selbst für erfahrene Ingenieure verwirrend.
Um spezifische Probleme zu lösen sind die heutigen Benutzer häufig gezwungen auf die Filterpresse zurückzugreifen.
Die Lösung
17a, b veranschaulicht Angaben von Innovationen in diesem Bereich, wonach eine oder mehrere separat positionierte Feststoffrückgewinnungs- und/oder Flüssigkeitsreinigungselemente, bestehend aus mehreren waagerechten stationären untenliegenden durchlässigen Einheitengliede auf welchen sich Abschnitte eines beweglichen Bands befindet, die während des Arbeitsvorgangs durch mehrere obere vertikalbewegliche Peripherieabdichtungselemente positioniert sind.
, genannt UNIVERSAL/FILTRATION/SYSTEM läuft vollständig automatisch ohne manuelle Eingriffe.
Arbeitsweise
Der Filterpack in Zone 1, nach Filtration und Feststoffentwässerung, wird zu einem Ende der Filteranlage transportiert, wo an Umlenkrollen mit aufgespreiztem Filtergliede die Festesstoffe abgeworfen und gesammelt werden.
Das entleerte Filterpaket wird dann wieder in Zone 2 für Wasch- und Regenerierungszwecke transportiert, wobei ein frisch regeneriertes Paket, vorher in Zone 3, sich nun in Zone 1 für die Fortsetzung der Operation befindet
Das System ist für alle Flüssig und Feststofftrennungsoperationen geeignet – daher die Terminologie ”UNIVERSAL”.
Der Zyklus wird wiederholt.
genannt FILTER/KUCHEN-PRESSE/VAKUUM-TROCKNER;
wobei obenliegende vertikal senkrecht bewegliche deckelartige Dichtungselemente die auf der Peripherie von durchlässigen Unterstützungsgliede des stationären Filterbands verschließt und abgedichtet, wobei die Gesamtanlage bestehend aus

• zuerst einem durchlässigen Filtrationsglied mit obenliegenden Filterbett gefolgt von
• einem mit einer obenliegenden vertikalbeweglichen Flachplatte, die auf dem untenliegenden Filterbett, um Flüssigkeiten auszupressen, draufdrucken kann, gefolgt von
• einem oder mehreren nachgeschalteten unter Unterdruck stehenden durchlässigen unterstützenden Gliede, oben und unten ausgestattet mit Hitzestrahlenelementen zum Zweck der Trocknung von besagten Betten.

genannt FILTER VAKUUM TROCKNER

• bestehend aus senkrecht beweglichen deckelartige Elementen oberhalb durchlässigen Filtrationsglieder mit obenliegenden Filterbetten, wobei
• das erste deckelartige Einheit als Vakuumfilter und die folgenden deckelartige Einheiten als Vakuumtrockner ausgebildet sind. Während des Betriebs werden die durch Heizplatten von unten erhitzten und unter Unterdruck stehenden Filterbetten abgedichtet, wobei
• nach Beendigung eines Trocknungszyklus und Öffnen der Elementen der am Ende des Bands liegende getrocknete Kuchen aus dem Gerät heraustransportiert wird

genannt FILTER TUNNELOFEN TROCKNER zeigt ein Feststoffrückgewinnungsgerät mit angeschlossener Filterkuchentrocknungseinheit.

• Das Feststoffrückgewinnungsgerät besteht aus einem senkrecht beweglichen deckelartigen Element oberhalb einem durchlässigen Filtrationsglied mit einem obenliegenden Filterbett.
• Ein angeschlossene konvektiven Tunnelofen der während des Trocknungsvorgangs den auf den durchlässigen konvektiv-erhitzten Unterstutzungsglied liegenden Filterbett trocknet;
• wobei nach Beendigung eines Trocknungszyklus und Öffnen beider Elementen der am Ende des Bands liegende getrocknete Kuchen aus dem Gerät heraustransportiert wird

Trinkwasserherstellung
zeigt einen Vergleich des gegenwärtigen Stands der Technik der Trinkwasserversorgung mit der Methode der Erfindung, d. h. eine Trinkwasserversorgung aus unterschlichen Wasserquellen für eine Bevölkerung von 1 Million.
Das Verhältnis des Flächebedarfs: ca.: ~10/1 d. h.: Stand der Technik vs Universal System der Erfindung.
: Mit diesem System ist es möglich, Trinkwasser direkt aus verschmutzten Flüssen sowie aus ”grauem” Kommunenabwasser zu gewinnen, und zwar für Kosten, die weit geringer sind als die, die üblicherweise im europäischen Umfeld verlangt werden.
Die UNIVERSAL Verfahrensanlagen auf und sind mit einer ähnlicher Technologie ausgestattet wobei diese auch zur Herstellung einer großen Palette von essentiellen Produkten, die für menschliche Lebensräume geeignet sind (wie dargestellt in . Z. B.: ZUCKER/GETRÄNKE/CHEMIE & PHARMAMAZEUTICA (FOTOCHEMIKALIEN).
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

US 6667171 [0038]
WO 2003/094598 [0040]
DE 4437175 [0079]
DE 19534102 [0079]
GB 2324975 [0079]
DE 19815247 [0079]
DE 19812684 [0079]
WO 98/05402 [0079]
AU 9800213 [0079]

Claims

Aufgefangene Zyklischprozesse der selbsthaltbaren menschlichen Lebensräume in vorher unbewohnbaren und dürren Gebieten der Erde, wo die Umwandlung von Solar- und Lichtenergie zu biologischem Material durch Fotosynthese ermöglichst wird; wodurch in geschlossenen biologischen und physischen Systemen die Quantitäten von organischem und anorganischem Material in einem wesentlichen eingefangen Zustand auf einer bleibenden Basis durch die Anwendung von 1) Mittel für Kraftstromerzeugung und Brennstoffproduktion das einzig und allein auf Sonnenenergie und der zyklische Auffang von organischem und anorganischem Material des Prozesses basiert wird; 2) Mittel wodurch beide Reinigung und Erhaltung von Nährstoffgehalt sowie Feststoffrückgewinnung und -Wiederverwendung auf einer bleibenden Basis aufrechterhalten wird; 3) Mittel für die wirtschaftliche Entsalzung von Meer- und Brackwasser zur Unterstützung von Industrie und menschlichen Siedlungen; 4) Mittel für die abgedichtete Erhaltung von biologischen Prozessen, wodurch alle Flüssigkeiten und Abfallbiomasse wiederverwertet und auf einer bleibenden Basis erhalten wird.
Zyklischer Auffangprozess gemäß Anspruch 1, in welchem die biologischen Produkte der Fotosynthese als Ketten von Traubenzuckermolekülen dargestellt werden; wobei um Kraftstrom zu erzeugen, die Produkte nach dem nachfolgend dargestellten zyklisch-chemischen Reaktionssatz unter anaeroben Bedingungen verflüssigt und verbrannt werden
wobei die bevorzugten Mittel für die Realisierung dieser Auffang-Wiederverwertung organischer und anorganischer Substanzen in , im industriellen Maßstab dargestellt wird.
Zyklischer Auffangprozess gemäß Anspruch 1, in welchem die biologischen Produkte der Fotosynthese als Ketten von Traubenzuckermolekülen dargestellt werden, die unter anaeroben Bedingungen, gemäß folgender Formel für zyklisch-chemische Reaktionen, vergast und verbrannt werden, wobei die bevorzugte Methode für die Realisierung dieses Auffang-Wiederverwertungs-Prozesses organischer und anorganischer Substanzen in , im industriellen Maßstab dargestellt wird:
Prozess gemäß Anspruch 1, in welchem die biologischen Produkte der Photosynthese als Ketten von Traubenzuckermolekülen dargestellt und gemäß der folgenden Formel zyklisch-chemischer Reaktionen direkt verbrannt werden, wobei die bevorzugte Realisierungsmethode in , im industriellen Maßstab dargestellt wird.
Apparat gemäß einem der Ansprüche 1–4 und 9–11 ( ) und zwar eine Fotosynthese-Bioreaktoreinheit bestehend aus nebeneinander verpackten transparenten (lichtdurchlässigen) Leitkanälen, die so verbunden sind, dass Flüssigkeit unter Druck am unteren Ende einströmt, serpentinartig transportiert wird und dann am oberen Ende ausströmt wobei, um diese Flüssigkeit in einen Fotosynthesereaktor zu befördern, diese Flüssigkeit während des Transports einer externen Quelle von Lichtbestrahlung ausgesetzt wird.
Apparat gemäß Anspruch 5, bei welchem Fotosynthesebioreaktoreinheiten durch oben- und untenliegende Sammelrohrleitungen aufeinander gestapelt sind; wobei die obere Sammelleitung mit einem Gasentweichungsmechanismus (LC) verbunden ist.
Apparat gemäß Anspruch 6, in welchem individuelle Einheiten für Zwecke der Wartung senkrecht herausnehmbar sind.
Apparat gemäß Anspruch 7, in welchem eine Reihe von übereinander gestapelten Bioreaktoren die Ende zu Ende verbunden sind.
Ein energieerzeugender Fotosyntheseprozess gemäß Anspruch 1 oder 3 und , in dem Gas mit Kohlendioxyd von der Kraftstromerzeugung nach Reinigung für eine Absorption unter Druck in Säbehälter gepumpt wird; wobei die besäte Nährflüssigkeit unter Druck mit gelöstem Kohlenstoffdioxyd durch Fotobioreaktoren gepumpt wird; und die erzeugte Kohlenhydratsuspension zu einem Anaerobverdauensvorgang gepumpt wird; wobei der nebenerzeugte Sauerstoff der Fotosynthese als Brennstoff-Bestandteil des Kraftwerks verwendet wird; wobei gemäss einer Variante des Prozesses die erzeugte Kohlenhydraternte als Fotosynthesesuspension zunächst abgesetzt wird; wonach die obige Flüssigkeit nach Reinigung zu den Säbehältern gepumpt wird; wobei das abgesetzten Kohlehydrat zuerst durch Enzymklärung und dann einer Bioanaerob-Digestion unterzogen wird, womit dasr emittierte gereinigte Methan als Brennstoff-Bestandteil dem Kraftwerk zugeleitet wird; wonach, um Flüssignährstoff zurückzugewinnen, der gesammelte Bioschlamm für Verwertung in das Flüssigverwertungssystem geführt wird.
Ein Fotosynthese-energieerzeugender Prozess gemäss Anspruch 1 oder 2 und , wobei Gas mit Kohlendioxid aus einem Verbrennungsprozess nach Reinigung und Absorbierung durch einen Säbehälter in einen Fotobioreaktor gepumpt wird, wobei in einer Variante die Kohlenhydraternte zuerst abgesetzt wird; womit die obenstehende Flüssigkeit nach Reinigung und Sättigung mit Kohlendioxyd zum Säbehälter gepumpt wird; wobei die eingedickte Kohlehydratsuspension im Verflüssigungsbehälter in eine gärfähige, zuckerhältige Lösung umgesetzt wird, wonach durch die Zugabe von Hefe die Gärung erfolgt; wobei das emittierte Kohlendioxyd in den Fotobioreaktor zurückgeführt wird; wonach der Hefeinhalt im Gärbottich abgesetzt wird; wonach das geklärte obenliegende Gärprodukt destilliert wird; wonach hochprozentiger Alkohol mit Sauerstoff als Brennstoff für die Erzeugung von Kraftstrom verwendet wird.
Ein-Energieerzeugender Fotosyntheseprozess gemäß Anspruch 1 oder 3 und , wobei Kohlendioxidgas aus einem Verbrennungsprozess nach Reinigung zunächst durch einen Fotosynthesewachstumsprozess geschickt wird; wobei das aus Sauerstoff bestehendes Abgas dem Kraftwerk für den Verbrennungsprozess zugeführt wird, wonach die Biomasse des biologischen Wachstums mit anderen Quellen von Bioabfällen nach Desintegration und Verflüssigung zu einem Prozess der Anaerob-Digestion transportiert wird; wobei das abgegebene Methan nach Reinigung dem Kraftwerk als Brennstoff zugeführt wird; wonach der verbleibende Flüssignährstoff nach Reinigung zum Wachstumsprozess als Düngermittelbewässerung zurückgeführt wird
Ein Fotosynthesekraftstromsystem gemäß Anspruch 1 oder 4 und , , wobei Kohlendioxydgas aus einem Verbrennungsprozess nach elektrostatischer Aufladung des Schwebstaubs durch Koronaentladung und Trennung mittels entgegengesetzter aufgeladener und verpackter Shuttle-Betten der gereinigte Gasstrom unter Druck in Säbehältern absorbiert wird; wonach die besäte Nährflüssigkeit nach dem Passieren durch den Fotobioreaktor als eine Suspension der Fotosynthesekohlenhydrate zur ersten Kammer einer Filter/Kuchenpresse/Vakuumtrockner geschickt wird; wobei ein entwässerter Filterkuchen aus der ersten Filterkammer zur hydraulischen Kuchenpresse in der zweiten Kammer für eine weitere Entwässerung transportiert wird; wonach der bereits gepresste und teilentwässerte Kuchen zur dritten Kammer zum Thermal-Vakuum-Trocknen transportiert wird; wo das so entstandene getrocknete Festekohlenhydrat für die Verbrennung zusammen mit dem rückgeführten Sauerstoff aus dem Fotobioreaktor zum Kraftwerk transportiert werden.
Ein zyklisches Fotosynthesesystem gemäß Anspruch 1 und für die weitgehend solarenergie-unabhängige Herstellung von entsalztem Wasser (Trinkwasser) aus Meer- und Brackwasser; wobei Meer oder Brackwasser zusammen mit Kohlendioxyd aus einem Kraftwerk zu einem Fotobioreaktor geführt werden mit eingebetteten künstlichen Beleuchtungseinheiten, die durch die elektrische Energie des Kraftwerks für die Herstellung von Biomasse zum Leuchten gebracht werden; wobei Sauerstoff als Oxidationsmittel für die Verbrennung im Kraftwerk verwendet wird; wobei die Biomasse in Anaerobbioreaktoren Methangas als Brennstoff für das Kraftwerk produzieren; wobei Wassermoleküle, ursprünglich in dem Salzwasser als salzfreier Wasserdampf kondensiert, gereinigt und als Trinkwasser verwendet werden kann.
Prozesses gemäß Anspruch 13 und 8, wobei ein Vorgang für die Herstellung von entsalztem Wasser (Trinkwasser) aus Meer und Brackwasser, die Erzeugung von Biomasse und Strom durch Solarbestrahlung dient, wobei Trinkwasser erzeugt wird.
Systeme und Prozesse für den Auffang, der Reinigung, Filtration und zyklischen Rückführung von Flüssigkeiten gemäß Anspruch 1, wobei die Flüssigkeitsreinigung, Flüssigkeits-Recycling, Feststoffrückgewinnungssysteme und -Apparate umfassen, und zwar: durchlässige Filterbänder die auf flachen, durchlässigen Stützglieder intermittierend bewegt werden können; wobei, wenn im stationären Zustand, die obenliegenden vertikalbeweglichen Dichtungselemente die Peripherie des durchlässigen Stützgliedes des stationären Filterbands verschließen und abdichten; wobei in einer unteren Kammer die gereinigten Flüssigkeiten durch Abschnitte des Filterbands per Druckdifferenz strömen kann; wobei, als Alternative, die obere Ebene der versiegelten Abschnitte des stationären Filterbands mit integralen durchlässigen Filtrationsglieder ausgestattet werden können; wobei die Abschnitte des stationären Filterbands auf mehreren separat angeordneten waagerechten durchlässigen Stützglieder transportiert werden können; wobei, wenn im stationären Zustand, weitere unterschiedliche Verfahren mit den Flüssigkeitsreinigungsglieder oder den hinterbliebenen Feststoffen (Filterkuchen) durchgeführt werden können.
Zyklus-Flüssigkeitsreinigungssystem und -Apparate gemäß Anspruch 1 oder 15 und 6, bestehend aus VIER verschiedenen Stufen in Form von – Shuttleglieder aus verpackten Betten – Shuttleglieder mit gestreckten Oberflächen – Flüssigkeitsfiltrations-/Feststoffrückgewinnungseinheit – Filterbettregenerierungseinheit.
Feststoffrückgewinnungsgeräte gemäß Anspruch 15 und , bei welchen eine Vielzahl von Filterband-Abschnitten oder Flüssigreinigungsgliedern integral mit gesagten Abschnitten transportiert werden können; wodurch das Band auf eine Vielzahl von einzelnen stationären durchlässigen Unterstützungsgliedern gebracht werden kann; damit gleichzeitig eine Flüssigkeitsreinigung und/oder Filterkuchenbildung und/oder weitere charakteristische betriebliche Verfahren mit den Reinigungsgliedern oder den hintergelegten Feststoffen auf den einzelnen Abschnitten des Filterbands durchgeführt werden können.
Filterbettregenerierungseinheit gemäß Anspruch 16 und , d. h.: ein System des Gegenstromfeststoffwaschvorgangs der verwendeten Filterbetten aus Filterhilfsmitteln auf den Oberflächen der Shuttleerweitertenglieder 610 (Stufe 2) oder shuttle-verpackte Betten 605 (Stufe 1) die nach dem Entfernen in 612 (Stufe 4) regeneriert werden; wonach in Stufe 1 oder 2 die Feststoffe der regenerierten Betten aus Filterhilfsmittel durch Aufschwemmen wieder auf die Flächen der Shuttleglieder aufgebracht werden; wobei die Restflüssigkeiten der Regenerierungsvorgänge in Stufe 3 wieder gereinigt und für Zwecke der Bettentfernung- bzw. Gepacktbettenrückwaschvorgänge in Stufen 1, 2 verwendet werden.
Filterbettgegenstromwasch- und Regenerierungssystem gemäß Anspruch 18 und bei dem im Chargen-Gegenstrombetrieb das Ergebnis von Rührwerk- und Absetzvorgängen in Operationsbehältern D und 1–4, die Filterbetten durch Aufschwemmen auf den Flächen der Shuttleglieder wieder aufgebracht werden können.
Flüssigkeitsreinigungsgeräte gemäß Anspruch 15 und ; bei welchen Aerosole und Schwebestaub in Kraftwerkabgasen durch Koronaentladung elektrostatisch aufgeladen werden; wonach das Gas durch Betten von gegenaufgeladenen gekörnten oder pulverigen Material auf den gestreckten Filtergliedern und/oder verpackten Betteinheiten gereinigt wird
Flüssigkeitsreinigungsgerät und Feststoffrückgewinnungssystem gemäß Anspruch 15 oder 17 und 17a, genannt FILTER/KUCHEN PRESSE/VAKUUM TROCKNER; bei welchem die obenliegende vertikalbeweglichen Dichtungselemente die Peripherie der durchlässigen Unterstützungsglieder des stationären Filterbands verschließt und abdichtet; wobei eine oder mehrere separat positionierte und vertikalbewegliche Flachplatten, dichtend auf eine oder mehrere stationäre durchlässige Stützglieder pressen, wodurch Flüssigkeit aus den aufliegenden Filterbetten ausgepresst wird; wobei zusätzlich ein oder mehrere unter Vakuum stehende vertikalbewegliche Dichtungselemente mit oben- und untenliegenden hitzestrahlenden Heizelementen zum Zweck der Entfernung der Restflüssigkeit bzw. der Trocknung besagter Betten versehen ist.
Feststoffrückgewinnungsgeräte gemäß Anspruch 17 und 17a, genannt FILTER/VAKUUM-TROCKNER; bei welchen mehrere senkrechtbewegliche Dichtungselemente, die oberhalb von mehreren durchlässigen Filtration- und den von unten erhitzten Stützgliedern angebracht sind, welche mit obenliegenden Feststoffen beschichtet sind, und welche in geschlossener Position mehrere abgedichtete unter Unterdruck stehende Kammern bilden.
Feststoffrückgewinnungsgeräte gemäß Anspruch 17 und 17a; und zwar Einheiten, genannt UNIVERSAL FESTSTOFFGEWINNUNGS STSTEM, die ein oder mehrere separate senkrechtbewegliche deckelartigen Abdichtungselemente umfassen; wobei in geöffnetem Zustand eine oder mehrere Feststoffrückgewinnungsglieder ausgestattet mit erweiterter Oberfläche integral mit Segmenten des Filterbands hin und her transportiert werden können; wobei im Betrieb ein erweitertes Glied mit entwässerter Feststoffabfüllung über Umlenkrollen transportiert wird; wobei durch das Spreizen des Glieds Feststoffe abgeworfen und gesammelt werden; wonach, um den Arbeitsgang fortzusetzen, das benutzte Glied in die Regenerierungskammer 2 und gleichzeitig das schon regenerierte Glied in die Filtrationskammer 1 transportiert werden.
Feststoffrückgewinnungs-Geräte und -Systeme gemäß Anspruch 17 und , benannt FILTER TUNNEL TROCKNER, die aus senkrechtbeweglichen und stationären deckelartigen Dichtungselementen bestehen; wobei das erste stationäre senkrechtbewegliche Deckelelement als Flüssigkeitsfilter funktioniert; wobei, um die auf den zweiten durchlässigen erhitzten Stützgliedern liegenden Feststoffe konvektiv zu trocknen, das stationäre als konvektiver Trockner entwickelte, dichtende Deckelelement im Gang gesetzt wird; wobei, während des Betriebs, eine Suspension in die erste Kammer filtriert wird; wonach der Filterkuchen bei geöffneten Kammern in die zweite Kammer transportiert wird; wonach, bei abgedichteten Kammern, Heizgas unterhalb und oberhalb der Filterkuchen in den zweiten Kammer hineingepumpt wird; wonach ein getrocknete Filterkuchen aus den geöffneten Kammern ausgetragen und gesammelt wird; wonach der Gesamtzyklus wiederholt wird.
Zyklischer Auffangvorgang gemäß Anspruch 1 und , bei welchem in geschlossenen biologischen und physischen Systemen Quantität und Qualität von organischem und anorganischem Material in einem wesentlich aufgefangenen Zustand auf Langzeitbasis erhalten bleiben, wobei, nach dem Schema in 10, in einem biologischen Fotosyntheseverfahren die Kulturen von der Umwelt ausgeschlossen werden; wobei Nährflüssigkeiten für das Fotosynthesewachstum auf Dauer in universal Flüssigkeitsverarbeitungsanlagen aufrechterhalten und rückgeführt werden; wobei Abfallkohlehydrate der Fotosynthese zur Energiegewinnung eingesetzt werden; wobei das emittierende CO₂ gereinigt und zum Fotosyntheseverfahren zurückgeführt wird.
Dauerhafte selbstversorgende menschliche Kommunen mit Auffangzyklus-Prozessen gemäß jedem beliebigen Anspruch aus 1–25 und , bestehend aus einer Vielzahl von Fotosyntheseeinheiten und Rückführungsanlagen die für die Produktion von Brennstoff für Kraftwerke, Gartenbauerzeugnisse, Futtermittel und Kulturpflanzen geeignet sind; wobei eine dauerhafte Versorgung von Bevölkerungsgruppen mit dem Einsatz von zyklischen geschlossenen Systemen in Kommunen für die umfassende Aufbereitung und Wiederverwendung von Abwasser, Abgasen und Abfallfeststoffen gesichert ist; wobei zyklische Systeme für die Herstellung einer breitgefächerten Auswahl von Verbrauchs- und Konsumgütern sowie alle wesentlichen Energie- und Ernährungsbedürfnisse von menschlichen Lebensräumen produziert werden; wobei um ZERO Emissionen in der Umgebung zu gewährleisten identischen universellen Flüssigverarbeitungs-anlagen zur Verfügung gestellt werden.
Menschliche Siedlungen gemäss gemäß jedem beliebigen Anspruch aus 1–26 und , mit Einrichtungen und Prozessen für die Realisierung von menschlichen Lebensräumen in bisher dünn besiedelten oder menschenleeren Regionen der Erde gemäß der abgebildeten Beispiele potentieller Standorten solcher Lebensräume.
Menschliche Siedlungen gemäss Anspruch 26 und , , und zwar die Beschreibung einer Selektion von wesentlichen Prozessen der Flüssigkeitsreinigung und Feststoffrückgewinnung einschließlich Trinkwasser, Zucker und Nebenprodukten, Chemikalien und Pharmazeutische Produkte, und Bierherstellung und zwar mit einem für alle Anwendungen identischen universellen Flüssigkeitsreinigungs-System.