DE19654030C2 - Textiler Aufwuchsträger, insbesondere für Organismen - Google Patents
Textiler Aufwuchsträger, insbesondere für OrganismenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen textilen Aufwuchsträger insbesondere für Organismen in
Bioreaktoren zur Abwasserbehandlung, bestehend aus einem flächigen Textilgebilde mit einer
gitter- oder streifenartigen Oberflächenstruktur, der eine extrem poröse Oberfläche mit einer
starken Grenzflächen-Erneuerung als Grundlage einer hohen mikrobiellen Aktivität verbindet.
Zur Beseitigung organischer Stoffe aus Abwässern werden in biologischen
Abwasserreinigungsverfahren als Reinigungsmedium Bakterien eingesetzt, deren
Konzentration bzw. Aktivität durch die Anwendung spezieller Aufwuchsmaterialien erhöht
werden kann.
In den letzten Jahren wurden textile Flächengebilde unterschiedlicher Konstruktion als
Trägermaterial eingesetzt. Die Aktivität der Organismen steigt dabei bis zu einem Optimum mit
der Intensität der Grenzflächenerneuerung durch verbesserte Versorgung mit Sauerstoff,
abbaubaren organischen Substanzen, Ammonium bzw. Nitrat. Als Aufwuchsträger werden
neben vielfältigen Plastprofilen verschiedene textile Flächengebilde verwendet, deren
Einsatzbereich sich ständig erweitert. Dabei handelt es sich um textile Tauchkörper aus
Synthesefasern, die in Form linearer und flächenförmiger Textilgebilde zum Einsatz kommen.
(Ringlace-System, Ökoband). Dieser bezeichnete Ringlace-Vorhang nach DE-OS 41 25 319
besitzt beispielsweise eine frottierartige Struktur, wobei zur Verbesserung der Anordnung in
Bioreaktoren die bändchenförmigen Frottierabschnitte durch dünne Drähte miteinander zu
einem Vorhang verbunden werden. Die textile Breitware weist am oberen Ende Ösen zur
Befestigung auf und wird am unteren Ende mit Gewichten beschwert oder befestigt. Durch die
relativ dichte feinfädige Oberfläche der Frottierstruktur kann bei diesem Trägermaterial nur im
beschränkten Umfang ein Biofilm gebildet werden, da die Sauerstoffversorgung der inneren
Schichten begrenzt ist. Weitere Nachteile ergeben sich daraus, daß die vorhangartige Struktur
durch die starre untere Befestigung in ihrer Lage fixiert ist, so daß ein Durchströmen im
Winkel zur Längsachse weitestgehend verhindert wird. Durch die geringe turbulente Diffusion
erhöht sich die Stärke der Prandtl-Grenzschicht.
In der DE-OS 44 44 331 wird ein Trägermaterial für Mikroorganismen für die biologische
Abluftreinigung vorgschlagen, bei dem der eigentliche Aufwuchsträger von Effektfäden
gebildet wird, die als freie Schußfadenabschnitte beidseitig aus einem bandförmigen Gewirke
herausragen.
Bei allen bisher aus dem Stand der Technik bekannten textilen Aufwuchsträgern bilden
feinfädige Bindungselemente in Form von Frottierschlingen oder Schußfadenabschnitten die
eigentlichen Anwuchsflächen mit den bereits oben aufgeführten Nachteilen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, einen gitterblattartigen voluminösen
Aufwuchsträger mit einer extrem porösen Oberfläche zu schaffen, der allseitig angeströmt
werden kann und der durch seine Struktur und Anordnung eine weitestgehend freie
Beweglichkeit im Wasser besitzt. Darüberhinaus soll der Anwuchsträger auch in Großanlagen
wirtschaflich und in der Handhabung leicht einsetzbar und austauschbar sein.
Gelöst wird die Aufgabe durch die in dem Anspruch 1 beschriebenen Erfindungsmerkmale.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 beschrieben.
Mit der Einbindung einer dreidimensionalen gitterartigen Maschenstruktur als Fadensystem in
Längs- und/oder Querrichtung in einem flächenartigen Textilgebilde ist es möglich, einen sehr
voluminösen Aufwuchsträger mit einer extrem porösen Oberflächenstruktur, mit der eine sehr
große Besiedelungsfläche für die Organismen gewährleistet wird. Durch den Einsatz von
Polypropylen-Plastbändchen für die Bildung der Maschenstruktur schwimmen die von dem
Aufwuchsträger gebildeten sogenannten Gitterblätter in eine vertikale Position auf. Diese sind
mit einfachen Mitteln in Schwingung zu versetzen, wodurch eine Anströmung im Winkel zur
Längsachse der Blätter erfolgt. Hierdurch wird der Sauerstoff und Substrattransport zu den
Besiedlungsflächen der Bakterien wesentlich verbessert.
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles nachfolgend näher beschrieben werden.
Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 die schematische Darstellung eines Abschnittes der Maschenstruktur,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Aufwuchsträgers als
Gewebe mit in Kettrichtung eingebundener Maschenstruktur,
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Aufwuchsträgers mit in Kett- und Schuß
richtung eingebundener Maschenstruktur,
Fig. 4 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Aufwuchsträgers als
Kettengewirke mit mäanderförmig eingebundener Maschenstruktur,
Fig. 5 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Aufwuchsträgers mit
eingearbeiteter Haltevorrichtung.
In der Fig. 1 ist ein Abschnitt einer seilartigen dreidimensionalen Maschenstruktur 1
dargestellt, die aus mehreren, beispielsweise vier in Längsrichtung verlaufenden Maschenreihen
2, 3, 4, 5 und Maschenstäbchen, die spiralförmig am Umfang angeordnet sind, gebildet. Die
Maschenreihen 2 bis 5 sind aus steifen bändchenförmigen Kunststoffmaterial, wie es
beispielsweise als Umreifungsband für Verpackungsautomaten eingesetzt wird, gebildet. Durch
den Einsatz des maschenbildenden Bandmaterials bestehen die Maschenreihen 2 bis 5 aus
relativ große Einzelmaschen, die innerhalb der Maschenstruktur 1 zu einem großen
Strangvolumen führen, da zwischen den Maschen innerhalb einer Maschenreihe 2, 3, 4, 5 und
zwischen den Maschen benachbarter Maschenreihen 2, 3, 4, 5 sehr große Distanzen vorhanden
sind, die für die eingesetzten Organismen eine große Besiedlungsfläche darstellen und die
besonders gut mit Sauerstoff durchströmt werden kann. Es ist jedoch auch möglich, die
dreidimensionale Maschenstruktur 1 als extrem grobe Rechts/Rechts-Struktur auszubilden.
Für die Bildung des erfindungsgemäßen Aufwuchsträgers ist die seilartige dreidimensionale
Maschenstruktur 1 gemäß Fig. 1 als mindestens ein Fadensystem eines textilen
Flächengebildes eingebunden. In der Fig. 2 ist die seilartige Maschenstruktur 1 beispielsweise
als Kettfadensystem 6 in einem Gewebe eingebunden, wobei der Abstand a zwischen den
Kettfäden 6 variierbar ist. Möglich ist auch, daß die Kettfäden 6 dicht aneinander liegen. Als
Schußfäden 7 werden vorzugsweise Fäden aus synthetischen Material, beispielsweise
Polyäthylenbänder von 30 mm Breite und 25 µm Dicke; eingesetzt, um den Flächenquerschnitt
des Gewebes an des Kreuzungspunkten der Kettfäden 6 und Schußfäden 7 zu dezimieren. Es
besteht aber auch die Möglichkeit, die für die dreidimensionale Maschenstruktur 1 eingesetzten
steifen Plastbänder gleichzeitig als Schußfäden 6 einzusetzen. Mit dem Einbinden der
Maschenstruktur 1 als Kettfäden 5 entstehen aufgrund der extrem porösen Oberfläche der
Maschenstruktur 1 entsprechend offenporige Flächenabschnitte 7 in Längsrichtung des
Aufwuchsträgers, in denen sich Organismen vorteilhaft ansiedeln und gleichzeitig eine
ausreichende Durchströmung garantiert wird. Bei einer besonders bevorzugten
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufwuchsträgers ist vorgesehen, daß die
Maschenstruktur 1 entsprechend der Fig. 3 gleichzeitig als Kett- und Schußfäden 5, 6
eingebunden ist, so daß ein besonders dicker, extrem offenporiger Aufwuchsträger und damit
einer bisher nicht erreichten umfangreichen Besiedlungsfläche für Organismen geschaffen wird.
Dabei kann der Abstand a zwischen den Kettfäden 5 und den Schußfäden 6 wiederum variiert
werden, um durch zusätzliche Hohlräume 8 das Volumen des Aufwuchsträgers zu erhöhen.
Möglich ist auch, daß die Kett- und Schußfäden 5 und 6 dicht aneinander liegen.
Der in der Fig. 4 gezeigte Aufwuchsträger besteht aus einem Kettengewirke 13,
vorzugsweise einem Rechts/Rechts-Kettengewirke, extrem grober Struktur, in dem mittels
Maschenstäbchen 10 die Maschenstruktur 1 mäanderförmig in Form von Querschüsse 9
eingebunden ist. Die Maschenstäbchen 10 bestehen vorteilhaft aus dem gleichen steifen
bändchenförmigen Material wie die Maschenstruktur 1, um einen genügend großen Abstand c
zwischen den einzelnen Querschüssen 9 zu gewährleisten. Mit dem Abstand c zwischen den
Querschüssen 9, der in jeder Reihe gleich oder unterschiedlich groß sein kann, wird die
erforderliche Dichtheit des Aufwuchsträgers bestimmt. Eine Erweiterung des Volumens des
Aufwuchsträgers und damit der Besiedlungsfläche für Organismen ist dadurch gegeben, daß zu
den mäanderförmig eingebundenen Querschüssen 9 zusätzliche parallel in Längsrichtung
verlaufende Maschenstrukturen 1 als Kettfäden 5 in dem Kettengewirke angeordnet sind.
Eine weitere Vergrößerung der Besiedlungsfläche für Organismen ist möglich, indem freie
Enden 11 der Maschenstruktur 1 als Kettfaden 5 bzw. Schußfaden 6 an den Rändern des
Aufwuchsträgers herausragen.
Für die Befestigung des Aufwuchsträgers am Reaktorboden bzw. für das Einhängen des
Trägers in den Reaktor können Stäbe, Rohre, Schläuche, Bänder 12 im
oberen und/oder unteren Bereich 14, 15 des Aufwuchsträger in Schußrichtung angeordnet
sind, die in festangeordnete Rahmen, Ösen oder andere geeignete Haltevorrichtungen am
Reaktor fixiert werden können. Vorteilhaft ist, daß derartige Halteeinrichtung 12 direkt im
Herstellungsprozeß des Aufwuchsträgers als Bindeelement Schuß eingearbeitet werden
können.
Weitere Möglichkeiten zur Schaffung eines voluminösen extrem porösen Aufwuchsträgers
bestehen darin, das zwei oder mehrere, gleichartig und/oder unterschiedlich gestaltete
Aufwuchsträger entsprechend der Fig. 2 bis 4 gleichzeitig übereinander angeordnet und
miteinander verbunden sind.
Claims (9)
1. Textiler Aufwuchsträger, bestehend aus einem flächenartigen Textilgebilde mit einer gitter-
oder streifenartigen Oberflächenstruktur, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein
Fadensystem aus einer seilartigen dreidimensionalen Maschenstruktur (1) aus steifem
bändchenförmigen Kunststoffmaterial besteht, in deren Bereichen voluminöse und
offenporige Flächenabschnitte (7) im Textilgebilde vorhanden sind, die die
Anwuchsflächen für Mikroorganismen bilden.
2. Textiler Aufwuchsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Maschenstruktur (1) als Bindungselement Schuß in Längs- und/oder Querrichtung
eingebunden ist.
3. Textiler Aufwuchsträger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Maschenstruktur (1) mäanderförmig in ein Kettengewirke (13) eingebunden ist, wobei die
Maschen (10) der Gewirkestruktur vorzugsweise aus steifen bändchenförmigen
Kunststoffmaterial bestehen.
4. Textiler Aufwuchsträger nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Maschenstruktur (1) in Längs- und/oder Querrichtung dicht nebeneinander angeordnet
ist.
5. Textiler Aufwuchsträger nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Maschenstruktur (1) in gleich oder unterschiedlich großen Abständen (a, b) in Längs-
und/oder Querrichtung eingebunden ist.
6. Textiler Aufwuchsträger nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Maschenstruktur (1) in bestimmten Längenabschnitten als freie Enden (11) herausragen.
7. Textiler Aufwuchsträger nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere
gleichartige oder unterschiedliche flächenartige Textilgebilde übereinander angeordnet
und verbunden sind.
8. Textiler Aufwuchsträger nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet dadurch, daß
der Aufwuchsträger blattförmig ausgebildet und im Abwasser vertikal schwingend
angeordnet ist.
9. Textiler Aufwuchskörper nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen
und/oder unteren Ende des Aufwuchsträgers (14, 15) Haltevorrichtungen 12 eingearbeitet
sind.
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