DE19808895A1 - Verfahren zur Veränderung der Konzentration von Inhaltsstoffen in einem Gas, insbesondere Raumluft, und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Veränderung der Konzentration von Inhalts­ stoffen in einem Gas, insbesondere Raumluft, bei welchem das Inhaltsstoffe enthal­ tende Gas in einer Wäschereinheit mit Flüssigkeit derart in Berührung kommt, daß die Flüssigkeit Inhaltsstoffe in ggf. umgewandelter Form aus dem Gas aufnimmt, und anschließend das derart gereinigte Gas an die Umgebung abgegeben wird. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Veränderung der Konzentration von Inhaltsstoffen in einem Gas, insbesondere Raumluft, und insbesondere zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Es sind derartige Verfahren sowie Vorrichtungen bekannt, die zur Reinigung von Gasen eingesetzt werden, welche mit verschiedenen Inhaltsstoffen beladen sind. Zu diesen Inhaltsstoffen zählen beispielsweise Kohlendioxid, Ammoniak, Stickoxyde (NO_x), Nitrate, Nitrite u. dgl. Insbesondere werden die bekannten Verfahren sowie Vorrichtungen zur Reinigung von Abluft aus landwirtschaftlichen oder industriellen Betrieben eingesetzt. Zu diesem Zweck wird beispielsweise als Wäschereinheit ein Rieselbettreaktor verwendet, in welchem die Inhaltsstoffe des Gases von einer Flüssigkeit aufgenommen werden und das gereinigte Gas anschließend wieder aus dem Reaktor geleitet wird. Die Inhaltsstoffe aus dem Gas reichern sich in der Flüssigkeit einerseits durch direkten Kontakt mit den Flüssigkeitsmolekülen an; andererseits werden die Inhaltsstoffe des Gases an Mikroorganismen, die auf Füllkörpern in dem Rieselbettreaktor wachsen, adsorbiert, anschließend von den Mikroorganismen mineralisiert und in umgewandelter Form an die Flüssigkeit abgegeben.

Nachteilig bzw. ungünstig bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Vor­ richtung ist, daß die Flüssigkeit mit der Zeit zunehmend mit Inhaltsstoffen aus dem Gas beladen wird und - unter Erhöhung der Betriebskosten - zeitig ausgetauscht werden muß. Demnach wird zwar das Gas bis zu einem bestimmten Grad gereinigt jedoch entsteht dann das Problem der Entsorgung der Flüssigkeit. Aus diesem Grunde eignet sich das bekannte Verfahren nur mäßig zum Einsatz in Büro- und Arbeitsräumen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, um auf einfache, kostengünstige und umweltfreundliche Weise die Konzentration von Inhaltsstoffen in einem Gas zu verändern, und insbesondere die Luftqualität in einem Raum zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei dem Verfahren der eingangs genannten Art die Flüssigkeit Mikroalgen enthält und daß Licht auf die Flüssigkeit geleitet wird, um die Mikroalgen zur photosynthetischen Aufnahme der Inhaltsstoffe unter Bildung von Sauerstoff anzuregen, welches anschließend ebenfalls an die Umgebung abgegeben wird.

Weiterhin wird die vorgenannte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei der Vorrichtung der eingangs genannten Art die Flüssigkeit Mikroalgen enthält und daß ein Abschnitt der Vorrichtung als Konversionsvorrichtung zur photosyn­ thetischen Aufnahme von Inhaltsstoffen aus der Flüssigkeit durch die Mikroalgen ausgebildet ist.

Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt wird, bei der Mikroalgen die aus dem Gas stammenden Inhaltsstoffe - die in der Flüssigkeit eventuell von Mikroorganismen oder aufgrund chemischer Prozesse noch umgewandelt worden sind - aufnehmen und diese unter Sauerstoffentwicklung verwerten bzw. unschädlich machen. Ob die Mikroalgen hierbei entweder noch in der Wäschereinheit oder in einer nachgeschalteten Konversionsvorrichtung beleuchtet werden, bestimmt sich je nach Ausführungsform der Erfindung. Das die Vorrichtung verlassende Gas enthält im Ergebnis somit nicht nur geringere Konzentrationen an Inhaltsstoffen, sondern ist auch mit Sauerstoff angereichert. Da zudem die Inhaltsstoffe in der Flüssigkeit im wesentlichen Maße von den Mikroalgen verwertet werden, stellt sich das Problem der Entsorgung der Flüssigkeit nicht. Die Mikroalgen und die von ihnen produzierten Stoffe sind demgegenüber unschädlich oder sogar weiter verwertbar.

Vorteilhafterweise findet die erfindungsgemäße Vorrichtung Anwendung bei der Reinigung von Raumluft in beispielsweise Büro- und anderen geschlossenen Arbeitsräumen. In diesen Räumen reichert sich durch die menschliche Atmung Kohlendioxid an, welches in höheren Konzentrationen insbesondere zu Auf­ merksamkeitsschwächen führen kann. Wird Raumluft in die erfindungsgemäße Wäschereinheit geleitet, nutzen die Mikroalgen in der Flüssigkeit dieses Kohlendi­ oxid bzw. die sich aus dem Kohlendioxid gebildete Kohlensäure, um daraus auf photochemischem Wege Biomasse sowie Sauerstoff zu bilden. Durch die Reinigung der Raumluft in der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden also gleichzeitig zwei positive Effekte erzeugt: Zum einen wird das Kohlendioxid aus der Luft entfernt und zum anderen Sauerstoff an die Umgebungsluft abgegeben, wodurch das Raumklima verbessert wird.

Neben dem Kohlendioxid können außerdem Staub, Keime, Sporen und andere Schadstoffe aus der Luft in der Flüssigkeit gebunden werden, wodurch das Raumklima weiter verbessert wird. Zudem kann trockene Raumluft durch Schaffung einer relativ großen Grenzfläche der Flüssigkeit mit der Umgebungsluft angefeuchtet und somit einer Austrocknung der Schleimhäute und einer Reizung der Bronchien und der Atemwege entgegengewirkt werden. Insbesondere in den Wintermonaten ist der Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung besonders von Vorteil, weil in dieser Zeit die Räume regelmäßig schlecht belüftet sind und die Luftfeuchtigkeit leicht unter einen kritischen, ungefähr bei 40% liegenden Wert sinkt.

Eine Umweltbelastung aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens scheidet weitgehend aus. Vielmehr kann die sich in der Wäschereinheit ansammelnde Algenbiomasse als Dünger z. B. für Zimmerpflanzen eingesetzt werden. Es ist bekannt, daß derartige Biomasse eine wachstumsfördernde und vitalisierende Wirkung auf Pflanzen hat.

Vorteilhafterweise ist die Wäschereinheit zumindest abschnittsweise als Blasensäu­ lenreaktor ausgebildet, bei dem das zu reinigende Gas vorzugsweise in einen unteren Bereich eingeleitet wird und beim Aufsteigen eine relativ lange Strecke in der Flüssigkeit zurücklegt, um mit dieser hinreichend lange zum Austausch der Inhaltsstoffe in Kontakt zu sein. Innerhalb der säulenartig aufgebauten Wäscher­ einheit können weitere Innensäulen angeordnet sein, die zu einer Zirkulation und Verwirbelung der Flüssigkeit und damit einer günstigeren Stoffübertragungsrate vom Gas auf die Flüssigkeit führen (sog. Airliftreaktor).

Einem kompakten, raumsparenden Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es förderlich, wenn die Konversionsvorrichtung zumindest einen Abschnitt der Wäschereinheit bildet. Ist beispielsweise die Wäschereinheit als Blasensäulenreak­ tor ausgebildet, in welchen auch Licht zur Anregung der Photosynthese eingetragen werden kann, muß lediglich das zu reinigende Gas in die Wäschereinheit - die gleichzeitig dann die als Photobioreaktor ausgebildete Konversionsvorrichtung darstellt - eingeleitet werden. Hierdurch ergibt sich ein denkbar einfacher Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Damit genügend Licht von außen auf die Mikroalgen in der Wäschereinheit fallen kann, sind die Wände der Wäschereinheit zumindest in dem Abschnitt, der die Konversionsvorrichtung bildet, vorteilhafterwei­ se aus einem transluzenten Material gefertigt.

Alternativ zu beispielsweise einem Blasensäulenreaktor kann die Wäschereinheit zumindest abschnittsweise als Rieselbettreaktor mit vorzugsweise darin enthalten­ den Füllkörpern ausgebildet sein, auf welchen Mikroorganismen in natürlicher Weise wachsen können. Die Füllkörper sind beispielsweise Kieselsteine, Lavamaterial, Kunststoffkörper oder bestehen aus einem sonstigen Material mit großer Ober­ fläche. Mit einem Rieselbettreator sind im Vergleich zu einem Blasensäulenreaktor oder einem Airliftreaktor höhere Gasdurchsätze möglich, da bei den letzteren das Gas immer die gesamte Flüssigkeitssäule durchströmen muß.

Bevorzugt fördert eine ggf. steuerbare Pumpe die Flüssigkeit von der Konversions­ vorrichtung zumindest teilweise zur Wäschereinheit, so daß die Flüssigkeit in der Vorrichtung zirkuliert. Ist die Wäschereinheit als Rieselbettreaktor ausgebildet, können die Füllkörper mit Hilfe einer steuerbaren Pumpe bedarfsgerecht mit der Flüssigkeit berieselt werden.

Vorteilhafterweise sind die Füllkörper in dem Rieselbettreaktor mit TiO₂ (Titandioxid) beschichtet, welches mit Hilfe von UV-Strahlung Schadstoffe wie Formaldehyd, Benzol, Zigarettenrauchkomponenten etc. unter Bildung von Wasser, Kohlendioxid und Salzen abbaut. Die beiden letzteren Produkte sind von den Mikroalgen vor­ teilhaft für ihr Wachstum verwertbar. Alternativ oder zusätzlich zu TiO₂ lassen sich auch andere Schadstoff abbauende Reagenzien einsetzen.

TiO₂ - bzw. ein anderes, ähnlich wirkendes Reagenz - entfaltet seine katalysierende Wirkung nicht nur, wenn es auf den Füllkörper haftet. Vielmehr kann TiO₂ auch alternativ oder zusätzlich direkt der Flüssigkeit zugegeben werden. Demzufolge läßt sich auch die Flüssigkeit in einem Blasensäulenreaktor oder einem Airlilftreaktor, die keine Füllkörper enthalten, mit TiO₂ anreichern.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zumindest ein Abschnitt der Konversionsvorrichtung separat von der Wäschereinheit angeordnet. Diese Anordnung bietet sich besonders dann an, wenn die Wäschereinheit - wie beispielsweise bei einem Rieselbettreaktor - eine nicht hinreichende Photosyn­ theseaktivität der Mikroalgen gestattet.

Vorteilhafterweise ist ein Zwischenabschnitt zwischen der Wäschereinheit und dem von der Wäschereinheit separaten Abschnitt der Konversionsvorrichtung vor­ gesehen. Dieser Zwischenabschnitt weist vorzugsweise mindestens eine Öffnung auf, durch welche das gereinigte Gas nach Durchlaufen der Wäschereinheit entweichen kann. Ist die Wäschereinheit oberhalb des Zwischenabschnitts angeordnet und schließt sich die Konversionsvorrichtung unterhalb des Zwischen­ abschnitts an, steigt der von den Mikroalgen produzierte Sauerstoff in der Flüssigkeit der Konversionsvorrichtung auf und verläßt - ggf. durch günstige Strömungsführung unterstützt - zusammen mit dem gereinigten Gas die Vorrichtung durch die Öffnung(en) des Zwischenabschnitts.

Vorteilhafterweise läßt sich der Eintrag bzw. der Durchsatz des zu reinigenden Gases in bzw. durch die Wäschereinheit steigern, wenn ein Ventilator oder eine Pumpe verwendet werden.

Als Lichtquelle für die als Photobioreaktor ausgebildete Wäschereinheit kann Sonnenlicht und/oder künstliches Licht verwendet werden. Wird die erfindungs­ gemäße Vorrichtung beispielsweise auf einem Fensterbrett eines Büroraumes aufgestellt, kann sowohl durch das Fenster einfallendes Sonnenlicht als auch künstliche Raumbeleuchtung die Photosynthese der Mikroalgen in der Flüssigkeit anregen. Alternativ oder zusätzlich läßt sich vorteilhafterweise eine künstliche Lichtquelle innerhalb oder außerhalb der Wäschereinheit anordnen.

Unter Umständen kann es vorteilhaft sein, die Mikroalgensuspension mit minerali­ schen Nährstoffen anzureichern. Als Stickstoff- bzw. Phosphorquelle kann beispielsweise Nitrat bzw. Phosphat zugesetzt werden. Aufgrund der Anwesenheit der mineralischen Nährstoffe wird die Aufnahme der Inhaltsstoffe seitens der Mikroalgen aus der Flüssigkeit gefördert.

Wenn die Inhaltsstoffe in der Flüssigkeit für ein anfängliches Algenwachstum nicht in ausreichenden Mengen vorliegen, werden bevorzugt Mikroalgen der Flüssigkeit zugesetzt.

Des weiteren können schadstoffabbauende Mikroorganismen der Flüssigkeit zugegeben werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Wäschereinheit keine Füllkörper enthält, welche die Besiedlung von Mikroorganismen fördern.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Flüssigkeit - kostengünstiges - Leitungswasser verwendet. Üblicherweise ist in diesem Falle keine Inokulation von Mikroalgen notwendig, so daß sich eine besonders einfache Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt. Ein Auf- bzw. Nachfüllen der Wäschereinheit ist mittels eines einzigen, bequem auszuführenden Handgriffs möglich.

Besonders vorteilhaft wird Meerwasser als Flüssigkeit eingesetzt, da die hohe Salzkonzentration in erhöhtem Maße Luftkeime (Pilzsporen, Bakterien etc.) abtötet und zudem eine allgemeine positive Wirkung auf die Atemwege hat. Hierzu wird bevorzugt eine relativ große Grenzfläche zwischen der Flüssigkeit in der Wäscher­ einheit bzw. der Konversionsvorrichtung und der Umgebung geschaffen.

Da mit der Zeit die Algenbiomasse durch fortwährende Photosynthese anwächst, ist ein kontinuierlicher oder intervallartiger Austausch der Algensuspension sowie ein Ersatz durch frisches Nährmedium, beispielsweise Leitungswasser oder Meerwasser, vorteilhaft. Wie schon erwähnt, kann die ausgetauschte Algensuspen­ sion z. B. als Dünger für Pflanzen verwendet werden. Insbesondere beim Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Arbeitsräumen kann dieser Dünger für eventuell vorhandene Zimmerpflanzen eingesetzt werden, wodurch ohne großen Aufwand ein positiver Nebeneffekt erzielt wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind im übrigen durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.

Im folgenden werden zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform in schematischer Seitenansicht; und

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform in schematischer Seiten­ ansicht.

Fig. 1 zeigt eine längliche, aufrecht aufgestellte Wäschereinheit 2, die als Blasensäulenreaktor ausgebildet ist und einen zylinderförmigen, nach oben offenen oberen Abschnitt 3 sowie einen sich unterhalb anschließenden, in dieser Aus­ führungsform konisch zulaufenden unteren Abschnitt 4 aufweist. In die Wäscher­ einheit 2 ist eine Flüssigkeit 5 gefüllt, in welcher Mikroalgen 22 suspendiert sind. Die Mikroalgen 22 sind entweder zugesetzt oder haben sich auf natürliche Weise in der Flüssigkeit 5 abgesetzt. In die Wäschereinheit 2 ist von oben eine Zuführ­ leitung 7 eingeführt, deren freies Ende 7A sich im Bereich der Spitze des unteren Abschnitts 4 der Wäschereinheit 2 liegt. Das andere freie Ende der Zuführleitung 7 ist an eine Pumpe 6 angeschlossen, die in der dargestellten Ausführungsform beispielsweise mit Kohlendioxid angereicherte Raumluft R (s. Doppelpfeile) ansaugt.

Die über die Pumpe 6 und die Zuführleitung 7 in die Flüssigkeit 5 eingetragene Raumluft R steigt von dem freien Ende 7A der Zuführleitung 7 bis zur Flüssigkeits­ oberfläche auf und kommt hierbei entlang dieser Strecke mit der Flüssigkeit 5 in Berührung. Aufgrund dieses Kontaktes nimmt die Flüssigkeit 5 Kohlendioxid und andere Inhaltsstoffe aus der Raumluft R auf. Die gereinigte Raumluft G steigt auf (s. geschlängelte Pfeile) und tritt aus der Vorrichtung in die Umgebung aus. Das Kohlendioxid und die anderen Inhaltsstoffe in der Flüssigkeit hingegen werden - ggf. nach Umwandlung durch Mikroorganismen und/oder aufgrund chemischer Zusatzstoffe - von den Mikroalgen 22 auf photosynthetischem Wege unter Bildung von Sauerstoff S aufgenommen. Zur Förderung der Photosynthese bestehen die Wände der Wäschereinheit 2 aus transluzentem Material. Die Wäschereinheit 2 stellt somit zugleich eine als Photobioreaktor ausgebildete Konversionsvorrichtung 2 dar. Als Lichtquelle dient Sonnenlicht und/oder Raumlicht L. Ebenfalls ist eine in der Wäschereinheit 2 angeordnete Lichtquelle einsetzbar (nicht dargestellt).

Von den Mikroalgen 22 photosynthetisch erzeugter Sauerstoff S reichert sich in der Flüssigkeit 5 an und steigt teilweise auf (s. gerade, durchgezogene Pfeile), um anschließend mit der gereinigten Raumluft G (s. einfach geschlängelte Pfeile) aus der Flüssigkeit 5 in die Umgebung auszutreten. Im Ergebnis wird somit die Konzen­ tration von Kohlendioxid und anderen Schadstoffen - wie beispielsweise Staub, Keime, Sporen - in der Raumluft R reduziert, während sich der Sauerstoffanteil erhöht.

Als Flüssigkeit 5 kann beispielsweise einfaches Leitungswasser verwendet werden. Dies hat den Vorteil, daß in vielen Fällen keine Mikroalgen 22 inokuliert werden müssen, da diese schon in kleinen Mengen im Leitungswasser enthalten sind oder über die Raumluft eingetragen werden. Auch hat sich Meerwasser aufgrund seiner keimtötenden Wirkung sowie seinen positiven Eigenschaften im Hinblick auf die Atemwege bewährt.

Zusätzlich kann TiO₂ (Titandioxid) in freier Form der Flüssigkeit 5 zugesetzt sein, welches sich als sehr wirksam im Abbau von Schadstoffen wie Benzol, Formalde­ hyd, aber auch Bestandteilen im Zigarettenrauch erwiesen hat. Auch ähnlich wirksame Reagenzien sind einsetzbar. Da TiO₂ zur Katalyse UV-Licht benötigt, bestehen die transluzenten Wände der Vorrichtung bevorzugt aus einem UV-durch­ lässigen Material, beispielsweise Acrylglas.

Während bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform die Wäschereinheit 2 gleichzeitig als Konversionsvorrichtung verwendet wird, zeigt Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Wäschereinheit 12 von der Konversionsvorrichtung 20 räumlich getrennt angeordnet ist. Hierbei sind in der dargestellten Ausführungsform die als Rieselbettreaktor ausgebildete Wäscher­ einheit 12 und die als Photobioreaktor ausgebildete Konversionsvorrichtung 20 übereinander in einem im wesentlichen zylinderförmigen und aufrecht stehenden Gehäuse 15 angeordnet. In die Wäschereinheit 12 sind Füllkörper 13 aus beispielsweise Kunststoff oder einem natürlichen Material mit großer Oberfläche gefüllt, damit sich Mikroorganismen in der Wäschereinheit 12 in großer Zahl ansiedeln können.

Die Konversionsvorrichtung 20 läuft nach unten hin kegelförmig zu; von der Spitze führt eine Leitung 32 aufwärts und mündet oberhalb der Füllkörper 13 in die Wäschereinheit 12. Mittels einer in die Leitung eingefügten Pumpe 30 wird Flüssigkeit 5 (in gestrichelten Pfeilen dargestellt) - wie bei der ersten Ausführungs­ form z. B. Leitungs- oder Meerwasser - von der Konversionsvorrichtung 20 zur Wäschereinheit 12 gepumpt und dort rieselnd auf die Füllkörper 13 geleitet. Oberhalb der Wäschereinheit 12 ist ein Ventilator 10 angeordnet, welcher zu reinigende Raumluft R aus der Umgebung zur Wäschereinheit 12 fördert (s. umrandete Pfeile). Die Raumluft R und die Flüssigkeit 5 werden somit im Gleich­ stromprinzip durch die Wäschereinheit 12 geführt. Die Flüssigkeit 5 nimmt dabei Inhaltsstoffe aus der Raumluft R auf, wobei diese entweder direkt oder nach Mineralisation durch die in der Wäschereinheit 12 und insbesondere den auf den Füllkörpern 13 vorhandenen Mikroorganismen auf die Flüssigkeit übertragen werden.

Die Füllkörper 13 können zusätzlich mit TiO₂ beschichtet sein, wobei das TiO₂ dieselben Wirkungen wie frei zugesetztes, z. B. in Pulverform vorliegendes TiO₂ entfaltet (s. erste Ausführungsform). Damit eine genügend hohe UV-Strahlungsdosis für das TiO₂ zur Photokatalyse zur Verfügung steht, bestehen die Wände des Gehäuses 15 im Bereich der Wäschereinheit 12 aus einem transluzenten, UV-durchlässigen Material wie beispielsweise Acrylglas.

Alternativ oder zusätzlich zu einer TiO₂-Beschichtung der Füllkörper 13 kann auch freies TiO₂ - wie schon im ersten Ausführungsbeispiel - der Flüssigkeit 5 zugesetzt sein.

Die von Inhaltsstoffen weitgehend gereinigte Raumluft G (dargestellt in einfach ge­ schlängelten Pfeilen) verläßt die Vorrichtung durch Öffnungen 19, die seitlich in einem hohlen Zwischenabschnitt 18 zwischen der Wäschereinheit 12 und der Konversionsvorrichtung 20 angeordnet sind.

Nach Durchlaufen der Wäschereinheit 12 tropft die nun mit - ggf. mineralisierten - Inhaltsstoffen beladene Flüssigkeit 5 durch den Zwischenabschnitt 18 in die Konversionsvorrichtung 20 (s. gestrichelte Pfeile). Auch die Wände der Konver­ sionsvorrichtung 20 bestehen aus einem transluzenten Material, so daß Außenlicht in die Konversionsvorrichtung 20 einfallen kann. Da somit sowohl die Wäscher­ einheit 12 als auch die Konversionsvorrichtung 20 vorteilhafterweise transluzente Wände enthalten, kann das Gehäuse einstückig aus beispielsweise Acrylglas hergestellt sein.

Die in der zweiten Ausführungsform zirkulierende Flüssigkeit 5 enthält Mikroalgen 22, welche - vornehmlich in der Konversionsvorrichtung 20, zum Teil aber auch schon in der Wäschereinheit 12 - die Inhaltsstoffe der Flüssigkeit 5 auf photosyn­ thetischem Wege umwandeln. Der von den Mikroalgen 22 in der Konversionsvor­ richtung 20 produzierte Sauerstoff S steigt auf (s. die geraden, durchgezogenen Pfeile) und verläßt die Vorrichtung, ebenso wie die gereinigte Raumluft G, überwiegend durch die Öffnungen 19 in den Seiten des Zwischenabschnitts 18. Diese gerichtete Austragung der gereinigten Raumluft G sowie des Sauerstoffs S wird durch den vom Ventilator 10 erzeugten Luftstrom unterstützt.

Anstelle der Raumluft R kann auch jedes andere verunreinigte Gas mit Hilfe der beiden dargestellten Ausführungsbeispiele gereinigt werden.

In einer weiteren Ausführungsform (nicht dargestellt) kann ein Abschnitt der Wäschereinheit als Blasensäulenreaktor und ein anderer Abschnitt als Rieselbett­ reaktor ausgebildet sein. Prinzipiell eignet sich als Wäschereinheit jede Vorrichtung, die einen direkten oder indirekten Übertrag von Inhaltsstoffen vom zu reinigenden Gas in die Mikroalgensuspension ermöglicht.

Claims (26)

1. Verfahren zur Veränderung der Konzentration von Inhaltsstoffen in einem Gas (R), insbesondere Raumluft, bei welchem das Inhaltsstoffe enthaltende Gas (R) in einer Wäschereinheit (2; 12) mit Flüssigkeit (5) derart in Berührung kommt, daß die Flüssigkeit (5) Inhaltsstoffe in ggf. umgewan­ delter Form aus dem Gas (R) aufnimmt, und anschließend das derart gereinigte Gas (G) an die Umgebung abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit (5) Mikroalgen (22) enthält und daß Licht (L) auf die Flüssigkeit (5) geleitet wird, um die Mikroalgen (22) zur photosynthetischen Aufnahme der Inhaltsstoffe unter Bildung von Sauerstoff (S) anzuregen, welches anschließend ebenfalls an die Umgebung abgegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu reinigende Gas (R) einen Blasensäulen­ reaktor (2) oder einen Airliftreaktor durchläuft, welcher zumindest einen Abschnitt der Wäschereinheit (2; 12) bildet und in welchen Flüssigkeit (5) eingefüllt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit (5) zumindest in einem Abschnitt der Wäschereinheit (2; 12) mit Licht bestrahlt wird, welcher als Konversionsvorrichtung zur photosynthetischen Aufnahme von Inhaltsstoffen seitens der Mikroalgen (22) verwendet wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zu reinigende Gas (R) einen zumindest einen Abschnitt der Wäschereinheit (2; 12) bildenden Rieselbettreaktor (12) durchläuft, wobei die Flüssigkeit im Rieselbettreaktor (12) ggf. auf Füllkörper (13) aus Kieselsteinen, Lavamaterial, Kunststoff oder einem sonstigen Material geleitet wird, auf deren Oberfläche Mikroorganismen in natürlicher Weise wachsen können.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zu reinigende Gas (R) und die Flüssigkeit (5) den Rieselbettreaktor (12) im Gleich- oder im Gegenstromprinzip durchlaufen.

6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die Flüssigkeit (5) von der Wäschereinheit (2; 12) zu einer separaten Konversionsvorrichtung (20) geführt wird, in welcher die Mikroalgen (22) Inhaltsstoffe unter Lichteinfluß aufnehmen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit (5) von der Konversionsvor­ richtung (20) zumindest teilweise zur Wäschereinheit (2; 12) zurückgeführt wird.

8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu reinigendes Gas (R) mittels einer Pumpe (6) oder eines Ventilators (10) zu der bzw. durch die Wäschereinheit (2; 12) geleitet wird.

9. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle Sonnenlicht und/oder minde­ stens eine künstliche Lichtquelle (L) verwendet wird, wobei die künstliche Lichtquelle innerhalb und/oder außerhalb der Wäschereinheit (2; 12) bzw. der Konversionsvorrichtung (20) angeordnet ist.

10. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ,gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit (5) Leitungswasser oder Salzwasser verwendet wird.

11. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeit (5) mineralische Nährstoffe und/oder Mikroalgen (22) und/oder Mikroorganismen zugesetzt werden.

12. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit (5) kontinuierlich oder in Inter­ vallen ausgetauscht wird.

13. Vorrichtung zur Veränderung der Konzentration von Inhaltsstoffen in einem Gas (R), insbesondere Raumluft, und insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Wäschereinheit (2; 12), in welcher Flüssigkeit (5) mit dem zu reinigenden Gas (R) in Berührung gebracht wird, wobei die Flüssigkeit (5) Inhaltsstoffe aus dem Gas (R) in ggf. umgewandelter Form aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit (5) Mikroalgen (22) enthält und daß ein Abschnitt der Vorrichtung als Konversionsvorrichtung (2; 20) zur photosynthetischen Aufnahme von Inhaltsstoffen aus der Flüssigkeit (5) durch die Mikroalgen (22) ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wäschereinheit (2; 12) zumindest abschnittsweise als Blasensäulenreaktor (2) oder als Airliftreaktor ausge­ bildet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Konversionsvorrichtung (2; 20) zumindest einen Abschnitt der Wäschereinheit (2) bildet.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Wäschereinheit (2) zumindest im als Konversionsvorrichtung (2) ausgebildeten Abschnitt aus einem transluzenten Material bestehende Wände aufweist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Wäschereinheit (2; 12) zumindest abschnittsweise als Rieselbettreaktor (12) ausgebildet ist, von welchem die Flüssigkeit zur Konversionsvorrichtung (20) gelangt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch in den Rieselbettreaktor (12) eingefüllte Füllkörper (13), auf deren Oberfläche Mikroorganismen in natürlicher Weise wachsen können.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, gekennzeichnet durch eine ggf. steuerbare Pumpe (30) zur Förderung der Flüssigkeit von der Konversionsvorrichtung (20) zurück zum Rieselbett­ reaktor (12).

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllkörper (13) im Rieselbettreaktor (12) mit TiO₂ oder einem sonstigen schadstoffabbauenden Reagenz beschichtet sind.

21. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeit (5) TiO₂ oder ein sonstiges schadstoffabbauendes Reagenz zugesetzt ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Abschnitt der Konversionsvor­ richtung (20) separat von der Wäschereinheit (2; 12) angeordnet ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch einen Zwischenabschnitt (18) zwischen der Wäscher­ einheit (12) und dem von der Wäschereinheit (12) separaten Abschnitt der Konversionsvorrichtung (20), wobei der Zwischenabschnitt (18) mindestens eine Öffnung (19) zum Entweichen des gereinigten Gases (G) nach Durch­ laufen der Wäschereinheit (12) sowie ggf. des von den Mikroalgen (22) produzierten Sauerstoffs (S) aufweist.

24. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche bis 13 bis 23, gekennzeichnet durch eine Pumpe (6) oder einen Ventilator (10) zur Förderung des zu reinigenden Gases (R) zur Wäschereinheit (2; 12).

25. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 24, gekennzeichnet durch eine künstliche Lichtquelle innerhalb und/oder außerhalb der Konversionsvorrichtung (2; 20).

26. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 25, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum kontinuierlichen und/oder inter­ vallartigen Austauschen bzw. Reinigen der Flüssigkeit (5).