DE2321961A1 - Microorganism growth rate acceleration - by magnets introducing paramagnetic oxygen molecules to microorganisms - Google Patents

Microorganism growth rate acceleration - by magnets introducing paramagnetic oxygen molecules to microorganisms

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Abstract

The paramagnetic properties of oxygen are used to remove O2 from the atmospheric air and to introduce it to the fluid in an aeration tank of activated sludge treatment systems, or to microorganisms in the pharmaceutical, yeast or beer brewing industry. Magnets are arranged in a plane with pole shoes and magnetically soft iron plates either in or near the surface of the fluid to be aerated. Similar magnetic assemblies can be incorporated in agitators, scoops or screens. Oxygen will be absorbed at a higher rate in zones of high magnetic flux density. The growth rate of microorganisms can thereby be increased by nearly 50%. Existing plants can be improved by the addition of magnetic fields.

Description

Vergrößerung der Wachstumsraten von Mikroorganismen in Flüssigkeiten.Increasing the growth rates of microorganisms in liquids.

In der technischen Mikrobiologie u.a.in der Technik der biologischen Abwasserreinigung spielt die Frage, wie man hohe Wachstumsraten erreichen kann, die wirtschaftlich ausschlaggebende Rolle. Wesentlich bestimmend für die Höhe der Wachstumsraten ist die Sauerstoffmenge, welche der wässerigem Lösung mit den Mikroorganismen zur Verfügung gestellt werden kann. Bekannt ist in der Abwassertechnik u.a. das £elebtschlamm-und das Tropfkörperverfahren. In beiden Fällen sorgt man dafür,daß der Sauerstoff der Luft mit der Flüssigkeit in enge Berührung kommt, indem man fiir große Grenzflächen Abwasser-Luft sorfflt.In technical microbiology, among other things, in the technology of biological Wastewater treatment plays the question of how to achieve high growth rates, the economically decisive role. Essentially determining the amount of Growth rate is the amount of oxygen that the aqueous solution contains with the microorganisms can be made available. In wastewater technology, among other things, this is known Living sludge and trickling filters. In both cases one ensures that the oxygen in the air comes into close contact with the liquid by large wastewater-air interfaces.

Die geschieht beim Tropfkörper durch die relativ große Oberfläche und beim Belebtschlammbecken durch Kreisel oder andere Quirigeräte, welche die Flüssigkeit immer wieder mit der umgebenden Luft in Beriihrung bringen. Es sind auch Verfahren in Anwendung unter Druck Luft durch die Lösung wie bei einem ischaquarium strömen zu lassen. In neuerer Zeit hat man festgestgestellt, daß es wirtschaftlich möglich ist, reinen Sauerstoff der Flüssigkeit zuzuführen,weil dadurch die nach oen alten Verfahren benötigten räumlichen Abmessungen der r biqlogischen Abwässeranlagen um etwa 50% verkleinert werden können.Solche Sauerstoffanlagen sind sehr teuer, in Deutschland laufen erst einige Versuche an.This happens with trickling filters due to the relatively large surface and in the case of the activated sludge basin by means of gyroscopes or other whisking devices, which the liquid repeatedly bring into contact with the surrounding air. There are procedures too in use, air flowing through the solution under pressure as in an isha aquarium allow. More recently it has been found that it is economically possible is to add pure oxygen to the liquid, because it causes the old ones Process required spatial dimensions of the biological sewage systems Can be downsized by about 50%. Such oxygen systems are very expensive to use in Germany are only making a few attempts.

Die Erfindung beschäftigt sich mit dem gleichen Problem.Die Lösung besteht darin, daß der freie Sauerstoff der Luft durch magnetische Kräfte der Luft entnommen und in konzentrierter Form der Flüssigkeit und den Mikroorganismen zugeführt wird.Es ergibt sich dadurch-gegenüber den bekannten nur mit Luft arbeitenden Verfahren eine Wachstumsvergrößerung von fast 50%. Das ist deswegen so wesentlich,weil eine Erweiterung bestehender Anlagen durch die Anbringung geeigneter magnetischer Felder möglich wird.The invention deals with the same problem. The solution consists in that the free oxygen of the air by magnetic forces of the air taken and supplied in concentrated form to the liquid and the microorganisms It is the result of this - compared to the known processes which only work with air an increase in growth of almost 50%. This is so essential because one Expansion of existing systems by applying suitable magnetic fields becomes possible.

der paramagnetische Effektist ist eine bekannte physikalische Eigen schaft des Sauerstoffes. Bekannt ist die Anwendung dieses effektes bei der Messung des Sauer.stoffehaltes von Gasen,z.R.bei dem °2-messer "Oxymat" der Siemens ÅG.the paramagnetic effect is a known physical property shank of oxygen. The use of this effect is well known at the measurement of the oxygen content of gases, e.g. with the ° 2-knife "Oxymat" of the Siemens AG.

Die Luft besteht aus ca.80/ Stickstoff und ca0 204 Sauersteoff;Ttasser dagegen hat nur 0,8% gelösten Sauerstoff bei 10°C. Das ist der Grand dafür,daß bei den bekannten Verfahren hohe Umwälzgeschwindigkeiten der Flüssigkeit erforderlich werden,damit die an der Luft arbeitende Oberfläche möglichst groß ist.The air consists of about 80 / nitrogen and about 0 204 oxygen; Ttasser on the other hand it has only 0.8% dissolved oxygen at 10 ° C. That's the grand thing for that the known methods required high circulation speeds of the liquid so that the surface working in the air is as large as possible.

Der Hauptgedanke der Erfindung besteht darin,den naramagnetischen Charakter des O2 auszunutzen und magnetische Anordnungen und Ausführungen zu schaffen, welche dafür sorgen, daß der Flüssigkeit der Mikroorganismen mehr Sauerstoff aus der Luft zugeführt und in der Flüssigkeit erhalten bleibt als dies mit den bisher bekannten Methoden möglich ist.The main idea of the invention is to use the naramagnetic Exploiting the character of O2 and creating magnetic arrangements and designs, which ensure that the liquid of the microorganisms more oxygen supplied to the air and retained in the liquid than was previously the case known methods is possible.

Ein weiterer Gedanke der Erfindung die Konstruktion und der Aufbau von magnetischen Gittern, Sieben, Platten, Rinnen, Treppen, und Fördereinrichtungen.Der sich hier konzentrierende Sauerstoff wird von der bewegten Flüssigkeit mit und aufgenommen0 Die Umwälz-einrichtungen wie Rührwerke,Kreisel,Quirle,Schöpfräder oder Flüssigkeitspaternoster werden magnetisch entsprechend aufgebaut, sodaß der Sauerstoff der Luft immer wieder neu der Flüssigkeit zugeführt wird.Das kann u.a.Another idea of the invention is the design and structure of magnetic grids, sieves, plates, gutters, stairs, and conveyors Oxygen concentrating here is taken up with and by the moving liquid0 The circulation devices such as agitators, gyroscopes, whisks, paddle wheels or liquid paternosters are built up magnetically so that the oxygen in the air keeps coming back is newly added to the liquid.

dadurch geschehen,daß magnetische Gitter als Rührwerksflügel oder als Paternosterboden dienen.done in that magnetic grids as agitator blades or serve as paternoster floor.

Ein weiterer Gedanke der Erfindung die Anwendung bewegter manetischer Felder,um aus der Luft Sauerstoff auf die Oberfläche besw. in die Flüssigkeit zu pumpen.Die Bewegung kann mechanisch durch Bewegung der Magnete erfolgen,aber auch durch Elektromarete,welchen nacheinander der Magetisierungsstrom zugeführt wird.Another idea of the invention is the use of moving manetic Fields to transfer oxygen from the air to the surface esp. into the liquid too The movement can be done mechanically by moving the magnets, but also by electromarets, to which the magnetizing current is fed one after the other.

Die Erfindung kann sowohl mit Permanentmagneten als auch mit Elektromagneten realisiert werden.The invention can be used both with permanent magnets and with electromagnets will be realized.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung ist das magnetische Gitter wie bei den Fignnn 2,4 und 5 beschrieben.A special embodiment of the invention is the magnetic grid as described in FIGS. 2, 4 and 5.

Das magnetische Brett,aus deren Oberfäche die Feldlinien wie regel-oder unregelmäßig angeordneten Maulwurfhügelhervortreten,ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung.The magnetic board, from whose surface the field lines like rule-or protruding irregularly arranged molehills is another embodiment the invention.

Eine weitere wesentliche Ausführung der Erfindung ist die Anordnung magnetischer Körper,vorzugsweise in Kugelform, in räumlich aufoebauten nichtmagnetischen (Kunststoff-) Käfigen.Die Gitter sind so konstruiert,daß die Flüssigkeit an den Stellen vorzugsweise hoher Feldstärke durchsickert. Die Gitterkonstruktion sorgt dafür,daß die Magnete sich mechanisch nicht berühren können.Another essential embodiment of the invention is the arrangement Magnetic bodies, preferably in spherical form, in spatially structured non-magnetic ones (Plastic) cages. The grids are constructed in such a way that the liquid can reach the Make preferably high field strength seeps. The grid construction ensures that the magnets cannot mechanically touch each other.

Das Verfahren nach der Erfindung und siene Ausführungsformen können auch Anwendung in der pharmarzeutischen-,der Ferment- und der Hefe-und Bierindustrie finden.The method according to the invention and its embodiments can Also used in the pharmaceutical, ferment and yeast and beer industries Find.

io jeweils die magnetischen Körper und in welcher Form angebracht werden, hängt vom Jeweiligen Verfahren und siner ausführungsform ab.io each the magnetic body and in what form attached depends on the particular process and its design.

Für Belebtschlammbecken sind in Fig. 1 verschidene Anordnung gezeigt. Eine davon hefiniet sich kurz oberhalb des Flüssigkeitspegels.Various arrangements are shown in FIG. 1 for activated sludge basins. One of them is located just above the liquid level.

ber diese Gitterkonstruktion wird dann die Flüssigkeit gesprüht.The liquid is then sprayed over this grid structure.

Diese nimmt an der Stellen hoher Sauerstoffkonzentration den Sauerstoff in sich auf.This takes the oxygen at the points of high oxygen concentration in itself.

Das Verfahren nach der Erfindung kann durch viele magnetische Anordnungen realisiert werden. Einige interessante Ausführungsbeispiele sind in den Figuren 1 bis 5 näher beschrieben0 In den Fig. 2, 3 und 4 sind die Magnete mit 1, die Weicheisenschienen mit 2 und die Polschuche mit 3 bezeichnet. Die Verbindungsschiene 2 kann im Falle eines geschlossenen Gitters als Platte ausgebildet sein.The method of the invention can be implemented by many magnetic arrangements will be realized. Some interesting embodiments are in the figures 1 to 5 described in more detail0 In Figs. 2, 3 and 4, the magnets with 1, the soft iron rails with 2 and the pole sleeve with 3. The connecting rail 2 can in the case a closed grid be designed as a plate.

--ei offenem Gitter, durch welchen die Flüssigkeit ihrer 4eg findet, soll die Breite der Verbindungsstege so gewählt werden,daß der Öffnungs querschnitt auf der Polschuhseite, wo das Feld sich ausbreitet, etwa gleich dem Polschube auf der untern Seite, wo die Verbindungsstege liegen, ist. für die werden je nach der Aufgabe verschiedene Formen gewählt. Sie können abgesehen von ihrere Form als Schienen wie die Magnetschienen konstruiert sein. In Fig.5 sind solche Beispiele gezeigt. Es gibt dort durchgehende Polschuhschienen 3 ebenso wie Einzellpolschube 3 verschiedener Form.With an open grid, through which the liquid finds its 4eg, the width of the connecting webs should be chosen so that the opening cross-section on the pole shoe side, where the field spreads, is roughly the same as the pole thrust on the lower side where the connecting webs are , is. for the different forms are chosen depending on the task. Apart from their shape, they can be constructed as rails like the magnetic rails. Such examples are shown in FIG. There are continuous pole shoe rails 3 as well as individual pole sliders 3 of various shapes.

In Fig. 3 sind mit 4 Zwischenmagnete bezeichnet, welche zwischen Magnet 1 und Polschuh , so angeordnet sind,daR die Feldlinien zwischen den Magneten 1 und den Polschuben 3 aus der Ebene -Magnethöhe/Polschuhhöhe nach oben herausgedrängt werden. Dadurch tritt der bereits rrenannte Maulwurfshaufen-Effekt "der Feldlinien oberhalb der Platte auf,die deshalb auch vollkommen beispielsweise durch Kunststoff abgedeckt und geschlossen sein kann. Legt man eine solche Platte spiegelbildlich an die erste,so tritt auf beiden Seiten der zusammengesetzten Platte der "Maulwurfshaufen-Effekt" auf.In Fig. 3, 4 intermediate magnets are designated, which between magnet 1 and pole piece are arranged so that the field lines between magnets 1 and the pole shifter 3 pushed out of the level -magnet height / pole shoe height upwards will. This causes the already running molehill effect "of the field lines above the plate, which is therefore also completely, for example, made of plastic can be covered and closed. If you put such a plate in mirror image to the first, the "molehill effect" occurs on both sides of the composite panel on.

In Fig. 5 ist eine Gitterplatte nach der Erfindung gezeigt. Mit 1 sind die Magnetschienen, deren glaieche Pole alle in derselben Ebene liegen, z.B. in der Ebene der Verbindungsschienen 2, bezeichnet. Die Verbindungsscienen 2 tragen die Polschuhe oder Polschienen 3, die je nach Verwendung die verschiedenste Form haben können.Je nach Ausführungsart und Verwendungszweck kann die Flüssigkeit von oben nach unten und/oder in Richtung der Magnetschinen durch die Platte nach Fig.5 fließen.Sind die anete 4 der Fig.3 eingebaut, so wird die Platte zweckmäßig mit einer dünnen Kunstoffschicht abgedeckt,damit die I77,iiS-sigkeit über die Platte wegfließen kann.In Fig. 5 a grid plate according to the invention is shown. With 1 are the magnetic rails, the smooth poles of which are all in the same plane, e.g. in the plane of the connecting rails 2, designated. The connecting rails 2 wear the pole shoes or pole rails 3, which are different depending on the use Depending on the design and intended use, the liquid from top to bottom and / or in the direction of the magnetic rails through the plate If the anete 4 of Fig. 3 are installed, the plate is appropriate covered with a thin layer of plastic, so that the I77, iiS-igkeit over the plate can flow away.

in Fig.1 sind noch einige Ausführunsbeispiele von Gitteranordnungen in einem Becken gezeigt, welche für sich allein oder in Kombination angewandt werden können.Die horizontal und schräg liegenden Irittersie liegen teils in der Flüssigkeit und auch auf Flüssigkeitsniveausind in Fig. 5 beschrieben.Das eingezeichnete Quirlrad hat Schaufeln, die nach der Gitterkonstruktion der Erfindung aufgebaut sind0J)er eingezeichnete magnetische Kreis besteht aus einem entsprechend rrp bogenem STitter-der Fig.5.Aber an seiner Stelle können auch Schaufelräder angebracht sein,wobei die einzelnen Schaufeln wieder allS entsnrechenden Gitter oder Käfigkonstruktionen bestehen.In Fig.1 there are still some exemplary embodiments of grid arrangements shown in a pool, which are used alone or in combination The horizontal and inclined iritters are partly in the liquid and also on liquid levels are described in Fig. 5. The agitator wheel shown has blades constructed according to the lattice construction of the invention0J) er The drawn magnetic circuit consists of a stitter-der with a corresponding rrp arc Fig. 5. But paddle wheels can also be attached in its place, whereby the individual blades again consist of all corresponding grids or cage constructions.

Fiir bestimmte Zwecke ist es vorteilhaft magnetische Bander auf dem Prinzin der i. 5 zu bauen und sie zum Saiierstofftransnort zu verwenden.For certain purposes it is advantageous to have magnetic straps on the Prince of the i. 5 and use them for the transport of nutrients.

Claims (11)

Vergrößerung der Wachstumsraten von Mikroorganismen in Flüssigkeiten.Increasing the growth rates of microorganisms in liquids. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Vergrößerung der Wachstumsraten von Microorganismen in Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß unter Ausnutzung des paramagnetischen Effektes des Sauerstoffes magnetische Felder in oder in der Mähe der Flüssigkeit so angeordnet werden,daß mehr Sauerstoff aus der Luft der Flüssigkeit zugeführt wird.PATENT CLAIMS: 1. Process for increasing growth rates of microorganisms in liquids, characterized in that under utilization the paramagnetic effect of oxygen magnetic fields in or in the Mowing the liquid can be arranged so that more oxygen is removed from the air of the liquid is fed. 2.Verfahren nach 1 dadurch gekennzeichnet,daß die magnetischen Felder mechanisch oder elektrisch wandern.2.Verfahren according to 1, characterized in that the magnetic fields move mechanically or electrically. 3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete und ihre Polschuhe in Gitterform angeordnet sind.3. Arrangement for performing the method according to 1 and 2 thereby characterized in that the magnets and their pole pieces are arranged in a grid shape. 4. Anordnung nach 3 dadurch gekennzeichnet,daß die Magnete parallel zu einander angeordnet sind und daß auf der unteren Seite der Magneten,die dort Fleichnolig sind,Querverbindungen aus magnetisch leitendem Material liegen und daß auf diesen die Pol schuhe angeordnet sind.4. Arrangement according to 3, characterized in that the magnets are parallel are arranged to each other and that on the lower side of the magnets that there Fleichnolig, cross connections are made of magnetically conductive material and that on these the pole shoes are arranged. 5. Anordnung nach 3 dadurch gekennzeichnet,daß die unten liegenden Querverbindungen in ihrer Breite so gewählt sind,daß in etwa die offene Fläche auf der Oberseite des Gitters gleich der auf der tinterseite ist.5. The arrangement according to 3, characterized in that the underlying Cross connections are chosen in their width so that approximately the open area the top of the grid is the same as that on the ink side. 6.Anordnung nach 3 bis 5 dadurch gekennzeichnet,daß zwischen Polschuh(3) und Magnet (1) Gegenmagneten (4) derart gesetzt sin,daß die Feldlinien aus der Ebene nach oben heraustreten.6. Arrangement according to 3 to 5, characterized in that between the pole piece (3) and magnet (1) counter magnets (4) are set so that the field lines out of the plane step out upwards. 7. Anordnung nach 6 dadurch gekennzeichnet,daß die unteren Querverbindungen als geschlossene Platte ausgebildet sind.7. Arrangement according to 6, characterized in that the lower cross connections are designed as a closed plate. 8. Anordnung nach 5 bis 7 dadurch ekennzeichnet,daß die Gitterplatte durch einen auchlack oder kunststoff gegen die Flüssigkeit geschützt ist.8. Arrangement according to 5 to 7 characterized in that the grid plate is protected against the liquid by a lacquer or plastic. 9. Anordnung nach 6 bis 8 dadurch u.ekennzeichnet,daß die rTitterplatte mit magnetisch nicht leitendem Material ausgefüllt und abgedeckt ist.9. Arrangement according to 6 to 8 characterized in that the rTitterplatte is filled and covered with magnetically non-conductive material. 9.Anordnung nach 6 bis 8 dadurch sXekennzeichnet,daß iwei Platten spieselbildlich gegen einander zu einer Einheit zusammengefaßt sind.9. Arrangement according to 6 to 8 characterized in that iwei plates are mirror images of each other combined to form a unit. 10.AnordnunF zur Tiurchführung des Verfahren nach- 2 dadurch gekennzeichnet,daß ansich-bekannte mechanische Förder u./o. Verteilersvsteme angewandt werden, deren aktive Förderteite z.b. Flügelräder aber aus magnetischen Gittern nach einem der Anspriiche 3 bis 9 bestehen0 10.AnordnunF for carrying out the method according to 2, characterized in that well-known mechanical conveyors and / or. Distribution systems are used, their active funding side e.g. Impellers but made of magnetic grids according to one of the Claims 3 to 9 exist0 11. Anordnung zur Ausübung des Verfahrens nach 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß magnetische Körper in nicht magnetischen Käfigen gehalten werden.11. Order to carry out the procedure according to 1 and 2 characterized in that magnetic bodies are held in non-magnetic cages will.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2448507A1 (en) * 1979-02-12 1980-09-05 Central Intertrade Finance PROCESS FOR TREATING WATER, IN PARTICULAR AS A GROWTH PROMOTING AGENT AND A DISINTEGRATING DEVICE, AND DEVICE FOR CARRYING OUT THIS METHOD
FR2597468A1 (en) * 1986-04-17 1987-10-23 Nguyen Luong Toan Device for magnetising water (or any other liquid)
AT141U1 (en) * 1994-11-18 1995-03-27 Innutec Innovative Umwelt Tech METHOD AND DEVICE FOR TREATING MICROORGANISMS

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