DE2358701A1

DE2358701A1 - Vorrichtung zur aufzucht von algen

Info

Publication number: DE2358701A1
Application number: DE2358701A
Authority: DE
Inventors: Winfried Selke
Original assignee: Erno Raumfahrttechnik GmbH
Current assignee: Erno Raumfahrttechnik GmbH
Priority date: 1973-11-24
Filing date: 1973-11-24
Publication date: 1975-06-05
Also published as: DE2358701B2; FR2252052B3; GB1451699A; FR2252052A1; DE2358701C3

Description

73~E IV-43 . ; 28 Bremen, den 22. November 1973

Meineeke/ife

ERNO Raumfahrttechnik
Gesellschaft mit beschränkter Haftung

Vorrichtung zur Aufzucht von Algen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufzucht von Algen, vorzugsweise unter zumindest zusätzlicher Verwendung künstlicher Lichtquellen. ·

Es ist bekannt, daß Algen mehr als fünfzig Prozent Protein enthalten und daher von großem ernährungspolitischeri Interesse sind. Die Wachstumsbedingungen für Algen sind allerdings nicht nui* von geeigneten im Wasser gelösten Nährstoffen, sondern auch von den für die Photosynthese erforderlichen Beleuchtungsverhältnissen abhängig.

Geeignete Nährstoffe für Algen faller, u.a. als Öxidationsproäukte in aerogeklärten Abwässern an. Dabei bewirkt die Aufnahme dieser Oxidatioiiftprodukte durch die Algen eine weitgehende Enthärtung, aber auch eine Entkeimung des Wassers, so daß die Verwendung von Algen bei der Wasεerreinigung eine Alternative zur chemischen Fäl—.

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lung der Oxidationspi^odukte darstellt. Die Qualität des so gerei— nigten Wassers erlaubt nach Aufbereitung eine Wiedereinspeisung in das Trinkwasserversorgungsnetz.

Aufgrund der ungünstigen natürlichen Beleuchtungsverhältnisse in Mitteleuropa setzt allerdings eine wirtschaftlich vertretbare Anwendung des Wasserreinigungsverfahrens mit Hilfe von Algen die Verwendung von künstlichen Lichtquellen voraus. Dabei wächst mit der Beleuchtungsstärke die fotochemische Wirksamkeit des Lichts, die allerdings einem Sättigungswert zustrebt, so daß mit einem' weiteren Ansteigen der Beleuchtungsstärke kein Gewinn der fotocheraisehen Wirksamkeit mehr erreichbar ist.

Es ist ferner bekannt, daß sich bei großen Beleuchtungsstärken allerdings ein intermittierender HeIl~Dunkelbetrieb vorteilhaft auswirken kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Aufzucht von Algen anzugeben, die insbesondere unter Verwendung künstlicher Lichtquellen einen wirtschaftlichen Betrieb gewährleistet. Erfindungsgemäß ist eine solche Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Strömungskanal für die Algen und geeignete Nährstoffe enthaltendes Wasser aufweist, der wechselweise invorzugsweise künstlichbeleuchtete Zonen und Dunkelzonen unterteilt ist. Die Dunkelzonen sollen dabei langer sein als die beleuchteten Zonen, vorzugsweise etwa zehnmal so lang. Es ist zweckmäßig, den Ströroungskanal in geeigneten Abständen mit Fenstern zu versehen, durch die eine vorzugsweise gerichtete Belichtung des den Kanal durchströmenden Kassers erfolgt. Der zur Belichtung erforderliche Lichtstrom kann durch künstliche Lichtquellen erzeugt sein, die zweckmäßig so ausgewählt sind, daß das von ihnen ausgestrahlte Spektrum dem für die Photosynthese durch die Algen erforderlichen Ensrgiebereich angepaßt ist.,

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der StrÖniungskanal in einen

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Behälter eingebaut, der durch wechselweise mit·zwei einander gegenüberliegenden. Wänden verbundene Querschotten den Strömungskanal bildet. Dabei können die Querschotten gleichzeitig als keilförmige Lichtschächte ausgebildet sein, an deren einem Ende künstliche Lichtquellen angeordnet sind, und-..die seitlich Fenster aufweisen, durch die über im Innern der Liehtschächte angeordnete Spiegel das Licht in den Strömungskanal geleitet ist. Eine andere Ausführungsform weist unterhalb des Behälters künstlich beleuchtete Liehtschächte. mit Spiegeln auf, über die das Licht durch im Boden des Behälters angeordnete Fenster in den Strömungskanal geleitet ist. Zweckmäßig sind die Liehtschächte auf ihrer Innenseite mit Ausnahme der Fenster verspiegelt. -

Es hai: sich als vorteilhaft herausgestellt, zusätzlich entlang dem Strömungskanal eine Belüftung des den Kanal durchströmenden Wassers vorzusehen. Die Belüftungseinrichtung ist dabei zweckmäßig entlang den Querschotten angeordnet. ,

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufzucht von Algen kann als eine der aeroben Klärstufe nachgeschaltete Stufe in einer Abwasserreinigungsanlage verwendet sein.

Eine derartige Vorrichtung zur Aufzucht von Algen weist erhebliche Vorteile dadurch auf,daß bei ihr leistungsstarke Lampen mit hoher Lichtausbeute kontinuierlich betrieben werden können, da die Gesamtanlage als solche'kontinuierlich arbeiten kann, wobei die Strömungskanallänge und die mittlere Strömungsgeschwindigkeit- so aufeinander abgestimmt werden,- daß die Verweilzeit des Wassers im Strömungskanal gleich der erforderlichen Reaktionszeit ist.

In den beigefügten Zeichnungen sind zwei Aüsführungsförraen der erfindimgsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Und zwar zeigen:

1 eine Vorrichtung, bei der die Querschotten als Liehtschächte ausgebildet sind,

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Figur 2 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung, bei der die Licht— schächte unterhalb des Strömungskanals angeordnet sind und

Figur 3 einen Schnitt durch die Figur 2 nach der Schnittlinie III/III.

In einem Behälter 1 sind wechselweise mit den Seitenwänden 2 bzw. 3 verbundene Querschotten 4 eingebaut, die einen Strömungskanal 5 bilden. Dieser Strömungskanal 5 ist einerseits mit einem Wasser~ einlaß 6 andererseits mit einem Wasserauslaß 7 verbunden. Die Strömungsrichtung des Wassers ist durch Pfeile 8 dargestellt. Die Querschotten 4 sind als keilförmige Hohlräume ausgebildet, an deren einem Ende Lichtquellen 9 im Brennpunkt von Parabolspiegeln 10 angeordnet sind. Die keilförmigen Wände, der Querschotten 4 weisen in geeigneten Abständen Fenster 11 auf, hinter denen im Innern der Querschotten Spiegel 12 angeordnet sind, die das von der Lichtquelle 9 ausgestrahlte Licht als schmale Lichtbänder in Richtung der Pfeile 13 i.n den Strömungskanal leiten.

Bei dieser Anordnung durchströmt das Wasser im Strömungskanal nacheinander schmale belichtete Zonen und breite dunkle Zonen, deren Längenverhältnis durch Abstand und Breite der Fenster 11 festgelegt ist.

Bei der Vorrichtung nach Figur 2 und 3 bildet wiederum ein Behälter 21 mit einer Wassereintrittsöffnung 26 und einer Wasseraustrittsöffnung 27 durch wechselweise mit den Seitenwänden 22 bzw. 23 verbundenen Querschotten 24 einen Strömungskanal 25· In den Boden des Behälters 21 sind schmale Fenster 31 eingelassen. Unterhalb des Behälters 21 sind keilförmige Lichlschächte 34 angeordnet, an deren einem Ende Lichtquellen 29 im Brennpunkt von Parabolspiegeln 30 vorgesehen sind. Auf der Unterseite dieser Lichtachächte 34 sind im Bereich der Fenster 31 Spiegel 32 befestigt, über die das von der Lichtquelle 29 ausgestrahlte Licht durch die Fenster 31. als schmales Lichtband in den Strömungskanal 2.5 in Richtung der

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Pfeile 33 geleitest wird. Entlang den Querschotten 24 und den Seitenwänden 22 bzw. 23 sind im Boden des Behälters 21 Belüftungs-» schläuche 35 verlegt, die zur Belüftung des den Strömungskanal in Richtung des Pfeiles 28 durchströmenden Wassers dienen. Diese Belüftung bewirkt eine quer zur Hauptstromriehtung liegende Bewegung des Wassers und verhindert damit weitgehend ein Beschlagen der Wände des Strömungskanals und der Fenster,

Patentansprüche -

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Claims

73-E IV-43 · 2δ Bremen, den 22. November 1973

Meinecke/we

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Patentansprüche

/l.J Vorrichtung zur Aufzucht von Algen, dadurch g e k e η η ~

zeichnet, daß sie einen Strömungskanal (5; 25) für die Algen und geeignete Nährstoffe enthaltendes Wasser aufweist, der wechselweise invorzugsweise künstlichbeleuch'tete Zonen· und Dunkelzonen unterteilt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzei ch— η e t, daß die Dunkelzonen langer sind als die beleuchteten Zonen. ■ .
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dunkelzonen etwa zehnmal so lang sind wie die beleuchteten Zonen.
4· Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens eine Wand des Strömungskanals (5; 25) in geeigneten Abständen Fenster (11; 21) eingebaut sind, durch die eine vorzugsweise gerichtete Belichtung des den Kanal durchströmenden Wassers erfolgt.
5· Vorrichtung-nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Belichtung erforderliche Lichtstrom durch künstliche Lichtquellen (95 29) erzeugt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (9J 29) so ausgewählt sind, daß das von ihnen ausgestrahlte Spektrum dem für die Photosynthese durch die Algen erforderlichen Energiebereich angepaßt ist.

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7· Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-6,· dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Strömungskanal (5J 25) in einen Behälter (lj 21) eingebaut ist, der durch wechselweise mit zwei einander gegenüberliegenden Wänden (2, 3; 22,23) verbundene Querschotten (4; 24) den Strömungskanal bildet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge k en η ζ ei c h η et, daß die Querschotten (4) als Lichtschächte ausgebildet sind, an deren einem Ende künstliche Lichtquellen (9) angeordnet sind, und die seitlich mit Fenstern (ll) versehen sind, durch die über im Innern der Lichtschächte angeordnete ϊ Spiegel (12) das Licht in den Strömungskanal, geleitet ist.
9· Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch g e k e η η ζ e i c h — h et, daß unterhalb des Behälters (21) künstlich beleuchtete Lichtschächte (34) mit Spiegeln (32) angeordnet sind, über die das Licht durch im Boden des Behälters (2l) angeordnete Fenster (31) in den StröBiungskanal geleitet ist. "
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9» dadurch g e k e η η — ζ e i c h η et, daß die Lichtschächte auf ihrer Innenseite mit Ausnahme der Fenster verspiegelt sind. .
11. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1—10, dadurch g e k en η ze ic h η e t, daß entlang dem S.trÖmungskanal eine Belüftung des den Kanal durchströmenden Wassers vorgesehen ist. "
12. Vorrichtung nach" Anspruch 11, dadurch- g e k e η η zeichne t, daß die Belüftungseinrichtung entlang¹ den Querschotten (4 J-" "24) angeordnet ist.· ""-. ^;
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1—12," dadurch g e k e η η -

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zeichnet, daß als Nährstoffe die bei der aeroben Klärung von Abwassern anfallenden Oxidationsprodukte verwendet sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13 _r dadurch gek'ennzeich η e t, daß sie als der aeroben Klärstufe nachgeschaltete Stufe in einer Abwasserreinigungsanlage verwendet ist.

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