DE4205572A1

DE4205572A1 - Verfahren und reaktionsteilchen zur durchfuehrung von reaktionen

Info

Publication number: DE4205572A1
Application number: DE4205572A
Authority: DE
Inventors: Uwe Fuchs
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1992-02-24
Filing date: 1992-02-24
Publication date: 1993-08-26
Also published as: DE59305268D1; WO1993016792A1; JP3385381B2; EP0627957B1; US5618430A; CN1040298C; EP0627957A1; JPH07506760A; CN1075665A; AU3498293A; ATE148004T1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung chemischer und/oder physikalischer und/oder biologischer Reaktionen, wobei die Reaktanten mit die Reaktion fördernden oder ermöglichenden Reaktionsteilchen in Wirkverbindung gebracht werden.

In der Verfahrenstechnik werden vielfach chemische, physikalische oder biologische Reaktionen in Gegenwart von Reaktionsteilchen durchgeführt, die entweder katalytisch wirken, d. h. eine bestimmte Reaktion zwischen den Reaktanten fördern, oder selbst als Reaktant wirken, d. h. selbst eine Reaktion mit einem anderen Reaktanten eingehen. So werden beispielsweise in der Abwassertechnik Trägerteilchen als Aufwuchsfläche für Mikroorganismen verwendet. Die mit Biomasse bewachsenen Trägerteilchen wirken als Biokatalysatoren und fördern den Abbau von Abwasserinhaltsstoffen. Es ist auch bekannt, die Trägerteilchen mit Aktivkohle zu dotieren, so daß die Trägerteilchen aufgrund der adsorptiven Wirkung der Aktiv kohle selbst mit den Abwasserinhaltsstoffen physikalisch reagieren. Die Verwendung von Katalysatormaterialien oder Trägerteilchen für Biomasse ist auch aus der physikalisch/ chemischen bzw. biologischen Abgasreinigung bekannt. Auch bei Fermentationsprozessen in der Biotechnik werden Trägerteilchen als Aufwuchsflächen für Biomasse eingesetzt.

In gängigen Wirbel- oder Schwebebettreaktoren zur Abwasser- oder Abgasreinigung werden vor allem Sand, Kies, Blähton, Kunststoffgranulate oder Schaumstoffwürfel als Trägerteilchen eingesetzt. Diese Tragerteilchen weisen alle eine räumliche Struktur auf und verursachen somit im Reaktor ein gewisses Totvolumen. Bei den porösen Trägern können darüber hinaus Stofftransportprobleme auftreten, so daß von vielen Gutachtern und Ingenieuren nur die äußere Trägeroberfläche als Aufwuchs fläche für die Biomasse berechnet wird. Außerdem weisen die bekannten Reaktionsteilchen nur eine geringe spezifische Oberfläche auf. Das spezifische Gewicht der Teilchen ist oft zu groß (z. B. bei Sand) oder zu klein (z. B. bei Styropor schaum). Die mechanische und/oder chemische Haltbarkeit läßt überdies oft zu wünschen übrig. Hohe Materialkosten lassen einen wirtschaftlichen Einsatz der Trägerteilchen oft nicht zu. Manche Materialien sind darüberhinaus z. B. für die Trink wasseraufbereitung aus physiologischen Gründen nicht zuge lassen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein wirtschaftliches Verfahren zur Durchführung chemischer und/oder physikalischer und/oder biologischer Reaktionen zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Reaktionsteilchen im wesentlichen planare Teilchen mit einer Dicke von ca. 5 µm bis ca. 500 µm und einer Fläche von ca. 5 (mm)² bis ca. 1000 (mm)² verwendet werden.

Besonders bevorzugt werden Reaktionsteilchen mit einer Dicke von ca. 25 µm bis ca. 150 µm eingesetzt.

Durch die planare Struktur wird eine hohe spezifische Be siedlungs- und/oder Reaktionsfläche erreicht, die darüberhinaus - im Gegensatz zu porösen Materialien - frei zugänglich ist. Das spezifische Gewicht dieser Konfetti-ähnlichen Teilchen ist je nach Material oder Materialkombination frei wählbar, so daß die Teilchen im Reaktor ohne großen Energieaufwand leicht fluidisierbar sind und sich, falls erforderlich, leicht pumpen lassen. Sollen die Reaktionsteilchen in einem mit Flüssigkeit gefüllten Reaktor eingesetzt werden, so wird vorzugsweise das spezifische Gewicht der Teilchen so eingestellt, daß es in etwa dem der Flüssigkeit entspricht. Beim Einsatz in Reaktoren zur Abwasserreinigung werden bevorzugt Reaktionsteilchen verwendet, deren spezifisches Gewicht ca. 0,85 bis ca. 0,95 beträgt. Nachdem sich diese Reaktionsteilchen während einer Anfahrphase mit Biomasse bewachsen haben, besitzen sie ein spezifisches Gewicht von etwa 1, so daß sie freibeweglich im Abwasser schweben und mit äußerst geringem Energieaufwand in Bewegung versetzt werden können, wodurch die Wirtschaftlich keit der Abwasserreinigung erhöht wird. Bei Verwendung der Reaktionsteilchen in einem Verfahren zur biologischen Abwasser reinigung, biologischen Abgasreinigung, Fermentation oder allgemein einem Verfahren aus der Biotechnologie stellt sich ein sehr aktiver Biofilm auf den Reaktionsteilchen ein, der sich ständig verjüngt. Auf diese Weise kann die Reinigungs leistung bzw. Produktausbeute wesentlich gegenüber herköm mlichen Verfahren gesteigert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich jedoch nicht nur für solche Zwecke, bei denen es auf einen biologischen Bewuchs der Reaktionsteilchen ankommt. Auch die Reaktionsteilchen als solche können zur Durchführung von Reaktionen eingesetzt werden. Dabei wird zweckmäßigerweise das Material der Re aktionsteilchen so ausgewählt, daß die gewünschten Reaktionen auf der Oberfläche der Reaktionsteilchen stattfinden. Die Reaktionsteilchen können hierbei als Katalysatoren wirken, die die Reaktionen zwischen den Reaktanten beschleunigen oder aber selbst mit den Reaktanten reagieren.

Beispielsweise können die Reaktionsteilchen aus Metallfolien bestehen, wobei die eingesetzten Metalle die gewünschten Reaktionen in Gang setzen. Ein Beispiel hierfür ist die Nitratentfernung aus Trinkwasser. Dabei wird das Trinkwasser z. B. in einem Reaktor mit den Reaktionsteilchen durchmischt. Die Reaktionsteilchen bestehen aus Aluminium-Folie-Stücken. Unter bestimmten Bedingungen reduziert das Leichtmetall das Nitrat vorwiegend zu gasförmigem Stickstoff. Am effektivsten ist die Reaktion bei pH-Werten zwischen 9,1 und 9,3.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, Reaktionsteilchen zu verwenden, die mit reaktiven Stoffen dotiert sind. Beispiele hierfür sind die Dotierung mit Zeolithpulver (z. B. zur Ammonium-, Nitrat- oder CKW-Entfernung aus Grundwasser) oder mit Eisen (z. B. zur Rest-Phosphat-Entfernung). Auch die Dotierung mit Adsorptionsmitteln, wie Aktivkohle, bietet in bestimmten Anwendungsfällen Vorteile.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden im wesentlichen planare Reaktionsteilchen verwendet, deren Oberfläche zusätzlich strukturiert ist. Insbesondere sind solche Reaktionsteilchen vorteilhaft, die Löcher mit einem Durchmesser von ca. 10 µm bis ca. 1000 µm, vorzugsweise 200 bis 600 µm aufweisen. Die Lochdichte beträgt zweckmäßigerweise ca. 100 bis ca. 250 Löcher/cm². Derartige Reaktionsteilchen sind aus Kunststoff-Folien gefertigt, die in Stücken mit einer Fläche von jeweils ca. 5 (mm)² bis ca. 1000 (mm)² geschnitten sind.

Auch Prägungen der Reaktionsteilchen erweisen sich für die Effizienz des Verfahrens als vorteilhaft. Insbesondere werden Dellen mit einem Durchmesser von ca. 10 µ bis ca. 1000 µm und einer Tiefe von bis zu ca. 0,5 mm bevorzugt. Auch durch Ätzen oder Aufrauhen der Folienoberfläche können die gewünschten Reaktionsteilchen mit den günstigen Eigenschaften hergestellt werden.

Bei biologischen Verfahren, z. B. bei der Abwasser- oder Abgas reinigung oder bei Fermentationsprozessen, werden vorzugsweise Reaktionsteilchen aus Polymerverbindungen verwendet, die eine Oberflächenbehandlung erfahren haben. Insbesondere eignet sich hierfür die sogenannte Korona-Behandlung. Hierbei handelt es sich um eine elektrische Entladung, bei der Ozon freigesetzt wird, das wiederum die Matrix des Teilchenmaterials angreift und freie Valenzen schafft. Auf diese Weise werden die elektrischen Eigenschaften der Teilchenoberfläche verändert, so daß sich die Mikroorganismen leichter auf der Oberfläche festsetzen können.

Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, solche Re aktionsteilchen zu verwenden, auf deren Oberfläche Fasern z. B. durch Aufkaschieren bzw. Bevliesen aufgebracht wurden. Vorzugs weise werden Polyester- oder Polyolefinfädchen auf die Ober fläche aufgebracht. Dabei beträgt die Schichtdicke derart beschichteter Reaktionsteilchen maximal ca. 0,5 mm bis ca. 1 mm. Die Beschichtung kann ein- oder beidseitig erfolgen.

Das Grundmaterial der verwendeten Reaktionsteilchen selbst besteht vorzugsweise aus Polyolefinen, insbesondere Poly propylen oder Polyethylen. Diese Materialien sind sehr billig und besitzen ein sehr günstiges spezifisches Gewicht von ca. 0,85 bis 0,95 g/cm³. Nach dem Bewachsen mit Biomasse ergibt sich ein spezifisches Gewicht um 1, so daß diese Reaktions teilchen in wäßrigen Lösungen, z. B. im Abwasser im bewachsenen Zustand schweben. Es ist daher außerordentlich wenig Energie nötig, um die Reaktionsteilchen in Bewegung zu versetzen. Dies wirkt sich insbesondere auf die Wirtschaftlichkeit von Ab wasserreinigungverfahren positiv aus. Auch Polystyrol eignet sich als Grundmaterial für die Reaktionsteilchen.

Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens werden Reaktionsteilchen aus Kunststoffgewebe, insbesondere thermo fixiertem Kunststoffgewebe in gewirkter Form, verwendet. Diese Gewebe sind im wesentlichen planar, besitzen aber bereits eine gewisse Oberflächenstruktur, wodurch die gewünschten Reaktionen und das Aufwachsen von Mikroorganismen noch beschleunigt werden.

Zweckmäßigerweise wird das erfindungsgemäße Verfahren in Reaktoren durchgeführt. Insbesondere ist das Verfahren für die Abwasser- und/oder Abgasreinigung vorgesehen. Hierzu werden die Reaktionsteilchen in dem Reaktor mit dem Abwasser und/oder Abgas in Kontakt gebracht. Dabei wird das Abwasser und/oder Abgas vorzugsweise durch eine ruhende Schüttung der Reaktions teilchen hindurch geleitet. Bei der Abwasserreinigung können die Reaktionsteilchen auch zur Filtration verwendet werden. Eine andere Variante der Erfindung sieht vor, das Abwasser und/oder Abgas durch ein fluidisiertes Bett der Reaktions teilchen hindurch zu leiten. Dabei wird das Bett durch das hindurchgeleitete Abwasser und/oder Abgas aufgelockert und gewissermaßen zum Schweben gebracht. Soll die Erfindung zur Abwasserreinigung eingesetzt werden, so wird besonders das sogenannte Wirbelbettprinzip bevorzugt. Demnach werden die Reaktionsteilchen in einem Wirbelbettreaktor mit dem Abwasser voll durchgemischt. Auf diese Weise wird ein besonders effektiver Stoffaustausch zwischen den Abwasserinhaltsstoffen und den Reaktionsteilchen und ein, von der Strömung her gesehen, problemloser Betrieb erreicht. Die Teilchen werden mittels Sieben oder Schwerkraft im Reaktor zurückgehalten.

Das Verfahren eignet sich gleichermaßen für die anaerobe wie aerobe biologische Abwasserreinigung. Bei der aeroben Abwasser reinigung ist zur Abdeckung der sehr hohen Sauerstoffzehrung eine Rein-Sauerstoff-Begasung zu empfehlen.

Bei der biologischen Abgasreinigung wird das Abgas entweder direkt durch eine feuchte Schüttung oder ein fluidisiertes Bett der Reaktionsteilchen geleitet, oder das Abgas wird zunächst einer Wäsche unterzogen und anschließend das mit den Abgasinhaltsstoffen beladene Waschwasser in einem mit den Reaktionsteilchen gefüllten Reaktor entsprechend der trägerge bundenen Abwasserreinigung aufbereitet.

Wird das Verfahren bei biologischen Prozessen, wie der bio logischen Abwasser- oder Abgasreinigung oder der Fermentation, eingesetzt, so bildet sich während der Anfahrphase auf der Oberfläche der Reaktionsteilchen ein reaktiver Biofilm aus. Dabei wirken die im Abwasser bzw. Abgas vorhandenen Verun reinigungen als Nährstoffe für die Mikroorganismen. Um den Anfahrprozeß zu beschleunigen oder um spezielle Abwässer bzw. Abgase zu behandeln, ist gemäß einem Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, die Reaktionsteilchen mit speziellen Mikroorganismen zu impfen. In diesem Fall eignen sich besonders solche Reaktionsteilchen, deren Oberflächenbe schaffenheit durch die oben beschriebenen Behandlungsmethoden so verändert wurde,daß sich auch sehr langsam wachsende Mikroorganismen, die für den Abbau außergewöhnlicher Abwasser- oder Abgasinhaltsstoffe geeignet sind, ansiedeln können.

Da die erfindungsgemäß verwendeten Reaktionsteilchen eine sehr viel größere spezifische Oberfläche besitzen als die her kömmlicherweise bei der trägergebundenen biologischen Abwasser- und/oder Abgasreinigung eingesetzten Trägerteilchen, kommt man mit einem geringeren Füllgrad des Reaktors aus, um diesselbe Reinigungsleistung zu erzielen. Etwa 3 Vol-% der erfindungsgemäßen Reaktionsteilchen mit einer Dicke von 0,2 mm ergeben eine reaktorspezifische Oberfläche von 300 m²/m³ Reaktor. Vorzugsweise wird die Reaktorfüllung so eingestellt, daß das Verhältnis von untergebrachter Bewuchsfläche zu Reaktorvolumen ca. 50 m²/m³ bis ca. 2000 m²/m³ beträgt.

Die Erfindung bezieht sich neben dem Verfahren zur Durch führung chemischer und/oder physikalischer und/oder bio logischer Reaktionen auch auf die Reaktionsteilchen selbst. Erfindungsgemäß zeichnen sich diese Reaktionsteilchen dadurch aus, daß sie eine im wesentlichen planare Form mit einer Dicke von ca. 10 µm bis ca. 500 µm und eine Fläche von ca. 5 (mm)² bis ca. 1000 (mm)² aufweisen.

Weitere Ausgestaltungen der Reaktionsteilchen sind in den die Reaktionsteilchen betreffenden Unteransprüchen angegeben und wurden im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem die Reaktionsteilchen verwendet werden, bereits oben ausführlich beschrieben.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäßen Reaktionsteilchen können zur Durchführung der verschiedensten Reaktionen eingesetzt werden. Dabei können die Reaktions teilchen selbst aus einem reaktiven Material gefertigt sein, die bestimmte Reaktionen einleiten. Besonders interessant ist die Verwendung der Reaktionsteilchen zur Abwasser-, Trink wasser- oder Abgasreinigung. Hier können die Reaktionsteilchen einerseits selbst die gewünschten Reaktionen bewirken, z. B. kann durch Aluminiumfolien oder PHB-Folien Nitrat aus dem Trinkwasser entfernt werden. Andererseits können die Re aktionsteilchen mit Reaktivstoffen (z. B. Eisen) dotiert werden, die ihrerseits die Reaktionen in Gang setzen. Als besonders vielversprechend ist der Einsatz der Reaktions teilchen bei der trägergebundenen Abwasser- und/oder Abgas reinigung anzusehen. Auf den Reaktionsteilchen siedelt sich dabei ein besonders aktiver Biofilm an, so daß hohe Reinigungs leistungen erzielt werden können.

Die Erfindung bietet wesentliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik. Die hohe spezifische Oberfläche der Reaktions teilchen erlaubt beispielsweise in einem Abwasserreaktor eine sehr hohe Reinigungsleistung pro Reaktorvolumen. Die kleinen, leichten Reaktionsteilchen schweben im Wasser und können mit äußerst geringem Energieaufwand gepumpt oder im Reaktor bewegt werden. Das Material für die Reaktionsteilchen kann im Hinblick auf das gewünschte spezifische Gewicht, die Haltbarkeit und die physiologische Unbedenklichkeit frei gewählt werden. Außer dem ist das erfindungsgemäße Verfahren äußerst wirtschaftlich, da die Reaktionsteilchen billig herzustellen sind. Beispiels weise können die Reaktionsteilchen aus Kunststoffabfällen oder Recyclingmaterial gefertigt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert:
Es zeigt

Fig. 1 ein Fließschema eines Verfahrens zur biologischen Abwasserreinigung mit den Reaktionsteilchen als Aufwuchsfläche für Biomasse,

Fig. 2 eine Skizze eines Reaktionsteilchens in eckiger und runder Form,

Fig. 3 ein Diagramm zur Abhängigkeit der spezifischen Ober fläche der Reaktionsteilchen von der Dicke der Reaktionsteilchen,

Fig. 4 einen Querschnitt eines aus einer Verbundfolie gefertigten Reaktionsteilchens,

Fig. 5 einen Querschnitt eines Reaktionsteilchens mit einge preßtem Substrat,

Fig. 6 einen Querschnitt eines Reaktionsteilchens mit Dellen auf der Oberfläche.

In Fig. 1 ist mit 1 ein gegen die Atmosphäre geschlossener und als volldurchmischtes Belebungsbecken ausgebildeter Reaktor bezeichnet. In dem Belebungsbecken 1 sind, wie durch die Schraffierung 13 angedeutet, als Trägermaterial für die Mikroorgansimen planare Teilchen mit einer Dicke von ca. 200 µm bis ca. 500 µm und einer Fläche von ca. 100 (mm)² bis ca. 500 (mm)² in einer Menge freibeweglich angeordnet, die einer untergebrachten Bewuchsfläche von ca. 500 bis ca. 1000 m²/m³ Reaktorvolumen entspricht. Die Reaktionsteilchen bestehen aus einer im ursprünglichen Zustand ca. 30 µm dicken, perforierten Polypropylenfolie mit einer Lochdichte von ca. 200 Löcher/cm². Die Löcher weisen einen Durchmesser von ca. 200 bis ca. 600 mm auf. Die Folie wurde einer Ober flächenbehandlung, einer sogenannten Korona-Behandlung unterzogen. Das dabei entstehende Ozon greift die Matrix der Folie an und schafft freie Valenzen, wodurch die elektrische Oberflächenbeschaffenheit verändert wird. Auf der so be handelten Folie können sich die Mikroorganismen besonders schnell ansiedeln.

Das zu behandelnde Abwasser wird über einen Zulauf 2 in das Belebungsbecken 1 eingeleitet, während das behandelte Abwasser über einen im oberen Bereich des Belebungsbeckens 1 ange schlossenen Ablauf 3, dem eine Trenneinrichtung 4 zum Zurückhalten der einzelnen Stoffteilchen, die beispielsweise ein einfaches Sieb sein kann, abgezogen wird. Zur Sauerstoff versorgung der Mikroorganismen ist vorgesehen, dem sich unter der Abdeckung des Belebungsbeckens 2 ausbildenden Gasraum über eine Zufuhrleitung 9 technisch reinen Sauerstoff oder zumindest ein mehr Sauerstoff als Luft enthaltendes Gas zuzuleiten und das im Gasraum befindliche Gas über eine Leitung einem nahe dem Boden des Belebungsbeckens 1 angeordneten Gasverteiler 10 zuzuführen. Abgas wird über eine ventilgesteuerte Abgasleitung 11 abgezogen. Die aufsteigenden Gasblasen des Belüftungsgases erzeugen dabei genügend Auftrieb, um die mit Biomasse beladenen Reaktionsteilchen 13, deren spezifisches Gewicht im bewachsenen Zustand etwa dem von Wasser entspricht, in Bewegung zu versetzen.

Um eine möglichst gute Durchmischung und einen guten Stoffumsatz zu erreichen, ist eine Umwälzeinrichtung 12, beispielsweise bestehend aus einer einfachen Rühreinrichtung mit Elektromotorantrieb, unmittelbar über dem Gasverteiler 10 angeordnet.

Neben der in der Figur gezeigten Anordnung der Zufuhrleitung 9 für Behandlungsgas besteht auch die Möglichkeit, eine Gaszu fuhrleitung direkt über mehrere Anschlüsse am Boden des Belebungsbeckens 1 anzuschließen und auf diese Weise eine zusätzliche, nach oben gerichtete Gasströmung zu erzeugen. Ebenso kann der Abwasserzulauf 2 mehrere über dem Beckenboden verteilte Anschlüsse aufweisen, um im Belebungsbecken auch eine nach oben gerichtete Flüssigkeitsströmung aufrecht zu erhalten.

Zum Freihalten der Trenneinrichtung 4 ist eine unmittelbar vor der Trenneinrichtung 4 angeordnete Tiefenbelüftungseinrichtung 14 vorgesehen, die eine nach oben gerichtete hohe Strömungs geschwindigkeit von ca. 0,5 m/s erzeugt. Außerdem werden sphärische Putzkörper 15, insbesondere Schaumstoffwürfel, in einer Menge von ca. 1 bis 10 Vol-% dem Reaktor 1 zugegeben. Die mit der Abwasserströmung nach oben mitgerissenen Putzkörper 15 reiben an der Trenneinrichtung 4 und reinigen diese von abgesetzten Feststoffen oder Reaktionsteilchen. Die kleinen und leichten Reaktionsteilchen lassen sich mit äußerst geringem Energieaufwand pumpen.

In der nachstehenden Tabelle sind Zahlenangaben für ein Auslegungsbeispiel einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebenen Nitrifikationsanlage im Vergleich zu einer herkömmlichen Trägermaterialanlage angegeben.

Fig. 2 zeigt eine Skizze eines erfindungsgemäßen Reaktions teilchens in eckiger und runder Form. Mit d ist die Dicke des Reaktionsteilchens bezeichnet.

Wie aus dem Diagramm von Fig. 3 hervorgeht, nimmt die spezifische Oberfläche der Reaktionsteilchen mit der Dicke d der Reaktionsteilchen exponentiell ab. Die spezifische Oberfläche ist umso größer, je kleiner die Dicke der Reaktionsteilchen ist. Ein günstiger Bereich für die spezifische Oberfläche (4000 bis über 20 000 m²/m³) ergibt sich bei Dicken von d=0,01 mm bis d=0,5 mm. Zum Vergleich sind nachfolgend typische Werte für spezifische Oberflächen von herkömmlichen Trägerteilchen angegeben:

Sand (Durchmesser=0,7 mm):
850 m²/m³
biologisch aktive Schaumwürfel (Kantenlänge 1 cm):	1000 m²/m³
Tropfkörpermaterial:	100-300 m²/m³

Die erfindungsgemäßen Reaktionsteilchen weisen also eine um ein Vielfaches größere spezifische Oberfläche als herkömmliche Trägerteilchen auf.

In Fig. 4 ist ein Reaktionsteilchen im Querschnitt darge stellt, das aus zwei verschiedenen Folien in Sandwich-Bauweise zusammengesetzt ist. Die innere Schicht 1 bildet eine Alu miniumfolie mit einer Dichte von 2,7 g/cm³. Die beiden äußeren Schichten 2 und 3 werden von Polyethylenfolien mit einer Dichte von 0,9 g/cm³gebildet. Wenn z. B. die Poly ethylenfolien insgesamt einen Anteil von 6/7 und die Alu miniumfolie einen Anteil von 1/7 an der gesamten Dicke des Reaktionsteilchens ausmachen, so ergibt sich eine mittlere Dichte von 1,15 g/cm³. Auf diese Weise kann durch entsprechende Wahl der einzelnen Schichtmaterialien und Schichtdicken prinzipiell jede gewünschte Dichte des Reaktionsteilchens eingestellt werden.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt eines Reaktionsteilchens, das aus zwei äußeren Membranfolien 2 und 3 und einer inneren Substratfolie 1 zusammengesetzt ist. Die Substratfolie, z. B. Polyhydroxibuttersäure, kann durch die Membranfolie hindurch z. B. in Wechselwirkung mit den Abwasser- und/oder Abgas inhaltsstoffen treten.

In Fig. 6 ist ein Querschnitt eines Reaktionsteilchens dargestellt, das Dellen 1 auf der Oberfläche aufweist. Die Dellen 1 haben vorzugsweise einen Durchmesser von ca. 0,05 bis ca. 0,5 und eine Tiefe von bis zu 0,5 mm.

Claims

1. Verfahren zur Durchführung chemischer und/oder physikalischer und/oder biologischer Reaktionen, wobei die Reaktanten mit die Reaktion fördernden oder ermöglichenden Reaktionsteilchen in Wirkverbindung gebracht werdend dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionsteilchen im wesentlichen planare Teilchen mit einer Dicke von ca. 5 µm bis ca. 500 µm und einer Fläche von ca. 5 (mm)² bis ca. 1000 (mm)² verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionsteilchen Teilchen verwendet werden, die außerdem Löcher mit einem Durchmesser von ca. 10 µm bis ca. 1000 µm aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionsteilchen Teilchen verwendet werden, die ca. 10 bis ca. 1000 Löcher/cm² aufweisen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionsteilchen Teilchen verwendet werden, die Prägungen auf der Teilchen oberfläche aufweisen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionsteilchen Teilchen verwendet werden, auf deren Oberfläche Fasern und/oder Pulver aufgebracht sind.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionsteilchen Teilchen verwendet werden, deren Oberfläche mit Reaktions stoffen, insbesondere Zeolithpulver, Aktivkohle oder Eisen, dotiert ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionsteilchen Teilchen verwendet werden, die aus Kunststoffgewebe bestehen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionsteilchen Teilchen verwendet werden, die aus Polyolefinen bestehen.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionsteilchen Teilchen verwendet werden, die aus Polystyrol bestehen.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionsteilchen Teilchen verwendet werden, die aus biologisch leicht abbaubaren Bio-Kunststoffen bestehen.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionsteilchen Teilchen verwendet werden, die aus Metallfolien bestehen.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionsteilchen Teilchen aus Kunststoff verwendet werden, die ein spezifisches Gewicht von ca. 0,8 g/cm³ bis ca. 1,5 g/cm³ aufweisen.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsteilchen in einem Reaktor mit Abwasser und/oder Abgas in Kontakt gebracht werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser und/oder Abgas durch eine ruhende Schüttung der Reaktionsteilchen hindurchgeleitet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser und/oder Abgas durch ein fluidi siertes Bett der Reaktionsteilchen hindurchgeleitet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser in einem Wirbelbettreaktor mit den Reaktionsteilchen voll durchmischt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Reaktionsteilchen Bio masse aufgebracht wird, oder ein spontanes Aufwachsen von Biomasse ermöglicht wird.

18. Reaktionsteilchen zur Durchführung chemischer und/oder physikalischer und/oder biologischer Reaktionen, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsteilchen eine im wesentlichen planare Form mit einer Dicke von ca. 5 µm bis ca. 500 µm und einer Fläche von ca. 5 (mm)² bis ca. 1000 (mm)² aufweisen.

19. Reaktionsteilchen nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet, daß die Reaktionsteilchen außerdem Löcher mit einem Durchmesser von ca. 10 µm bis ca. 1000 µm aufweisen.

20. Reaktionsteilchen nach Anspruch 19, dadurch gekenn zeichnet, daß die Reaktionsteilchen ca. 10 bis ca. 1000 Löcher/cm²aufweisen.

21. Reaktionsteilchen nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsteilchen Prägungen auf der Oberfläche aufweisen.

22. Reaktionsteilchen nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberflächen der Reaktionsteilchen Fasern und/oder Pulver aufgebracht sind.

23. Reaktionsteilchen nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Reaktionsteilchen mit Reaktionsstoffen, insbesondere Zeolithpulver, Aktivkohle oder Eisen, dotiert sind.

24. Reaktionsteilchen nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsteilchen aus Kunststoffgewebe bestehen.

25. Reaktionsteilchen nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsteilchen aus Polyolefinen bestehen.

26. Reaktionsteilchen nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsteilchen aus Polystyrol bestehen.

27. Reaktionsteilchen nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsteilchen aus biologisch leicht abbaubaren Kunststoffen bestehen.

28. Reaktionsteilchen nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsteilchen aus Metallfolien bestehen.

29. Reaktionsteilchen nach einem der Ansprüche 17 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsteilchen aus Kunststoff ein spezifisches Gewicht von ca. 0,8 g/cm³ bis ca. 1,5 g/cm³ aufweisen.