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Die vorliegende Erfindung betrifft einen
Bioreaktor, der sich zur Behandlung oder Fermentierung von
Stoffmaterialien enthaltender Flüssigkeit oder
Behandlung oder Reinigung von verunreinigenden Materialien
enthaltender Flüssigkeit, wie etwa Haushaltsabwässer
oder Industrieabwässer, eignet, und insbesondere einen
Bioreaktor, der sich zur biologischen Behandlung einer
gewünschten Flüssigkeit eignet, die verschiedene
Materialien enthält, bei dem Trägerelemente, an denen
Mikroorganismen immobilisiert sind, vorzugsweise bewegt
werden, um die Kontakteffizienz zwischen den an den
Trägerelementen immobilisierten Mikroorganismen und der
zu behandelnden Flüssigkeit zu erhöhen.
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Fig. 19 zeigt beispielhaft einen herkömmlichen
Bioreaktor zur Behandlung von vorgereinigtem Abwasser
oder Abwasser durch Verwendung nicht-agglutinierender
Mikroorganismen, wie etwa Hefe. Der Bioreaktor besteht
hauptsächlich aus einem Wirbelschicht-Behandlungstank
102 mit einem Einlaßanschluß 108 und einem
Auslaßanschluß 109 und einer gewünschten Menge von Trägerchips
101, die jeweils die kultivierten
nicht-agglutinierenden Mikroorganismen immobilisieren. Der Behandlungstank
102 weist einen zwischen dem Einlaßanschluß 108 und dem
Auslaßanschluß 109 ausgebildeten Behandlungshohlraum
102a auf. Die Trägerchips 101 sind frei beweglich in
dem Behandlungshohlraum 102a aufgenommen. Sowohl der
Einlaßanschluß 108 als auch der Auslaßanschluß 109 sind
mit einem Netz 103 bedeckt, um die Trägerchips 101 auf
den Behandlungshohlraum 102a zu begrenzen. Der
Einlaßanschluß 108 und der Auslaßanschluß 109 stehen mit
einem Ableitungsrohr für behandeltes Abwasser bzw.
Auslaßrohr 107 in Verbindung. Der Behandlungstank 102
ist weiterhin mit einem in den Behandlungshohlraum 102a
eingeführten Luftzuleitungsrohr 104 versehen, um
Luftblasen 105 in dem in den einem
Abwasserzuleitungsrohr oder Einlaßrohr 106 und
Behandlungshohlraum 102a eingeleiteten Abwasser zu
erzeugen.
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Bei dem Bioreaktor wird das Abwasser durch das
Einlaßrohr 106 in den Behandlungshohlraum 102a des
Behandlungstanks 102 eingeleitet, und gleichzeitig wird
Luft durch das Luftzuleitungsrohr 104 in den Hohlraum
eingeleitet, um die Luftblasen 105 in dem Abwasser zu
dessen Bewegung zu erzeugen. Folglich wird das Abwasser
in dem Behandlungshohlraum 102a durch die auf den
Trägerchips 101 immobilisierten Mikroorganismen
behandelt. Das behandelte Abwasser wird dann durch das
Auslaßrohr 107 abgeführt.
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Fig. 20 zeigt beispielhaft einen anderen
herkömmlichen Bioreaktor zur Behandlung von Abwasser unter
Verwendung nicht-agglutinierender Mikroorganismen. Der
Bioreaktor besteht hauptsächlich aus einem Festbett-
Behandlungstank 112 mit einem Einlaßanschluß 118 und
einem Auslaßanschluß 119 und einer gewünschten Menge
von Trägerchips 111, die jeweils die
nichtagglutinierenden Mikroorganismen daran immobilisieren.
Der Behandlungstank 112 weist einen zwischen in dem
Einlaßanschluß 118 und dem Auslaßanschluß 119
vorgesehenen porösen Platten 113 ausgebildeten
Behandlungshohlraum 112a auf. Die Trägerchips 111 sind in dem
Behandlungshohlraum 112a dicht und wasserfließfähig
gepackt. Der Einlaßanschluß 118 und der Auslaßanschluß
119 stehen mit einem Abwasserzuleitungsrohr oder
Einlaßrohr 116 bzw. mit einem Ableitungsrohr für
behandeltes Abwasser oder Auslaßrohr 117 in Verbindung.
Der Behandlungstank 112 ist weiterhin mit einem in die
Einlaßanschlüsse 118 eingeführten Luftzuleitungsrohr
114 zur Bewegung des zu behandelnden Abwassers
versehen.
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Bei dem Bioreaktor wird das Abwasser durch das
Einlaßrohr 116 in den Behandlungshohlraum 112a des
Behandlungstanks 112 eingeleitet. Das Abwasser wird in
dem Behandlungshohlraum 112a durch die auf den
Trägerchips 111 immobilisierten Mikroorganismen behandelt.
Das behandelte Abwasser wird dann durch das Auslaßrohr
117 abgeführt.
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Bei den oben beschriebenen herkömmlichen
Bioreaktoren kontaktieren die auf den Trägerchips
immobilisierten Mikroorganismen das zu behandelnde
Abwasser jedoch nicht gleichmäßig. Dies kann zu einer
unzureichenden Kontakteffizienz zwischen den auf den
Trägerchips immobilisierten Mikroorganismen und dem
Abwasser und dadurch zu einer schlechten Effektivität
oder Behandlungskapazität des Bioreaktors führen.
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Aus EP-A-0,701,974, die Teil des Standes der
Technik nach Art. 54 (3) EPÜ bildet, ist ein Bioreaktor
bekannt, der einen Behandlungstank zur Aufnahme von zu
behandelndem Abwasser und eine große Anzahl von aus
faserartigem Material hergestellten bürstenartigen
Trägerelementen, auf denen Mikroorganismen zur
Behandlung des Abwassers immobilisiert sind, umfaßt. Die
Trägerelemente werden durch einen Antriebsmotor gedreht.
Aus US-A-5,403,742, auf der die zweiteilige
Form von Anspruch 1 basiert, ist ein Bioreaktor
bekannt, der einen Behandlungstank zur Aufnahme einer
zu behandelnden Flüssigkeit und als Siebe aus porösem
Material ausgebildete Trägerelemente, auf denen
Mikroorganismen zur Behandlung des Abwassers immobilisiert
sind, umfaßt. Die Trägerelemente werden durch einen
Motor in einer Richtung senkrecht zu den Flächen der
Siebe gedreht.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein
Bioreaktor bereitgestellt, der folgendes umfaßt: einen
Behandlungstank zur Aufnahme von zu behandelnder
Flüssigkeit, mindestens ein Trägerelement mit einem aus
porösen Materialien geformten Trägerkörper, auf dem
nicht-agglutinierende Mikroorganismen zur Behandlung
der Flüssigkeit immobilisiert sind, und eine
Antriebseinheit zum Bewegen des mindestens einen Trägerelements
in dem Behandlungstank, dadurch gekennzeichnet, daß das
mindestens eine Trägerelement rohrförmig ist, um die
Flüssigkeit hindurchzuleiten.
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Der Bioreaktor kann die Kontakteffizienz
zwischen den immobilisierten Mikroorganismen und der zu
behandelnden Flüssigkeit erhöhen, wodurch seine
Behandlungsleistung erhöht wird.
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Die Antriebseinheit kann eine Stützeinheit
enthalten, die das Trägerelement daran hält. Das
Trägerelement kann weiterhin lösbar mit der
Stützeinheit verbunden sein. Bei diesem Aufbau kann das
Trägerelement leicht gegen ein neues ausgetauscht
werden.
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Das Trägerelement kann zur Verhinderung einer
Verformung des Trägerkörpers ein Verstärkungselement
enthalten. Bei diesem Aufbau wird der Trägerkörper
gestützt, damit er nicht verformt wird. Dies gestattet
eine leichte Handhabung des Trägerelements. Auch kann
das Trägerelement in der Flüssigkeit bewegt werden,
ohne daß dabei der Trägerkörper verformt wird.
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Es werden nun bevorzugte Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung als nicht einschränkendes
Beispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich
beschrieben, Es zeigen:
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Fig. 1 eine vertikale Schnittansicht eines
Bioreaktors gemäß einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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Fig. 2 eine Draufsicht von Fig. 1;
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Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie
III-III von Fig. 1;
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Fig. 4 eine Draufsicht auf eine obere
Stützscheibe einer in dem Bioreaktor verwendeten
Antriebseinheit;
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Fig. 5 eine vergrößerte vertikale
Schnittansicht eines in dem Bioreaktor verwendeten
Trägerelements;
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Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie
VI-VI von Fig. 5;
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Fig. 7 eine vergrößerte vertikale
Schnittansicht eines Trägerkörpers des Trägerelements;
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Fig. 8 eine Schnittansicht entlang der Linie
VIII-VIII von Fig. 5;
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Fig. 9 eine vergrößerte vertikale
Schnittansicht einer inneren Maschenhülse des
Trägerelements;
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Fig. 10 eine Schnittansicht entlang der Linie
X-X von Fig. 5;
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Fig. 11 eine vergrößerte vertikale
Schnittansicht einer äußeren Maschenhülse des Trägerelements;
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Fig. 12 eine Schnittansicht entlang der Linie
XII-XII von Fig. 5;
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Fig. 13 eine teilweise vergrößerte
schematische Darstellung des Bioreaktors, die einen
Installationsmechanismus des Trägerelements an der
Antriebseinheit zeigt;
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Fig. 14 eine teilweise vergrößerte Draufsicht
auf eine untere Stützscheibe der Antriebseinheit;
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Fig. 15 eine Schnittansicht entlang der Linie
XV-XV von Fig. 14;
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Fig. 16 eine vertikale Schnittansicht eines
Bioreaktors gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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Fig. 17 eine Schnittansicht entlang der Linie
XVII-XVII von Fig. 16;
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Fig. 18 eine teilweise vergrößerte
schematische Darstellung von Fig. 17, die einen
Installationsmechanismus eines Trägerelements an einer
Antriebseinheit zeigt;
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Fig. 19 eine schematische Darstellung eines
herkömmlichen Bioreaktors im vertikalen Schnitt; und
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Fig. 20 eine schematische Darstellung eines
anderen herkömmlichen Bioreaktors im vertikalen
Schnitt.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 15 wird
darin eine erste Ausführungsform der Erfindung gezeigt.
Wie in Fig. 1 gezeigt, besteht ein Bioreaktor 1
hauptsächlich aus einem zylindrischen Behandlungstank 2,
einem im wesentlichen konzentrisch in dem
Behandlungstank 2 aufgenommenen Innenzylinder 4 mit einem
Behandlungshohlraum 2a, in den eine zu behandelnde
Flüssigkeit W eingeleitet wird, mehreren in dem
Behandlungshohlraum 2a angeordneten rohrförmigen
Trägerelementen 22, an denen Mikroorganismen
immobilisiert sind, und einer Antriebseinheit 32, um die
Trägerelemente 22 zu halten und sie in dem
Behandlungshohlraum 2a entlang Umlaufbahnen zu drehen. Weiterhin
ist anzumerken, daß es sich bei der Flüssigkeit W
beispielsweise um verunreinigende Materialien
enthaltendes Abwasser, das gereinigt werden soll, um
organische Stoffmaterialien enthaltendes, zu
fermentierendes Wasser und um Vorläufer enthaltendes
Wasser handeln kann, das für die Herstellung
medizinischer Produkte behandelt werden soll.
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Wie am besten in Fig. 1 zu sehen ist, enthält
der Behandlungstank 2 eine trichterförmige Bodenwand
drei mit einem zentralen Entwässerungsanschluß 7, der
mit einem Entwässerungsventil 7a versehen ist.
Weiterhin ist der Innenzylinder 4 über mehrere
Halterungsstücke 6 an dem Behandlungstank 2 befestigt, und seine
Abmessungen sind derart, daß zwischen dem Innenzylinder
4 und dem Behandlungstank 2 ein ringförmiger
Strömungsdurchgang 5 gebildet wird. Außerdem ist der
Innenzylinder 4 lösbar mit einer Abdeckplatte 14 mit
einem Einlaßanschluß 14A, durch den die Flüssigkeit W
in den Behandlungshohlraum 2a eingeleitet wird, und mit
einem Entlüftungsanschluß 14B versehen.
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Der Behandlungstank 2 ist mit einem
überlaufartigen ringförmigen Auslaßkanal 8 versehen, der
sich entlang dem Umfang einer Innenfläche eines oberen
Endteils davon erstreckt. Der Behandlungstank 2 weist
einen mit dem Auslaßkanal 8 in Verbindung stehenden
Auslaßanschluß 8A auf. Der Auslaßanschluß 8A ist mit
einem Trichter 9 mit einem Ausgangsanschluß 9A
versehen, an den ein Leitungsrohr 10 angeschlossen ist.
Der Behandlungstank 2 ist sicher mit unteren,
sich schneidenden Rahmenelementen 11 aufgenommen, die
ein an deren Schnittpunkt installiertes Tragelement 11A
aufweisen. Weiterhin ist der Innenzylinder 4 sicher mit
oberen, sich schneidenden Rahmenelementen 12
aufgenommen, die ein an dem Schnittpunkt davon installiertes
Tragelement 12A aufweisen.
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Die Antriebseinheit 32 enthält einen Stiel 33
als in dem Behandlungshohlraum 2a aufgenommene
Stützeinheit, eine obere Stützscheibe 35 als die an
einem oberen Abschnitt des Stiels 33 installierte
Stützeinheit und eine untere Stützscheibe 34 als die an
einem unteren Abschnitt des Stiels 33 installierte
Stützeinheit. Der Stiel 33 wird von den Tragelementen
11A und 12A an dem oberen und unteren Ende davon
drehbar gestützt. Die Antriebseinheit 32 enthält auch
eine Krafteinheit bzw. einen Motor 15, die bzw. der an
der Abdeckplatte 14 installiert ist und eine
Antriebswelle 16 aufweist, die durch eine in der
Abdeckplatte 14 ausgebildete zentrale Bohrung nach
unten vorsteht. Die Antriebswelle 16 ist über eine
daran installierte Kupplung 17 an den Stiel 33
angekoppelt. Die Kupplung 17 weist bekannterweise ein
nicht gezeigtes quadratisches Loch auf, in dem ein an
dem Stiel 33 ausgebildeter, nicht gezeigter
Vierkantkopf drehfest aufgenommen wird.
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Wie in den Fig. 3, 14 und 15 gezeigt, ist
die untere Stützscheibe 34 mit mehreren
Durchgangslöchern 34A (1B ist zur Veranschaulichung gezeigt) und
mehreren Verbindungslöchern 34B ausgebildet sowie mit
mehreren Halterungselementen 36, um einen unteren
Abschnitt der Trägerelemente 22 daran zu sichern,
versehen. Wie am besten aus Fig. 3 hervorgeht, sind
die Durchgangslöcher 34A im wesentlichen symmetrisch zu
dem Stiel 33 angeordnet. Außerdem ist der Durchmesser
jedes Durchgangslochs 34A kleiner als der
Innendurchmesser des Trägerelements 22. Die
Verbindungslöcher 34B sind vorzugsweise um die
Durchgangslöcher 34A herum angeordnet. Wie am besten
aus den Fig. 14 und 15 hervorgeht, ist jedes
Halterungselement 36 über dem Durchgangsloch 34A
positioniert und besteht aus einem ringförmigen
Basisteil 36A, der an der oberen Fläche der unteren
Stützscheibe 34 fixiert ist, und einem mit Schlitzen
versehenen Steckteil 36B, der einstückig mit der
ringförmigen Basis 36A verbunden ist. Wie leicht zu
verstehen ist, nimmt der Steckteil 36B die innere
Umfangsfläche des Trägerelements 22 elastisch in
Eingriff, wodurch der untere Abschnitt des
Trägerelements 22 an der unteren Stützscheibe 34
gesichert wird. Das Halterungselement 36 ist außerdem
nicht auf ein Element beschränkt, das einen derartigen
mit Schlitzen versehenen Steckteil 36B aufweist, und es
kann sich bei ihm um einen nicht gezeigten rohrförmigen
Steckteil handeln, wenn er das Trägerelement 22 an der
unteren Stützscheibe 34 sichern kann.
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Wie in Fig. 4 gezeigt, ist die obere
Stützscheibe 35 mit mehreren Öffnungen 35A gebildet, die den
Halterungselementen 36 entsprechen oder vertikal auf
sie ausgerichtet sind. Der Durchmesser jeder Öffnung
35A ist im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des
Trägerelements 22, damit sie einen oberen Abschnitt des
Trägerelements 22 passend aufnehmen kann. Jede Öffnung
35A kann außerdem so modifiziert sein, daß ihr
Durchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser des
Trägerelements 22, damit sie den oberen Abschnitt des
Trägerelements 22 noch passender darin aufnehmen kann. ·
Jede Öffnung 35A kann auch mit einem nicht gezeigten
Federelement versehen sein, um den oberen Abschnitt des
Trägerelements 22 zuverlässig darin aufnehmen zu
können.
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Jedes Trägerelement 22 wird lösbar an der
oberen Stützscheibe 35 und der unteren Stützscheibe 34
der Antriebseinheit 32 gehalten, und zwar durch
Ineingriffnahme des unteren Abschnitts davon mit dem
Steckteil 36B des Halterungselements 36 und Einsetzen
des oberen Abschnitts davon in die Öffnung 35A der
oberen Stützscheibe 35. Das Trägerelement 22 ist im
wesentlichen parallel zu dem Stiel 33 angeordnet, da
das Halterungselement 36 und die Öffnung 35A in
vertikaler Ausrichtung angeordnet sind. Es versteht
sich, daß das Trägerelement 22 leicht gegen ein neues
ausgetauscht werden kann, da es aus der Antriebseinheit
32 entfernt werden kann.
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Wie in den Fig. 5 bis 12 gezeigt, besteht
das Trägerelement 22 im wesentlichen aus einem aus
porösen Materialien ausgebildeten hohlzylindrischen
Trägerkörper 23, an dem die nicht-agglutinierenden
Mikroorganismen, wie etwa Hefen, immobilisiert werden
können, einer starren inneren Maschenhülse 24 als
Verstärkungselement mit Maschenöffnungen 24A, das in
einen hohlen Teil des Trägerkörpers 23 eingesetzt ist,
und einer starren äußeren Maschenhülse 25 als
Verstärkungselement mit Maschenöffnungen 25A, das den
Trägerkörper 23 ummantelt. Bei den porösen Materialien
für den Trägerkörper 23 kann es sich um ein weiches
Material, wie etwa offenzelligen Gummischaumstoff,
Vlies und Polypropylenfaser handeln. Ganz
offensichtlich hält sich der Trägerkörper 23 von sich
aus nicht selbst. Die innere und äußere Maschenhülse 24
und 25 können aus harten Harzen oder anderen rostfreien
Materialien gebildet sein. Die äußere Maschenhülse 25
ist außerdem mit einem Längsschlitz 25B ausgebildet,
der sich über ihre ganze Länge erstreckt und flexibel
erweitert wird, wenn sie in den Trägerkörper 23
integriert wird (Fig. 12). Die innere und die äußere
Maschenhülse 24 und 25 können sich aufgrund ihrer
Steifheit selbst halten, wodurch der Trägerkörper 23
effektiv gehalten wird und sich nicht verformt.
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Die nicht-agglutinierenden Mikroorganismen
werden über ein bekanntes Verfahren an dem
Trägerelement 22 immobilisiert. Ein derartiges Verfahren ist
beispielsweise aus der japanischen offengelegten
Patentveröffentlichung Nr. 6-7163 mit dem Titel "Method
of Immobilizing Nonagglutinative Microorganisms"
(Verfahren zum Immobilisieren von nicht-agglutinierenden
Mikroorganismen) bekannt. Wie darin offenbart, wird
zunächst eine gewünschte Menge Aktivkohle, die in
Wasser suspendiert sein kann, bereitgestellt. Die
Aktivkohle weist Durchmesser von 10 bis 2000 Mikrometer
zur Aufnahme in Poren des Trägerkörpers 23 und
Porendurchmesser von 3 bis 100 Mikrometer auf. Die
Aktivkohle wird dann mit den nicht-agglutinierenden
Mikroorganismen in Wasser in Kontakt gebracht, so daß
die nicht-agglutinierenden Mikroorganismen in den Poren
davon immobilisiert werden. Danach wird das
Trägerelement 22 in Wasser getaucht, das die Aktivkohle
enthält, an der die nicht-agglutinierenden
Mikroorganismen immobilisiert sind, so daß die Aktivkohle,
an der die Mikroorganismen immobilisiert sind, in die
Poren des Trägerkörpers 23 gefüllt ist. Auf diese Weise
werden die nicht-agglutinierenden Mikroorganismen an
dem Trägerelement 22 immobilisiert.
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Bei dieser Ausführungsform kann der
Trägerkörper 23 weiterhin gegebenenfalls zuvor mit der
Aktivkohle, an der die Mikroorganismen immobilisiert
sind, in Kontakt gebracht werden, bevor er mit der
inneren und äußeren Maschenhülse 24 und 25 kombiniert
wird.
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Außerdem wird bei dieser Ausführungsform zwar
der Innenzylinder 4 in dem Behandlungstank 2 verwendet,
doch kann ein derartiger Innenzylinder 4 gegebenenfalls
entfernt werden.
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Der Betrieb des Bioreaktors 1 wird nun unter
Bezugnahme auf die Fig. 1 und 13 beschrieben.
Die zu behandelnde Flüssigkeit W wird bei
Zimmertemperatur oder bei einer vorher festgelegten
Solltemperatur durch den Einlaßanschluß 14a in den
Behandlungshohlraum 2a eingeleitet, bevor der Motor 15
zum Drehen der Antriebswelle 16 betätigt wird. Wenn
sich die Antriebswelle 16 dreht, dreht sich der durch
die Kupplung 17 an die Antriebswelle 16 angekoppelte
Stiel 33 mit einer vorbestimmten Drehzahl um eine Achse
davon, und gleichzeitig werden die obere und die untere
Stützscheibe 35 und 34, die an dem Stiel 33 installiert
sind, mit der Drehzahl gedreht. Folglich werden die an
der oberen und unteren Stützscheibe 35 und 34
gehaltenen Trägerelemente 22 entlang Umlaufbahnen um
den Stiel 33 gedreht, wodurch ein gleichmäßiger Kontakt
zwischen den an den Trägerelementen 22 immobilisierten
Mikroorganismen und der Flüssigkeit W in dem
Behandlungshohlraum 2a ständig und zwangsläufig
hergestellt wird. So wird die Flüssigkeit W durch die
Mikroorganismen effektiv behandelt. Außerdem wird das
Trägerelement 22 in der Flüssigkeit W ungehindert
gedreht, ohne daß der Trägerkörper 23 dabei verformt
würde, da er durch die innere und äußere Maschenhülse
24 und 25 gestützt wird. Die Mikroorganismen sind
während der Drehung des Trägerkörpers 23 an ihm stabil
immobilisiert.
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Es ist anzumerken, daß die Flüssigkeit W
üblicherweise gemäß der Arbeitskapazität der
Mikroorganismen kontinuierlich durch den Einlaßanschluß 14a
in den Behandlungshohlraum 2a eingeleitet wird. Die
Flüssigkeit W kann jedoch auch in Intervallen in den
Behandlungshohlraum 2a eingeleitet werden, damit sie
durch die Mikroorganismen ausreichend behandelt wird.
Die Flüssigkeit W fließt um die Trägerelemente
22 herum und durch die an der unteren Stützscheibe 34
gebildeten Verbindungslöcher 34B und einen Zwischenraum
zwischen dem Innenzylinder 4 und der unteren
Stützscheibe 34 hinaus zu der Bodenwand 3. Außerdem
fließt ein Teil der Flüssigkeit W durch die
Trägerelemente 22 und durch die an der unteren
Stützscheibe 34 ausgebildeten Durchgangslöcher 34A
hinaus zu der Bodenwand 3, da das Trägerelement 22 eine
rohrförmige Konfiguration aufweist. Somit fließt die
Flüssigkeit W nach unten in den Behandlungshohlraum 2a,
wobei sie die Mikroorganismen an dem Trägerkörper 23
des Trägerelements 22 effektiv kontaktiert.
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Die der Bodenwand drei zugeführte Flüssigkeit W
wird als behandelte Flüssigkeit WA in den
Strömungsdurchgang 5 eingeleitet. In der behandelten Flüssigkeit
WA sind die verunreinigenden Materialien oder die
organischen Stoffmaterialien effektiv behandelt. Die
behandelte Flüssigkeit WA wird dann nach oben zu dem
Auslaßkanal 8 geführt. Die behandelte Flüssigkeit WA
strömt dann durch den Auslaßanschluß 8A und den
Trichter 9 und wird schließlich durch das Leitungsrohr
10 abgeleitet.
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Gemäß dem Bioreaktor 1 der ersten
Ausführungsform können die Mikroorganismen die Flüssigkeit W
gleichmäßig kontaktieren. Dies kann zu einer erhöhten
Kontakteffizienz zwischen den an den Trägerelementen 22
immobilisierten Mikroorganismen und der Flüssigkeit W
führen.
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Nunmehr unter Bezugnahme auf die Fig. 16 bis
18 wird darin eine zweite Ausführungsform der Erfindung
gezeigt. Wie in den Fig. 16 und 17 gezeigt, besteht
ein Bioreaktor 51 hauptsächlich aus einem in
Querrichtung länglichen Behandlungstank 42 mit einem
Behandlungshohlraum 42a, in den zu behandelnde Flüssigkeit W1
eingeleitet wird, mehreren rohrförmigen Trägerelementen
62, an denen Mikroorganismen immobilisiert sind und die
in dem Behandlungshohlraum 42a angeordnet sind, und
einer Antriebseinheit 52, um die Trägerelemente 62 zu
halten und sie in dem Behandlungshohlraum 42a zu
drehen. Der Behandlungstank 42 weist einen
Einlaßanschluß 42A und einen Auslaßanschluß 42B auf und
ist lösbar mit einer Abdeckplatte 47 versehen. Die
Antriebseinheit 52 enthält einen Stiel 53 als in dem
Behandlungshohlraum 42a quer aufgenommene Stützeinheit.
Der Stiel 53 geht durch gegenüberliegende Wände des
Behandlungstanks 42 und ist durch an den Wänden des
Behandlungstanks 42 installierte Abdichtungselemente 43
wasserdicht abgedichtet. Der Stiel 53 wird auch durch
Lagerelemente 44 drehbar gestützt. Die Antriebseinheit
52 enthält auch als Krafteinheit einen externen Motor
45, der über eine Getriebeeinheit 46 an den Stiel 53
angekoppelt ist.
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Der Stiel 53 ist entlang seiner Länge mit
mehreren Installationselementen 55 versehen, die durch
Abstandshalter 54 mit gewünschten Entfernungen
beabstandet und durch Keilelemente 55a drehfest an dem
Stiel 53 verkeilt sind. Jedes Installationselement 55
ist mit mehreren sich radial erstreckenden Stützstäben
56 fest versehen. Jeder Stützstab 56 ist mit einem
rohrförmigen Trägerelement 62 versehen, indem ein
hohler Teil des Trägerelements 62 mit dem Stützstab 56
in Eingriff gerät. Wie in Fig. 18 gezeigt, ist das
Trägerelement 62 unter Verwendung einer Unterlegscheibe
57 und eines Splints 58 lösbar an dem Stützstab 56
gesichert. Da das Trägerelement 62 genauso aufgebaut
ist wie das Trägerelement 22 in der ersten
Ausführungsform, wird somit auf die Erläuterung des
Trägerelements 62 verzichtet.
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Der Betrieb des Bioreaktors 1 wird nun unter
Bezugnahme auf Fig. 16 beschrieben.
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Die zu behandelnde Flüssigkeit W1 wird vor der
Inbetriebnahme des Motors 45 durch den Einlaßanschluß
42A in den Behandlungshohlraum 42a eingeleitet. Bei
angetriebenem Motor 45 wird der über die
Getriebeeinheit 46 an den Motor 45 angekoppelte Stiel 53 mit
einer vorbestimmten Drehzahl um seine Achse gedreht.
Dadurch werden die an dem Stiel 53 gehaltenen
Trägerelemente 62 um den Stiel 53 gedreht, wodurch
zwischen den an den Trägerelementen 62 immobilisierten
Mikroorganismen und der Flüssigkeit W1 in dem
Behandlungshohlraum 42a kontinuierlich und
erzwungenermaßen ein gleichmäßiger Kontakt erfolgt. Auf diese
Weise wird die Flüssigkeit W1 effektiv durch die
Mikroorganismen behandelt.
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Die Flüssigkeit W1 strömt um das Trägerelement
62. Die Flüssigkeit W1 wird dann als behandelte
Flüssigkeit W1A zu dem Auslaßanschluß 42B geführt und
schließlich durch den Auslaßanschluß 42B abgelassen.
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Wie bei dem Bioreaktor 1 können die
Mikroorganismen gemäß dem Bioreaktor 51 der zweiten
Ausführungsform die Flüssigkeit W1 gleichmäßig kontaktieren. Dies
kann die Kontakteffizienz zwischen den an dem
Trägerelement 62 immobilisierten Mikroorganismen und der
Flüssigkeit W1 verbessern.
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Bei der ersten und zweiten Ausführungsform ist
die Antriebseinheit so ausgelegt, daß der Stiel um
seine Achse gedreht wird. Die Antriebseinheit kann
jedoch derart modifiziert werden, daß der Stiel
beispielsweise exzentrisch gedreht wird> indem eine
nicht gezeigte exzentrische Kupplung oder dergleichen
verwendet wird. Außerdem kann die Antriebseinheit
derart modifiziert werden, daß der Stiel beispielsweise
in Längsrichtungen, Querrichtungen oder in kombinierten
Richtungen davon hin und her bewegt wird, indem eine
nicht gezeigte Kurbelwelle oder dergleichen verwendet
wird.
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Die hier beschriebenen bevorzugten
Ausführungsformen sollen die Erfindung beispielhaft darstellen,
sie aber nicht auf die hier beschriebene genaue Form
beschränken. Sie wurden gewählt und beschrieben, um die
Grundlagen der Erfindung und ihrer Anwendung und
praktische Verwendung zu erläutern, damit andere
Fachleute die Erfindung umsetzen können.