DE9414406U1 - Stützgerüst für biologisches Filtermaterial - Google Patents

Stützgerüst für biologisches Filtermaterial

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Description

Die Erfindung betrifft ein Stützgerüst für biologisches Filtermaterial.
Sin solches biologisches Filtermaterial wird unter anderem in sogenannten "Biofiltern", "Bioreaktoren" beziehungsweise "Biofilterreaktoren" eingesetzt und dient der Abluftreinigung .
Derartige biologische Abluftreinigungsverfahren beruhen auf dem Prinzip der mikrobiellen Dekontaminierung von Schadstoffen, wobei die entsprechenden Mikroorganismen, meist aerobe Mikroorganismen, im biologischen Filtermaterial wirksam sind- Das biologische Filtermaterial besteht beispielsweise aus Rinde, Reisig, Torf, Sand, Kompost, Holzhäckseln oder einer Mischung dieser Stoffe.
Eisenhüttenstraße 2 · D-40882ftelinfceft.- Telefor{(PJgij>J!$83?>88jl-S3*S901 · Tetefax (0)2102/83069
Das biologische Filtermaterial wird in ein Gehäuse eingefüllt, wobei es meist auf einem luftdurchlässigen Rost aufliegt und von unten mit der zu reinigenden Abluft durchströmt wird. Für die Zuführung der Abluft und die Vermeidung eines Druckverlustes im Filtermaterial ist es notwendig, die Abluft unter Druck zuzuführen. Bei einer nicht mit Wasser gesättigten Abluft wird darüber hinaus meist eine Befeuchtungsanlage vorgesehen.
Trotz der Zuführung der Abluft unter Druck unter der Befeuchtung des biologischen Filtermaterials kommt es häufig zur Ausbildung von Schichten unterschiedlicher Dichte im biologischen Filtermaterial. Ursächlich hierfür sind "Schwindungseffekte" im Filtermaterial. Diese werden zum Beispiel dadurch verursacht, daß das Filtermaterial zu stark austrocknet. Aber auch mikrobielle Umsetzungsprozesse führen zu einer Verringerung der Biomasse und damit zur Ausbildung von Zonen unterschiedlicher Dichte. Das Filtermaterial sackt dabei einfach zusammen. Die angestrebte Reinigungswirkung der Abluft wird dann zumindest teilweise gestört, weil die Abluft nicht mehr das Filtermaterial gleichmäßig und vollständig durchströmen kann und entsprechend nicht mehr in ausreichendem Maße mit den auf dem Filtermaterial angesiedelten Mikroorganismen in Verbindung tritt.
Zur Vermeidung dieses Problems ist es bekannt, beispielsweise größere Reisigstücke zur Auflockerung in das biologische Filtermaterial einzubringen. Da es sich hierbei aber ebenfalls um ein biologisches Material handelt, welches Bestandteil des Filtermaterials ist, kommt es auch hier früher oder später zu einer Verrottung der Reisig-Anteile, so daß sich die vorstehend genannten Probleme nicht nachhaltig beseitigen lassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit aufzuzeigen, die Wirkungsweise der genannten biologischen Filter zu optimieren und insbesondere gleichmäßige Durchströmungsbedingungen für die Abluft über die gesamte biologische Filterschicht zu erreichen.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß dieses Ziel dadurch erreicht werden kann, indem das biologische Filtermaterial nicht einfach mehr oder weniger wahllos in ein zugehöriges Gehäuse auf einen Rost geschüttet wird, sondern zwischen einem korrespondierenden Stützgerüst konfektioniert wird.
Das Stützgerüst ist dabei so zu gestalten, daß beim Befüllen des Filters (Gehäuses) das biologische Filtermaterial zunächst gleichmäßig durch das Stützgerüst nach unten (zum Beispiel auf einen Rost) durchfallen kann, um danach kontinuierlich über die gewünschte Dicke aufgebaut zu werden.
In diesem Zusammenhang hat die Erfindung weiter erkannt, daß das Stützgerüst bestimmte konstruktive Kriterien erfüllen muß.
In ihrer allgemeinsten Ausführungsform schlägt die Erfindung deshalb ein Stützgerüst für biologisches Filtermaterial vor, das aus mindestens einem Hohlkörper besteht, dessen Oberfläche Durchbrechungen aufweist.
Ein Drahtgeflecht oder dergleichen würde die genannte Aufgabe nicht erfüllen. Hohlkörper mit einer durchbrochenen (perforierten oder netzartig gestalteten) Oberfläche eignen sich dagegen hervorragend als Stützgerüst für das biologische Filtermaterial im erfindungsgemäßen Sinne.
Dabei umfaßt der Begriff "Hohlkörper" unterschiedlichste geometrische Formen. Nach einer ersten Ausführungsform soll der Hohlkörper als Rohr {mit durchbrochener Oberfläche) gestaltet sein, wobei die Rohrenden abgedeckt sein können, dann vorzugsweise wieder mit Durchbrechungen in den Abdeckungen; eine besonders einfache Ausführungsform sieht vor, die Rohre an den Enden einfach offen zu lassen. Die Rohre können sowohl vertikal, als auch horizontal, gegebenenfalls auch schräg zum Boden im Gehäuse angeordnet werden.
Andere Ausführungsformen des Hohlkörpers sind Kugeln, Würfel, Quader oder Pyramiden. Auch eiförmige Hohlkörper oder einbeziehungsweise zweiseitig abgeflachte Kugeln können Verwendung finden. Auch Hohlkörper in Form eines Polygons eignen sich. Insoweit unterliegt die Geometrie der Hohlkörper keinen Beschränkungen.
Die Größe der Hohlkörper ist jedoch an den jeweiligen Anwendungszweck anzupassen. Dabei werden vorzugsweise eine größere Anzahl von Hohlkörpern innerhalb des biologischen Filtermaterials angeordnet, und zwar in möglichst "isotroper" Konfektionierung, so daß sich über den gesamten Querschnitt des biologischen Filtermaterials ein gleichmäßig ausgebildetes Stützgerüst einstellen läßt.
Für industrielle biologische Filter eignen sich hierfür beispielsweise Hohlkörper in Kugelform mit einem Durchmesser zwischen 5 und 20 cm beziehungsweise Rohre mit einem Durchmesser zwischen 5 und 15 cm und einer Länge von circa 1 m, wobei die Länge gegebenenfalls auch der Länge beziehungsweise Breite des Filtergehäuses entsprechen kann.
In jedem Fall ist es aber wichtig, die Hohlkörper auf ihrer Oberfläche mit einer ausreichenden Zahl von Durchbrechungen auszubilden. In diesem Zusammenhang haben sich Hohlkörper als besonders vorteilhaft herausgestellt, deren Oberfläche netzartig ausgebildet ist. Dabei werden Oberflächen ausgebildet, bei denen die aufsummierten Flächen der Durchbrechungen ein Vielfaches der zwischen den Durchbrechungen verbleibenden Stege betragen. Ein weiteres Kriterium zur Dimensionierung der Hohlkörper ist dabei auch das verwendete biologische Filtermaterial. Die Durchbrechungen müssen mindestens so groß sein, daß das Filtermaterial problemfrei hindurchfallen kann, wenn der Filter gefüllt wird.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, die Hohlkörper aus einem chemisch gegenüber dem biologischen Filtermaterial inerten Werkstoff auszubilden. Dabei tritt das Material des Stützgerüstes nicht in chemische oder biologische Wechselwirkung mit dem Filtermaterial. Ss kann deshalb zeitlich nahezu unbeschränkt benutzt werden.
Von Vorteil ist es aber, wenn der Hohlkörper aus einem zum Aufwuchs sessiler Mikroorganismen geeigneten Werkstoff besteht. Hierzu gehören beispielsweise Kunststoffe, aber auch anorganische Werkstoffe, beispielsweise auf Tonbasis. So können beispielsweise Netzrohre ebenso Verwendung finden wie keramische Füllkörper mit netzartiger Oberfläche.
Biologische Filter können zum Teil erhebliche Dimensionen aufweisen. Insbesondere für größere Anlagen sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, eine Vielzahl von Hohlkörpern untereinander blockartig zu verbinden. So können beispielsweise die genannten Netzrohre zu Paketen von jeweils
-&bgr;-
10 &khgr; IO Netzrohren miteinander verbunden werden oder die genannten Kugeln zu Paketen von je hundert in jeder Richtung des Koordinatensystems konfektioniert werden. Diese Pakete lassen sich besonders leicht in das Filtergehäuse einsetzen und - bei Bedarf - auch wieder entnehmen. Darüber hinaus stellen die Blöcke eine absolut gleichmäßige Ausbildung des Stützgerüstes in allen Richtungen des Koordinatensystems sicher.
Das Filtermaterial wird dabei nicht nur in die einzelnen Kugeln oder Rohre eingefüllt, sondern liegt am Ende auch in den zwischen den Rohren oder Kugeln ausgebildeten Zwickeln ein. Es entstehen auf diese Weise ideale Füllungsverhältnisse und gleichmäßige dichte Verhältnisse über die gesamte Filterschicht.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungsunterlagen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele näher beschrieben.
Dabei zeigen - jeweils in stark schematisierter Darstellung -
Figur 1: eine perspektivische Ansicht eines rohrförmigen Hohlkörpers
Figur 2: eine perspektivische Ansicht mehrerer, als Block konfektionierter rohrförmiger Hohlkörper nach Figur 1
Figur 3: einen als Kugel gestalteten Hohlkörper.
In den Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bauteile mit gleichen Bezugsziffern dargestellt.
In Figur 1 wird mit dem Bezugszeichen 1 ein rohrförmiger Hohlkörper beschrieben. Er weist eine Oberfläche 4 auf, die netzartig gestaltet ist, wobei die Netzfäden 2, 3 gegenläufig angeordnet sind, so daß sich rautenförmige Durchbrechungen 5 ergeben.
Die Stirnflächen am oberen Ende &bgr; und am unteren Ende 7 sind offen.
Der in Figur 1 dargestellte rohrförmige Hohlkörper besteht aus Kunststoff.
Figur 2 zeigt schematisch eine blockweise Anordnung einzelner Hohlkörper 1, wobei hier in der Zeichenebene vier Hohlkörper 1 mit {senkrecht zur Zeichenebene) drei Hohlkörpern zu einem Block von insgesamt zwölf Hohlkörpern 1 konfektioniert sind. Die einzelnen Hohlkörper 1 sind entlang ihrer vertikalen stegartigen Berührungslinien miteinander verschweißt.
Figur 3 zeigt einen kugelförmigen Hohlkörper 1, ebenfalls aus Kunststoff, dessen Oberfläche 4 aus parallelen Ringstäben 14, 15 und meridianartig verlaufenden Gitterstäben 18, 19 gitterwerksartig aufgebaut ist, v/obei die Ringstäbe 14, 15 dem Kugeldurchmesser entsprechen und die Kugel aus zwei Halbkugeln 8, 9 gebildet wird, die miteinander verklebt sind. Weitere Ringstäbe 16, .17 mit einem Durchmesser, der kleiner ist als der Kugeldurchmesser, sind mit Nasen 13 versehen, die im Bereich der "Mantelfläche" mit gekrümmtem Verlauf sich erstrecken.
Die Hohlkörper gemäß den Figuren 1 bis 3 werden einzeln oder in Blockform (Figur 2) in einem Filtergehäuse angeordnet und anschließend mit biologischem Filtermaterial verfüllt, wobei sich das Filtermaterial auch in Zwickeln zwischen den Hohlkörpern 1 ansammelt.
Dabei übernehmen die Hohlkörper die Funktion eines Stützgerüstes für das biologische Filtermaterial. Die sich daraus ergebenen Vorteile sind oben ausführlich beschrieben.

Claims (1)

  1. Or.ThomasU.Becker &Bgr;&thgr;&thgr;1<&THgr;&Ggr; &? &Mgr;&udigr;&Igr;&Igr;&thgr;&Ggr; Dr. Kari-Emst Müller
    Diplomingenieur mt ^J &ldquor; ,, &idigr;» « Diplomingenieur
    European Patent Attorney I Paj9jlj$pwait{5 JJ J J · * · European Patent Attorney
    Anmelderin:
    ENVICON Klärtechnik Verwaltungsgesellschaft mbH Baßfeldshof 2-4
    46537 Dinslaken ENV 23163
    Stützgerüst für biologisches Filtermaterial Schutzansprüche
    Stützgerüst für biologisches Filtermaterial, gekennzeichnet durch mindestens einen Hohlkörper (1), dessen Oberfläche (4) Durchbrechungen (5) aufweist.
    Stützgerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) die Form eines Rohres aufweist.
    Stützgerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) die Form einer Kugel, eines Würfels, eines Quaders, eines Eis oder einer Pyramide aufweist.
    Stützgerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) die Form eines Polygons aufweist.
    EisenhüaenstraSe 2 · D-40fe82feStingen 'JTel^og {0J21,02*8*&88!l-*84290l · Telefax {0)2102/83069
    Stützgerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (4) des Hohlkörpers (1) netzartig ausgebildet ist.
    Stützgerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) aus einem chemisch gegenüber dem biologischen Filtermaterial inerten Werkstoff besteht.
    Stützgerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) aus einem zum Aufwuchs sessiler Mikroorganismen geeigneten Werkstoff besteht.
    Stützgerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) aus Kunststoff besteht.
    Stützgerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von untereinander blockartig verbundener Hohlkörper (1).
    Stützgerüst nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper (1) steg- oder punktartig miteinander verbunden sind, unter Ausbildung von Hohlräumen (Zwickeln) untereinander.
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